一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法，涉及水泥沥青砂浆制备技术领域。该砂浆包括以下组分：干粉1200

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥沥青砂浆制备
，具体涉及一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥沥青砂浆是一种利用水泥吸水后水化加速乳化沥青破乳，由水泥水化物和沥青裹砂形成的立体网络，它以乳化沥青和水泥这两种性质差异很大的材料作为结合料，其刚度和强度比普通沥青混凝土高，但是比水泥混凝土低，其特点在于刚柔并济，以柔性为主，兼具刚性。
[0003]高速铁路板式无砟轨道近年来在中国有了较大的发展，CRTSⅡ型板式无砟轨道是中国高速铁路建设的主流轨道结构之一，而水泥乳化沥青(简称CA)砂浆是该类轨道结构的关键结构材料，其性能直接影响到轨道结构的耐久性与安全性，普通水泥沥青砂浆的主要成分是水泥、乳化沥青、细骨料、水和多种外加剂等原材料组成，经水泥水化硬化与沥青破乳胶结，共同作用而形成的一种新型有机复合材料，其存在着变形温度稳定性低的缺点。因此，需要一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法，以解决现有砂浆变形温度稳定性低的问题。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种高热稳定性水泥沥青砂浆及其制备方法，包括以下组分：干粉1200
‑
1300g、乳化沥青600
‑
630g、水70
‑
80g、消泡剂2
‑
2.3g、铝粉0.05
‑
0.1g和碳纳米管1.24
‑
3.72g。
[0006]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过掺加碳纳米管优化水泥乳化沥青砂浆，由于沥青为高分子聚合物，具有较强的疏水性，其与水泥砂浆之间的粘结性能较弱，两者之间的界面成为水泥乳化沥青砂浆内的薄弱环节(见图1)。此外，沥青为粘弹性材料，其力学性能具有较高的温度敏感性。因此，在初始荷载作用下，水泥乳化沥青砂浆的变形发展较快，且随着温度的升高，沥青的粘性性能逐渐显著，导致水泥乳化沥青砂浆的变形随着温度的升高快速发展。当掺加碳纳米管后，碳纳米管可使水泥石与沥青界面间的薄六角板状氢氧化钙晶体转变为六边棱状晶体，增加了界面的密实性，且贯穿沥青与水泥石的碳纳米管也增加了界面的粘结性能(见图2)。水泥石与沥青之间界面的增强，降低了水泥沥青砂浆内部的缺陷，且提高了两者之间的协同变形性能，有利于增强水泥乳化沥青砂浆的抗变形性能。另外，分散在沥青内部的碳纳米管可阻碍沥青高分子链段的自由运动，在一定程度上提高了沥青的抗变形能力，且降低了沥青高分子链段运动的温度敏感性，从而提高了水泥乳化沥青砂浆整体的变形温度稳定性，一定程度上可解决混凝土结构由于变形温度稳定性不足而暴露出的严重安全性问题，可有效提高变形温度稳定性强度不足的工程结构的服役寿命。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
[0008]进一步，该高热稳定性水泥沥青砂浆包括以下组分：干粉1250g、乳化沥青615g、水75.5g、消泡剂2.15g、铝粉0.08g和碳纳米管2.48g。
[0009]进一步，干粉由水泥和细砂组成；其中，干粉中水泥质量分数为30
‑
35％。
[0010]进一步，干粉中水泥质量分数为33％。
[0011]进一步，水泥型号为PII52.5。
[0012]进一步，细砂的细度模数为1.52。
[0013]进一步，乳化沥青为苯乙烯和丁二烯改性阳离子乳化沥青。
[0014]进一步，乳化沥青固体含量为50
‑
60wt％。
[0015]进一步，乳化沥青固体含量为58wt％。
[0016]进一步，乳化沥青25℃时恩氏粘度为5
‑
6、25℃时蒸发残留物针入度为8
‑
8.5mm、15℃时蒸发残留物延度为50
‑
55cm。
[0017]进一步，乳化沥青25℃时恩氏粘度为5.8、25℃时蒸发残留物针入度为8.2mm、15℃时蒸发残留物延度为52cm。
[0018]进一步，消泡剂为有机硅类消泡剂。
[0019]进一步，消泡剂固体含量为20
‑
30wt％。
[0020]进一步，消泡剂固体含量为25wt％。
[0021]进一步，消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
[0022]进一步，铝粉形状为鳞片状，Al含量为99.5
‑
99.9wt％。
[0023]进一步，铝粉形状为鳞片状，Al含量为99.82wt％。
[0024]进一步，铝粉形状为鳞片状，Al含量为99.82wt％、Fe含量为0.072％、Si含量为0.051％、Cu含量为0.0015％、H2O含量为0.0555％。
[0025]进一步，碳纳米管为多壁碳纳米管，内径2
‑
6nm、外径6
‑
14nm、长度5
‑
10μm、密度2.2
‑
2.3g/cm3。
[0026]进一步，碳纳米管为多壁碳纳米管，内径3nm、外径10nm、长度8μm、密度2.235g/cm3。
[0027]本专利技术还提供上述高热稳定性水泥沥青砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0028](1)将碳纳米管和部分水混合，超声处理，得到预处理碳纳米管溶液；
[0029](2)将乳化沥青和剩余水混合，搅拌，搅拌过程中加入消泡剂、干粉和铝粉，然后继续搅拌，得到混合料；
[0030](3)在步骤(2)制得的混合料中，加入步骤(1)制得的预处理碳纳米管溶液，搅拌，制得高热稳定性水泥沥青砂浆。
[0031]进一步，步骤(2)中，于120
‑
150r/min条件下搅拌0.8
‑
1.2min。
[0032]进一步，步骤(2)中，于140r/min条件下搅拌1min。
[0033]进一步，步骤(2)中，先于250
‑
300r/min条件下搅拌0.8
‑
1.2min，然后于120
‑
150r/min条件下搅拌20
‑
40s，完成继续搅拌过程。
[0034]进一步，步骤(2)中，先于285r/min条件下搅拌1min，然后于140r/min条件下搅拌30s，完成继续搅拌过程。
[0035]步骤(2)中，加入干粉和铝粉的总时间≤20s。
[0036]进一步，步骤(2)中，于120
‑
150r/min条件下搅拌1.8
‑
2.2min。
[0037]进一步，步骤(3)中，于140r/min条件下搅拌2min。
[0038]本专利技术具有以下有益效果：
[0039]本专利技术的高热稳定性水泥沥青砂浆提高了沥青的抗变形能力，降低了沥青高分子链段运动的温度敏感性，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，包括以下组分：干粉1200
‑
1300g、乳化沥青600
‑
630g、水70
‑
80g、消泡剂2
‑
2.3g、铝粉0.05
‑
0.1g和碳纳米管1.24
‑
3.72g。2.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，包括以下组分：干粉1250g、乳化沥青615g、水75.5g、消泡剂2.15g、铝粉0.08g和碳纳米管2.48g。3.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，所述干粉由水泥和细砂组成；其中，干粉中水泥质量分数为30
‑
35％。4.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，所述乳化沥青为苯乙烯和丁二烯改性阳离子乳化沥青。5.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。6.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，所述铝粉形状为鳞片状，Al含量为99.5
‑
99.9wt％。7.根据权利要求1所述的高热稳定性水泥沥青砂浆，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅强，周枝明，赵旭，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：