水泥沥青砂浆车搅拌质量控制全解析

余会春
(中交一公局第一工程有限公司哈大轨道板厂　哈尔滨　150116)

摘　要：水泥沥青砂浆搅拌车是高速铁路CRTSⅠ型板式轨道施工的关键设备,主要是将沥青、水、干粉(细沙、水泥等)、各种添加剂等在一定条件下,精确计量并均匀搅拌成流动性较好的一种填充材料,即水泥沥青砂浆(简称CA砂浆)。然后把沥青砂浆灌注到轨道板和底座之间,起到填充、支撑、承力和适当的缓冲功能。分析、探讨影响水泥沥青砂浆因素及搅拌控制措施,以提高CA砂浆质量,提高轨道板使用的耐久性和可维护性,确保高速列車行使的舒适性和安全性。

关键词：水泥沥青　砂浆车　质量控制

收稿日期:2010-02-11

哈尔滨至大连客运专线全线铺设跨区间无缝线路和无砟轨道,应用了现代自动化控制技术和大型专用施工机械,工艺标准及精度要求高。无砟轨道主要组成包括混凝土底座、凸型挡台、弹性砂浆垫层(CA砂浆)、轨道板、钢轨扣件系统等,其中的CA砂浆是介于轨道板与底座之间具有一定弹性的沥青水泥砂浆,由乳化沥青,干粉料、水泥、细骨料、混合料、铝粉、水及其他添加剂混合拌制而成。由于水泥沥青砂浆具有凝固快的特点,不适合进行工厂拌和,而必须采用移动式搅拌设备即水泥沥青砂浆车进行拌制,以确保CA砂浆施工质量,且机动性好,施工速度快。

该项目选购的水泥沥青砂浆搅拌车采用集装箱形式,基本形式为半挂车结构,可用于哈大客专工程线下施工。主要由牵引车、发电机组、半挂车底盘、车体找平、干粉料储存计量、水储存计量、沥青储存计量、添加剂储存计量、搅拌机、成品料排料系统、气路、液压及控制系统、成品料中转罐等组成。

搅拌主机安装在搅拌车上,安装有变频调速电机、高精度称重传感器温度变送器等,满足搅拌工艺变速要求,精确计量干粉和乳化沥青重量,利用球铰拉杆装置使搅拌机称量不受地面平整度、自身摆动等的影响,可靠稳定计量,对砂浆拌制过程温度进行监控,保证成品砂浆完全满足工艺要求;干粉输送系统由大容量砂仓螺旋输送机、分料螺旋输送机、料位传感器、计量装置由计量斗、计量斗输送螺旋、称重传感器、球位拉杆装置,计量斗输送螺旋由变频电机调速采用特殊计量方法向分料螺旋中投料,克服螺旋脉动送料精度差的难题;水计量采用离心水泵电磁流量计;乳化沥青计量装置由化工离心泵输送管路,管路终端与搅拌锅相连和搅拌罐的称重传感器计量沥青的重量,沥青循环管路使沥青在沥青罐内循环流动保证了沥青的均匀性。

本机搅拌效率高,搅拌锅内的搅拌叶片型式与旋转速度应能产生足够的动水压力或分散力将水泥颗粒团聚结构打破,使得固体组分材料充分均匀地分散在乳化沥青液相中,并不在浆体中,且能在不加消泡剂的条件下有效控制新拌砂浆的含气量。砂浆拌和设备自动化程度高,能有效地自动控制原材料的输送计量搅拌时间搅拌速度等工艺参数能显示和自动记录每次投料量、原材料和新拌耗资的温度,并不能被人为地随意改动。

CA砂浆原材料组成包括乳化沥青、干粉(水泥、细砂、膨胀剂、铝粉等)、水、引气剂、消泡剂、P乳剂等。在拌和前必须检查乳化沥青与干料等原材料的温度,检查干料是否有结块现象,乳化沥青是否均匀有无破乳现象等,将合格的原材料加入到砂浆搅拌设备的料仓中,加料时现场技术员应对加料时原材料的状况加料情况进行全程检查,并做好详细记录。乳化沥青宜采用污水泵或隔膜泵加入,使用前要用拌和用水清洗。固体粉料加料时,要防止包装混入料仓内,避免细料场尘以防污染环境及造成水泥含量损失。采用水泵将合格水泵入搅拌车的水箱。采取合适的方法将各种添加剂送入相应的料仓。

水泥乳化沥青砂浆配合比应根据适当选取原材料计算试配调整,在初始配合比的基础上,通过工艺性能试验性能测试和揭板检查并经试验室的常规检测在不超过基本配合比的允许范围内确定可直接用于灌注的施工配合比。

