高速铁路CA砂浆实验.ppt
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1、板式无砟轨道充填层水泥乳化沥青砂浆试验,李 建,2011.12,中南大学,主 要 内 容,一、CRTSII型板水泥乳化沥青 砂浆试验二、CRTSI型板水泥乳化沥青 砂浆试验三、乳化沥青试验四、干料试验五、凸台树脂试验,一、水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,1、扩展度 2、流动度3、单位容积质量 4、含气量 5、膨胀率 6、分离度7、强度及弹性模量 8、疲劳试验 9、冻融试验,1、水泥沥青砂浆扩展度试验方法,玻璃板水平放置,将玻璃板表面和扩 展度筒内湿润。扩展度筒竖立在玻璃板中间,将水泥沥青砂浆装入筒内,直至筒的上缘。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,扩展度测试,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试
2、验,将筒迅速垂直提高15cm2cm,并保持10s,同时按下秒表,记录水泥沥青砂浆扩展度达到 280mm的时间。待水泥沥青砂浆停止流动后测量其互相垂直的两个方向的直径。试验结果以两个垂直方向直径的平均值及扩展度达到280mm时的时间表示。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,将漏斗润湿后放置在漏斗架上,漏斗的轴线垂直地面,将容器桶放于漏斗下方,用手指堵住漏斗口。将1L水泥沥青砂浆缓慢而均匀地倒入漏斗,松开手指,同时启动秒表,测量漏斗中水泥沥青砂浆流完所需的时间。试验结果精确至1s。,2、水泥沥青砂浆流动度试验方法,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,将三角烧瓶置于天平上,向烧瓶中加入水至
3、水面与瓶口齐平。记录加入水的质量,测量三次,取平均值,由此可得三角烧瓶的容积。将拌和均匀的水泥沥青砂浆,倒入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录加入砂浆的质量。,3、水泥沥青砂浆单位容积质量试验,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,砂浆的单位容积质量计算:单位容积质量=单位容积质量精确到0.01,三角烧瓶内砂浆的质量 三角烧瓶的容积,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,4、水泥沥青砂浆含气量试验方法,将含气量桶的内侧擦拭干净并使之微湿润。注入水泥沥青砂浆,用刮平尺刮平,盖上容器盖。打开加水阀和排水阀,通过加水阀向容器内注水。当排水阀流出的水流不含气泡时,关闭加水阀和排水阀。注水时可将容器稍
4、微倾斜,有利于空气的排出。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,通过加气阀向气室加气,使指针指向红线位置。打开操作阀,待示值仪示值稳定后,读取含气量。以两次试验的平均值作为测试结果,精确至0.1%。若两次测量的误差大于其平均值的10%,则需重新试验。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,5、水泥沥青砂浆膨胀率试验方法,将量筒竖立在水平面上,用游标卡尺测量量筒顶距底部的高度(h0)。将砂浆装入量筒中至约250mL刻度处,用游标卡尺测量装入砂浆后量筒顶距砂浆顶面的高度(h1)。将量筒密封、水平静置,24h后测量量筒顶距砂浆顶面的高度(h2)。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,水泥沥青砂浆膨胀率
5、按下式计算:膨胀率=(h2-h1)/(h1-h0)100%试验结果精确至0.1%,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,6、水泥沥青砂浆分离度试验方法,将砂浆注入50mm50mm试模,刮平。用薄膜覆盖试件表面,将试件移入标养室养护,1d后脱模,继续在标养室养护至7d,然后移入温度(202)、湿度60%5%的砂浆养护箱养护至28d。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,分离度试验装置,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,在砂浆龄期至28d时,将其分成上、下两等分,用静水天平测其单位容积质量。砂浆的分离度=100%,(下部-上部)单位容积质量0.5 上下部平均单位容积质量,水泥乳化沥青砂浆(II型板
