CA砂浆施工质量的影响因素分析

摘要CA砂浆的施工是单元板式无砟轨道的关键施工技术之一，技术含量高、施工要求高、影响因素众多。本文将围绕CA砂浆施工质量的影响因素进行分析。

关键字CA砂浆施工质量影响因素分析

中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：

一、CA砂浆的配制及施工流程

1、CA砂浆的配制

（1）设备：调温调湿试验箱(SH-100)，微机控制电子万能试验机(CMT5504型)，温度计(TES-1310型)，水泥胶砂搅拌机(JJ-5型)，砂浆搅拌车(I/Ⅱ-s-L/G-600型)。

（2）试验室试验：先加水、乳化沥青、聚合物乳液和消泡剂，慢速搅拌30s；再加入干粉料；干粉料加完后，慢速搅拌30s，再加入引气剂，高速搅拌3min；再慢速搅拌30s。

（3）现场试验：按试验室确定的比例设定原材料数量及搅拌参数，启动搅拌程序，低速搅拌同时加入乳化沥青、水、P乳剂、消泡剂，全部加入后进入中速搅拌，加入干粉料、引气剂、减水剂；持续搅拌10s进入高速搅拌180s，再低速搅拌60s，卸入卸料斗低速搅拌卸入中转仓低速持续搅拌。

2、CA砂浆施工工艺流程

CA砂浆施工工艺要求特别严格，CA砂浆施工工艺主要包括轨道板检查、验收、安装和调整，CA砂浆灌注袋的铺设，CA砂浆的拌合、性能试验、灌注、养生和质量检查等。每个环节对CA砂浆的质量均有很大的影响，任何一个环节不满足规范要求，均不能进行下一环节的施工。特别是在CA砂浆拌合后的性能试验时，CA砂浆的温度、流动度和含气量等任何一个性能不能满足要求，均不得进行CA砂浆的灌注；另外在CA砂浆养生后的质量检验与验收时，如不能满足《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10754-2010）时，需重新进行CA砂浆的灌注施工，确定的CA砂浆施工工艺流程见图1。

图1 CA砂浆施工工艺流程图

二、CA砂浆灌注施工质量影响因素

砂浆的灌注施工质量受多种因素的影响，这些因素主要有原材料、配合比、新拌砂浆的性能、灌注工艺、施工环境条件、养护环境条件、相关工序质量控制等。

1、原材料

CA砂浆是由乳化沥青、干粉料、聚合物乳液、水、引气剂、消泡剂、减水剂等多种原材料组成，每种原材料的质量都将直接影响砂浆的施工质量。

乳化沥青是砂浆的核心和基础，它的性质在很大程度上决定了CA砂浆的性能。CA砂浆的性能指标、揭板检查的结果都与乳化沥青的质量有密切的关系。干粉料通常是由水泥、细骨料、外加剂等按照一定比例经机械搅拌制得的均匀粉体材料。在抛开干粉料生产、运输过程中造成的离析影响外，干粉料对CA砂浆性能的影响实际上就是干粉料的各组分对砂浆性能的影响。水泥的质量直接影响砂浆强度、可工作时间、材料分离度和泛浆率指标，进而影响到揭板检查中充填层饱满度、充填层断面匀质性与密实性。细骨料的细度模数、颗粒级配直接影响到CA砂浆的材料分离度、泛浆率指标，进而影响到揭板检查中充填层表面有无沥青皮层、充填层断面匀质性与密实性。

细骨料的含泥量直接影响到砂浆的可工作时间、含气量指标，也对砂浆的可工作性、稳定有重大影响，进而影响到揭板检查中充填层饱满度、充填层表面有无沥青皮层、充填层断面匀质性与密实性。

外加剂的质量直接影响到砂浆的含气量、抗压强度、膨胀率、抗冻性和耐候性指标，进而影响到揭板检查中充填层饱满度。聚合物乳液的质量直接影响到砂浆的可工作性能、抗压强度、抗冻性和耐候性指标，进而影响到揭板检查中充填层饱满度。

引气剂和消泡剂的质量对气泡直径、气泡稳定性有重要影响。直接影响到CA砂浆的含气量、抗压强度、抗冻性和耐候性，进而影响到揭板检查中充填层饱满度、有无毫米级的大气孔积聚区或孔径>0．2 mm的

气泡聚集层。原材料的温度直接决定了砂浆温度，在各种原材料温度相差不是很大的情况下，砂浆温度≈乳化沥青温度±2℃。砂浆温度又直接影响砂浆的含气量、可工作时间，进而影响到揭板检查中充填层饱满度，以及砂浆的长期耐久性能。

2、配合比

砂浆配合比有理论配合比、初始配合比、基本配合比和施工配合比。砂浆施工过程中采用的施工配合比，它是在基本配合比的基础上，适当调整水、引气剂、消泡剂用量，通过试拌合、检测拌合物性能确定。水的用量直接影响到砂浆的流动度、抗压强度、泛浆率指标，进而影响到揭板检查中充填层饱满度。因为如果外加水量较大，灌注后泌水量必然较大，整个砂浆浆体体积损失就较大，容易造成充填层饱满度不满足要求(见表1)。