施工前应在基本配合比的基础上,通过试拌拌和物测试,确定砂浆的施工配合比。施工配合比应在基本配合比允许范围内。施工配合比确定后,将施工配合比与搅拌工艺参数输入搅拌设备的自动控制系统。

由现场试验人员开具施工配料单,并报请现场监理工程师和现场施工主管签字后,方可进行搅拌。

4.1　搅拌前的准备

(1)对搅拌车输送、计量与搅拌等系统进行检查,确认各系统运行正常、洁净。

(2)将施工配合比与搅拌工艺参数输入搅拌设备的自动控制系统。

(3)对乳化沥青进行回流,以确保料仓内乳化沥青均匀。

(4)试验人员检测搅拌设备料仓内材料和环境温度,并做好记录。

(5)根据充填砂浆层厚度,确定单次砂浆搅拌量,并输入控制系统,检查显示屏上显示的各参数,确认无误后,进行砂浆拌制。

4.2　加料检查

(1)检查乳化沥青与干料或水泥、砂等原材料的温度,检查干料是否有结块现象,乳化沥青是否均匀,有无破乳现象等。

(2)将合格的原材料加入到砂浆搅拌设备的料仓中,加料时,现场试验人员应对加料时原材料的情况、加料过程进行全程检查,并做好详细记录。(www.xing528.com)

乳化沥青宜采用污水泵或隔膜泵加入,使用前要用拌和用水清洗2遍以上。

固体粉料加料时,要防止包装袋混入料仓内,避免细粒扬尘,以防污染环境及造成水泥含量损失。雨天不得进行加料作业。

采用水泵将合格水泵入搅拌车的水箱。

采取合适的方法将各种添加剂送入相应的料仓。

4.3　CA砂浆的搅拌

CA砂浆的搅拌采用沥青水泥砂浆车现场搅拌,加料顺序为乳化沥青-P乳液-水-消泡剂-干料-(水泥、砂、铝粉、膨胀剂)-引气剂。CA剂砂浆现场配制时,应根据原材料及环境温度进行现场试验,确定适宜的搅拌速度与时间。CA砂浆配制与施工的温度范围为5～35℃,超过温度范围时,应采取相应的保温与降温措施,否则不得进行灌注作业。当最低气温低于零下5℃时,全天不得进行砂浆灌注,下雨天不得进行灌注。

不得长时间在超过要求的高速旋转下搅拌,确认导入所规定的空气量后,立即改为低速搅拌,直至CA砂浆灌注完毕。

为了确认CA砂浆的品质,施工前应用小型搅拌机试验拌和,根据现场实际使用的原材料和环境温度,进行各项性能试验;试验合格后采用砂浆车拌和。

性能检测:每罐拌制完成后,抽取一定的砂浆,检测拌和物的温度流动度和含气量是否符合规范要求。

为了使新拌砂浆的性能与质量达到设计要求,并满足板式无砟轨道结构施工与使用要求拌制乳化沥青水泥砂浆的搅拌设备需满足以下要求:

(1)各组分材料向搅拌锅投料时的输送与计量精度高乳化沥青干料的输送精度计量误差不大于1%。水和各种添加剂的输送精度计量误差不大于0.5%。

(2)搅拌锅的容积或一次最小搅拌砂浆量应大于0.6。以保证每次板下砂浆充填层一次灌注饱满;为提高施工效率,搅拌设备携带的原材料储存罐,其材料储存量能拌6 m3以上的砂浆,可用于轨道板下砂浆充填层的灌注施工。

(3)乳化沥青应经常性进行循环回流操作,以确保料仓内乳化沥青均匀。

(4)根据充填层厚度确定单次砂浆搅拌量,并输入控制系统,检查显示屏上各参数确认无误后进行砂浆拌制,拌制完成后抽取一定量的砂浆检测拌和物的温度流动度和含气量按照验收细则要求成型试件,进行力学性能检查。所检查指标应满足表1要求。

拌制好的CA砂浆如果长时间处于静止状态,就会变成假凝状态,很快丧失流动性。因此,在运输和注入砂浆的过程中,应不断缓慢地搅拌砂浆。在CA砂浆即将注入之前,应测定其流动时间,尽可能得到所规定的流动性,以便进行下道工序施工。

表1　检查指标要求

砂浆车相当于一台移动式的搅拌站,为保证砂浆质量,每天完成生产后,应对主机和管道系统进行彻底的清洗,各搅拌叶片及管道内不得有残留砂浆。日常性、周期性维护保养,也能及时发现异常并进行处理,确保砂浆质量及作业安全,延长砂浆车的使用寿命。

中图分类号：T U528.42

文献标识码：B

文章编号：1009-4539(2010)增-0284-02