6、)试验,返回,7、水泥沥青砂浆力学性能试验方法,水泥沥青砂浆的强度试验按GB/T 17671相关规定执行。抗压强度加荷速度50N/s500N/s,以保证试件在30s90s断裂进行控制。水泥沥青砂浆的弹性模量试验按GB/T 50081的相关规定执行。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,8、水泥沥青砂浆疲劳试验方法,将试件的上下表面均匀涂上润滑油。用0.2g0.3g硅树脂均匀涂在传力压板表面,再在其上加涂一层石墨片。将试件放在20下最少2.5h,然后对中置于施荷设备上。开启试验机,进行试件疲劳试验,记录疲劳试验加载次数及试件残余变形值。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,达到以下几种情况之一
7、即可停止试验:a、循环次数大于10000次;b、试件残余变形超过0.04mm。试验结果以三块试件的试验结果表示。如有一块不满足要求,应加倍试验;如仍有一块试件不满足要求,则判定不合格。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,9、水泥沥青砂浆冻融试验方法,在规定的试验龄期前2d4d,称取试件初始质量(W0),用硅胶或树脂密封试件的4个侧面,测试面(贴PTFE片面)及对应面不密封。规定的试验龄期到达后,进行试件饱水。饱水时间为7d,环境温度为(202),试件浸水高度为(101)mm。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,试件饱水完成后,进行试件的超声传播时间初始值tcs测试,精确至0.1s将称重、
8、测试后的试件放入试验容器中,测试面向下。将装有试件的试验容器放置在冻融试验箱的托架上。试件每隔4次循环做一次试件剥落量、试件吸水量和超声传播时间测试。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,剥落量计算:mn=(s/A)106 mnn次循环后,每个试件单位测试面上的总剥落量(g/m2);s 每次测试时得到的试件剥落量(g),精确至0.01g;A 试件试验面面积(mm2)。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,相对动弹模量计算:n次冻融循环后,试件的超声相对动弹模量Ru,n按下式计算:Ru,n=Tn2100%Tn=(tcs-tc)/(tn-tc)式中:Tn试件的超声相对传播时间;n冻融循环的次数;tcs
9、超声传播时间初始值(s);tn经n次循环后超声波的传播时间(s)。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,冻融达到以下几种情况之一即可停止试验:A.已达到56次循环;B.相对动弹模量下降到60%以下;C.剥落量达2000g/m2。,水泥乳化沥青砂浆(II型板)试验,返回,二、水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,1、流动度与可工作时间2、表观密度与含气量3、分离度 4、膨胀率 5、泛浆率6、抗压强度 7、弹性模量8、抗冻性能 9、耐候性能,1、砂浆流动度与可工作时间试验方法,将砂浆注入表面润湿的J漏斗中,从输出口流出适量的砂浆后,用手指将输出口压住,使砂浆注满漏斗,并将表面平整。放开手指,砂浆自然流出,
10、用秒表测定砂浆从开始到结束连续流下所经历的时间,即为砂浆的流动度 t(以s计),精确到0.1s。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,每隔10min对同一试样进行一次流动度试验,并绘出流动度曲线,即流动度与累计时间的对应关系。砂浆在规定的流动度范围内可持续的时间为砂浆的可工作时间 T(以min计)。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,2、水泥沥青砂浆表观密度与含气量试验方法,向烧瓶中加入水,使水面与瓶口齐平,记录加入水的质量,测量三次,取平均值,由此可得三角烧瓶的容积。将拌和均匀的水泥沥青砂浆,倒入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录加入砂浆的质量。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,砂浆的表观密度
11、:表观密度=含气量=100%砂浆密度根据水泥乳化沥青砂浆配合比及各组分原材料的密度计算。,三角烧瓶内砂浆的质量 三角烧瓶的容积,密度-表观密度 密度,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,3、水泥沥青砂浆材料分离度试验方法,制作50mm50mm的砂浆试件,每组试件不少3个。打开液体天平,将称量挂斗悬挂在液体天平下方,并使其浸泡在水槽中,水槽中的水要达到指定的位置。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,22h左右拆模,24h将其均分为上、下两等分,并分别用水将其表面润湿。分别将试样上、下两部分放进称量挂斗中,称取其在水中质量M上,水、M下,水。取出试样,用棉布将其表面拭干,达到表干状态,称取上、下两部分的