表1加水量与初始流动度关系

引气剂和消泡剂的用量对气泡直径、气泡稳定性有重要影响。在一定范围内增加引气剂用量可以起到提高含气量的效果，但是当引气剂用量增加到一定程度后，其对含气量增大的贡献就不明显了，而且还会影响砂浆的早期强度，并造成沉砂、泌水等病害；减少消泡剂用量可以明显地起到提高含气量的效果，但是当消泡剂减少到一定程度后，砂浆中会有大量有害的大气泡不能被消除掉，其对揭板检查效果和抗冻性都有不利影响(见表2，表3)。

表2引气剂对砂浆含气量的影响

表3消泡剂对砂浆含气量的影响

3、搅拌工艺

砂浆搅拌工艺为：先低速搅拌加入乳化沥青、聚合物乳液、水、消泡剂，然后调到中速加入干料、引气剂，再调到高速搅拌规定的时间，最后调到低速搅拌规定的时间。中速搅拌的速度如果过低，将会使干粉料不能及时分散开，造成干粉料在砂浆内形成聚集的结块，影响砂浆揭板的断面效果。高速搅拌的速度如果过低或是高速搅拌的时间过短，将影响砂浆的匀质性、含气量，进而影响砂浆揭板检查的匀质性；高速搅拌的速度如果过高或是高速搅拌的时间过长，容易使砂浆的含气量超标，并容易引入较大的有害气泡，并且可能造成乳化沥青的破乳现象，进而影响揭板检查的匀质性，见表4。

表4搅拌时间与含气量关系

4、灌注工艺

（1）灌注速度

灌注速度对砂浆揭板检查断面的匀质性有重要影响。如果灌注速度过慢，容易使充填层表面出现沥青皮层；如果灌注速度过快，灌注袋内的气体来不及排出，容易使砂浆内夹杂≥10 mm大气泡。一般情况下，灌注直线段“4962”板，时间控制在4～5 min，灌注曲线段“4962”板，时间控制在5～6 rain。整个灌注过程，遵循匀速灌注的原则，在灌注过程中保证砂浆的流速恒定，以保证整个砂浆层的均匀性。

灌注压力

灌注压力直接影响充填层饱满度。如果压力不够，将造成充填层四角不饱满，如果压力过大，短时间内将引起砂浆泌水量大，造成充填层饱满度不满足要求，在灌注过程中，要保证灌注漏斗中砂浆液面的高度恒定，以此来保证灌注压力恒定。

（3）施工工况

灌注后泌水现象可能导致出现的砂浆不饱满，四角下塌。所以灌注后，灌注袋进出浆口要预留长度约30cm砂浆，倾斜放置于三角木楔上，顶面略高于轨道板顶面（见图2），保证灌注结束后，灌注袋内砂浆具有一定的压力，以此来保证砂浆的饱满度。

图2 进出浆口

三、施工质量控制措施

1、灌注前做好砂浆拌合物的检测试验，保证温度、含气量、流动度等指标达到设计要求。

2、充填层厚度较小时，砂浆在轨道板与底座板间隙或灌注袋内流动的阻力较大，当砂浆的流动度较大时，容易导致充填层的两头和四个角充填不饱满。当充填层厚度较薄时，应选择流动度较小的砂浆灌注。

3、新拌砂浆的匀质性不好，则灌注的砂浆充填层不均匀，新拌砂浆的匀质性是保证砂浆充填层匀质性必要条件。新拌砂浆的稳定性不良，即砂浆灌入充填层后直到凝结硬化的这段时间内不能保持其匀质性，也不能保证砂浆充填层的匀质性。解决措施为保证砂浆的稳定性是使其能够快速并且匀质的充满砂浆袋。

4、新拌砂浆的含气量过大，尤其是孔径较大的气泡较多时，这些大气泡容易上浮在砂浆充填层的表面或在中间层积聚，形成气泡夹层或表层，或形成气泡积聚区，造成充填层匀质性不良。解决措施为严格控制新拌砂浆的含气量和气泡孔径。

5、灌注施工作业时，砂浆由中转仓流入灌注袋的流动过程中，砂浆输送管道的接口应密封，中转仓管道出口应埋入灌注漏斗砂浆液面以下，避免空气夹入。

参考文献

1谷坤鹏.王成启. 新建铁路线CA砂浆施工质量控制的研究[期刊论文]-铁道建筑2010(9)

2卢艳军 水泥乳化沥青砂浆中的干料团现象及其防治[期刊论文]-科技致富向导2010(9)

3裘伯钢.杨林江高速铁路CRTSⅠ型板CA砂浆配制及施工技术[期刊论文]-铁道建筑 2011(6)