[发明专利]一种自密实混凝土及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种自密实混凝土，具体地，涉及一种用于板式无碴轨道充填层的自密实混凝土，以及该混凝土的制备方法和用途。

背景技术

随着高速铁路网建设规划的逐步付诸实施，以及科学技术水平的提高，我国已成功地自主研发了CRTS III型板式无碴轨道结构，该轨道具有整体性好等诸多优点。

自密实混凝土充填层是CRTS III型板式无碴轨道的关键组成部分，一方面可充填板下空间、调整轨道施工误差，另一方面可使轨道具有合理的弹性，因此自密实混凝土充填层材料的使用对于提高列车高速行驶的安全性与乘坐的舒适性均具有非常重要的作用。此外，与水泥乳化沥青砂浆相比，它还具有与轨道板底面接触好、整体性优、性价比高、易于施工单位掌握等优点，因此自密实混凝土充填层在CRTS III型轨道结构中具有广阔的应用前景。

目前制备的自密实混凝土虽然能满足灌注要求，但在自身硬化和后期使役过程中，充填层材料会收缩，直接影响轨道的标高，还会影响与轨道板底部界面之间粘结，在列车高速通过的振动条件下，该界面易剥离产生缝隙，导致雨水等有害物进入。在有冻融现象的地区，将会影响充填层和轨道板的整体性，甚至影响铁路的使用寿命。因此如何降低甚至消除充填层混凝土的自身收缩，继而提高自密实混凝土充填层与轨道板的整体性和耐久性至关重要。在中国专利CN101186476中公开了一种无碴轨道的自流平混凝土，该混凝土包含水泥、矿粉、细骨料、粗骨料、膨胀剂、外加剂和水，其中水泥所占重量百分比为15-18％，矿粉所占重量比为8-11％，细骨料所占重量百分比为35-38％，粗骨料所占重量百分比27-30％，膨胀剂所占重量百分比为2-2.5％，外加剂所占重量百分比为0.33-0.37％，水所占重量百分比为7-7.5％，该混凝土具有高流动性，能够自流密实成型、流动及停放过程中不离析。然而，该混凝土充填后还存在着收缩裂纹较多，致使其耐久性和抗裂性差的缺点。在公开号为CN101767966的中国专利申请中公开了一种无碴轨道道岔自密实混凝土，该混凝土中包含水泥、矿粉、细骨料、粗骨料、水、减水剂和膨胀剂，并且该混凝土中含有水泥14-17％、矿碴粉11-14％、细骨料36-39％、粗骨料25-27％、水8-9％、减水剂0.2-0.3％和膨胀剂0.04-0.06％。然而，该混凝土对超过56天后的长龄期收缩补偿效果不佳。

以上混凝土体积稳定性和使用寿命还有待于提高。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于克服目前自密实混凝土在无碴轨道板下充填层密闭空间灌注时，存在的在自身硬化和后期使役过程中充填层材料会收缩的问题，提供一种均质性和充填体积稳定性更好的自密实混凝土。

本发明的另一个目的在于提供本发明的自密实混凝土的制备方法。

本发明的再一个目的在于提供本发明的自密实混凝土的用途。

除非另外说明，本文中的“U型膨胀剂”又称为“UEA膨胀剂”，是一种低碱膨胀剂。

除非另外说明，本文中的“硫铝酸钙类膨胀剂”又称为“CSA膨胀剂”，是用回转窑烧制的以无水硫铝酸钙和氧化钙为主要矿物的熟料，配入适量天然硬石膏，通过粉磨工艺制成的膨胀剂。

本发明一方面提供了一种自密实混凝土，以重量份计，包括水泥100份、粉煤灰20-100份、多孔细骨料20-120份、非多孔细骨料150-250份、粗骨料150-300份、吸水树脂0.1-3份、聚合物乳液5-40份、膨胀剂1-12份、减水剂0.5-3份、水10-90份、钢渣5-50份、引气剂0-2份和消泡剂0-2份。

优选地，以重量份计，所述的自密实混凝土包括水泥100份、粉煤灰40-60份、多孔细骨料50-80份、非多孔细骨料180-220份、粗骨料200-250份、吸水树脂0.6-1.5份、聚合物乳液15-30份、膨胀剂5-8份、减水剂1-2份、水10-90份、钢渣20-35份、引气剂0.01-1份和消泡剂0.01-1份。

优选地，所述多孔细骨料选自页岩陶粒、粉煤灰陶粒和粘土陶粒中的一种或几种。

优选地，所述的多孔细骨料的粒径为0.3-4.75mm。

优选地，所述的聚合物乳液选自丙烯酸乳液、苯丙乳液和丁苯胶乳中的一种或几种。

优选地，所述的吸水树脂选自聚丙烯酰胺树脂和聚丙烯酸钠树脂中的一种或几种。

优选地，所述的非多孔细骨料选自河砂、机制砂和山砂中的一种或几种。

优选地，所述的粗骨料选自卵石和碎石中的一种或几种。

更优选地，所述的粗骨料选自连续级配卵石。