12、表干质量M上,空、M下,空。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,上部单位容积质量=下部单位容积质量=,M上,空 M上,空-M上,水,M下,空 M下,空-M下,水,材料分离度=(下部单位容积质量-上部单位容积质量)0.5 100%上、下部平均单位容积质量,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,4、水泥沥青砂浆膨胀率试验方法,将量筒竖立在一个无振动的水平面上。测量量筒内径,准确至0.02mm,测量三次,取其平均值作为量筒的内径D。将水泥沥青砂浆注入量筒,当砂浆表面与量筒250ml刻度处重合时,停止加入。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,在量筒上面加一块玻璃板,用游标卡尺测量水泥沥青砂浆表面至玻璃板的深度H
13、o,24h后再测量水泥沥青砂浆表面深度H24。膨胀率(%)=0.000314(Ho-H24)D2 D 量筒内径(mm);Ho 初始深度(mm);H2424h后的深度(mm)。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,5、水泥沥青砂浆泛浆率试验方法,在聚乙烯袋内注入约20cm高的水泥沥青砂浆,系住袋子上端,悬挂静置,经24h后,目测确认是否有泛浆水。如有泛浆水时,将试验用袋子放入装有400ml水的量筒(1000ml)中,使量筒中的水面与泛浆上面高度一致。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,放入试样袋后量筒刻度发生变化,即可读出水泥沥青砂浆的体积V(ml);用移液管取出砂浆表面的泛浆水,放入25ml的量筒中
14、,测定水的体积B(ml)。式中:B24h以后的泛浆水(ml)V水泥沥青砂浆的容积(ml),泛浆率=B 100%V,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,6、水泥沥青砂浆抗压强度试验方法,将水泥沥青砂浆注入50mm50mm的模型内,24h左右拆模,然后在指定温度、湿度条件下养护。到达相应龄期后,用石膏粉对砂浆试样的上表面进行处理,使其表面平滑。用游标卡尺测量试样的直径,测量3次,取其平均值。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,试样平放在试验机压板的中央,以规定的加载速率施加载荷。按1d、7d、28d龄期进行单轴压缩试验,当压力达到最大值P(N)后停止加载。抗压强度=P(N)/试样面积(mm2)。,水泥乳
15、化沥青砂浆(I型板)试验,7、水泥沥青砂浆弹性模量试验方法,将水泥沥青砂浆注入50mm50mm的模型内,24h左右拆模,然后在指定温度、湿度条件下养护。到达相应龄期后,用石膏粉对砂浆试样的上表面进行处理,使其表面平滑。用游标卡尺测量试样的直径,测量3次,取其平均值。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,将试样平放在试验机压板中央,以规定的加载荷率加载至抗压强度0.1MPa(约196N),然后立即卸载,卸载速率与加载速率相同;如此重复4次,然后以第5次的加载曲线的数据计算弹性模量,一般取加载曲线0.075-0.1MPa应力之间的曲线段进行计算。,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,式中:h 试件的高度;
16、a试件加载受荷应力,0.075MPa;b试件加载受荷应力,0.1MPa;a5次加载,应力0.075MPa时的变形;b第5次加载,应力0.1MPa时的变形。,E=(b-a)h b-a,水泥乳化沥青砂浆(I型板)试验,1、微粒离子电荷试验2、筛上剩余量试验 3、蒸发残留物含量试验 4、储存稳定性试验 5、水泥拌和试验 6、恩格拉粘度试验,三、乳化沥青试验,1、微粒离子电荷试验,将乳化沥青试样用孔径1.18mm滤筛过滤,并盛于一容器中。将电极板洗净、干燥,并将两块电极板平行固定于一个框架上,其间距约30mm,然后将框架置于容积为200mL或300mL的洁净烧杯内,插入乳化沥青中约30mm。,乳化沥青
17、试验,乳化沥青电荷试验仪,将两块电极板的引线分别接于6V直流电源的正负极上,接通电源开关并按动秒表。接通电流3min后,关闭开关,然后将固定有电极板的框架从烧杯内取出。,乳化沥青试验,负极板上吸附有大量沥青微粒,说明沥青微粒带正电荷,则该乳液为阳离子型。阳极板上吸附有大量沥青微粒,沥青微粒带负电荷,则该乳液为阴离子型。,乳化沥青试验,2、乳化沥青筛上剩余量试验,在一烧杯中称取充分搅拌均匀的乳化沥青试样500g5g(m),准确至0.1g。将虑筛网用油酸钠溶液(II型板 阴离子乳液)或蒸馏水(I型板 阳离子乳液)润湿。将滤筛支在烧杯上,再将烧杯中的乳液试样边搅拌边徐徐注入筛内过滤。,乳化沥青试验,
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