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1、高速铁路水泥乳化沥青砂浆LOGO安徽中铁工程材料科技有限公司中国中铁四局集团应用情况汇报报 告 提 纲概 述生产线及技术特点产品质量保证能力生产保障及供货能力产品性能指标技术服务内容建厂背景及过程研发能力乳化沥青生产流程产品应用案例现场施工工艺应用情况水泥乳化沥青砂浆概 述 水泥乳化沥青砂浆是板式无砟轨道结构弹性调整层的关键组成部分。它是由乳化沥青、聚合物乳液、水泥、混合材、细骨料、水、引气剂、消泡剂、铝粉等原材料经特殊工艺搅拌而成的。它利用水泥吸水水化加速乳化沥青破乳，由水泥水化物和沥青裹覆砂形成一种立体网络，具有流动度好、可工作时间长、早期有膨胀、后期收缩小等特点，其力学特点在于刚柔并济，
2、以柔为主。成型后的水泥乳化沥青砂浆可起到调整轨道几何精度和吸收振动冲击能量的双重作用。概 述板式无砟轨道示意图概 述目前，对于高速铁路用乳化沥青及水泥乳化沥青砂浆拥有成熟生产技术的只有日本及欧洲少数国家。国内现采用的乳化沥青及水泥乳化沥青砂浆技术分为两条路线：1、阳离子型乳化沥青配合低弹模水泥乳化沥青砂浆应用。2、阴离子型乳化沥青配合高弹模水泥乳化沥青砂浆应用。BACK建厂背景铁道部于2007年5月与日方签署了客运专线板式无砟轨道系统、相关接口技术以及相关机械设备引进技术协议，铁道科学研究院负责引进日本转让的客运专线板式无砟轨道垫层乳化沥青水泥砂浆和乳化沥青技术，实施引进消化吸收和国产化研究工
3、作。我局面对铁道部重大举措，按照铁道部工管中心指示要求和统一部署，承担接收经引进消化吸收和国产化后乳化沥青水泥砂浆中乳化沥青生产技术，负责引进日本A乳剂生产设备，组建乳化沥青生产线。我方及日方就生产线建设研讨铁道部总工何华武视察我公司建设生产过程与铁道部工管中心签署客运专线板式无砟轨道系统、相关接口技术以及相关机械设备分许可协议。经实地勘察和国内专业设计院转化设计，历时5个多月，于2007年10月完成了生产线设计工作，并开始施工。2008年4月，工程主体完工：1000m2生产车间和动力室；1000m2实验室；400m3成品灌区；800m2仓库。生产线及配套设施试运转成功后于2008年4月26日
4、进行了试生产，5月3日首批40吨乳化沥青顺利下线，经试验检测，各项指标完全符合产品技术标准。生产线主体工程生产车间钢构厂房原料及产品储罐区原材料储存仓库、配电房BACK生产能力及技术特点自动化程度和资源配置高，全套生产设备和试验检测研发的关键部件均为进口，性能稳定的部件、精确的计量和自控系统能够确保产品质量。生产工艺先进，独特的两步法生产工艺采用通用化生产，模块式调配，可针对现场不同的或变化的原材料和施工环境，实现快速响应，省去了冗长调整配方和生产时间，避免了现场砂浆配合比繁琐的调试过程。生产线特点两步法生产工艺特点两种性质互补的乳化沥青因粒形及粒径分布差异形成良好级配，既提高了成品乳化沥青的
5、储存稳定性，又能够明显改善水泥乳化沥青砂浆的匀质性，降低骨料分层，优化砂浆质量。生产线上两种中间乳化沥青产品分别制造、储存。根据现场温湿度等环境条件和原材料性能不同，仅需按设计好的模块式配比进行调整，避免现场水泥乳化沥青砂浆配合比繁琐的调整过程，水泥乳化沥青砂浆配合比调整工作均由乳化沥青配方的微调所取代。两种乳化沥青中间体可大量生产后长期存放，根据施工需要再按一定比例混合成乳化沥青。这节省了乳化沥青直接生产后冗长的降温时间，可做到即时生产，即时发货，为施工进度提供了有力的保障。BACK生产流程中间品生产过程4沥青原材料进厂1储罐区介绍2生产线钢平台介绍3中间品降温储存5成品出货7成品生产过程与
6、储存6沥青原材料进厂BACK储罐区介绍BACK生产线钢平台介绍BACK中间品制造过程BACK中间品储存与降温BACK乳化沥青成品制造与储存BACK成品出货BACK产品质量保证能力3、原材料的检验2、生产配方的确定和调整1、产品质量保证组织机构和体系的建立4、生产过程的控制乳化沥青生产工序标准乳化沥青检验细则乳化沥青和沥青砂浆制作细则乳化沥青水泥砂浆检验细则乳化沥青中间体及成品储存管理细则乳化沥青运输管理细则乳化沥青生产线作业指导书乳化沥青原材料检验细则产品质量保证措施配方配方确定确定在生产前由技术部门负责施工现场原材料取样，然后在恒温恒湿室内模拟现场温湿度条件进行水泥乳化沥青砂浆拌合试验，通过
7、调整两种乳化沥青中间体的比例确保乳化沥青产品适应现场原材料及施工温度。原料原料检验检验在生产前，必须对乳化沥青生产时所用的所有原材料进行检验。无法单独检验的原材料通过相关细则进行实验室乳化沥青及水泥乳化沥青砂浆制造进行综合检验。生产生产控制控制在生产前必须确认所用原材料的检验状态、各种设备处于正常工作状态；规定必须按照操作规程进行操作，确保投料精度和生产控制温度；规定在生产过程中必须对关键工序和中间产品进行检查和检验。运输运输管理管理运输槽车采用聚氨酯和玻璃棉双层保温、加装防浪板，确保乳化沥青在运输过程中不因振荡、温度变化而引发质量变化，该项措施已在武汉和广州试验段施工和试验时得到了验证。产品
8、产品检验检验对成品的质量检测必须采用双控指标，成品按照50吨为一个批次进行检验。分别检验乳化沥青和水泥乳化沥青砂浆相关指标。BACK研发能力我局设立了水泥乳化沥青砂浆研究所，应对高速铁路板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆技术发展和现场施工条件复杂多变的需要。研究所人员总数为19人，包括3名研究生和14名本科生，专业涵盖建筑材料、高分子化学、石油化工及化学检测与分析等方面。现研究所仪器设备投入约450万元。实验室小型乳化机、高速剪切搅拌机、水泥乳化沥青砂浆专用搅拌机、步入式恒温实验室、万能材料试验机、恒温恒湿标准养护箱、冻融循环试验箱、氙灯耐候试验箱、激光粒度分析仪、沥青材料性能（针入度、软化点、延度
9、、闪点、薄膜烘箱以及乳化沥青恩氏粘度、蒸发残留物、甲苯可容分、储存稳定性）等检测仪器。沥青砂浆搅拌机电子万能试验机中间品胶体磨步入式恒温恒湿实验室科 研 项 目各种因素对水泥乳化沥青砂浆的影响规律基本摸清了乳化沥青水泥乳化沥青砂浆的用水量、凝结时间、早期强度、流动性、膨胀率等因素与环境温湿度、养护条件、细骨料粒径、表面特征、铝粉助剂含量等关系。砂浆用高分子聚合物乳液的国产化替代材料公司研究所与国内同类产品生产厂家合作，耗时半年，成功开发出国产聚合物乳液。产品通过了铁道科学研究院的试验验证，各项指标均符合技术条件规范要求。沥青砂浆室内拌制聚合物乳液试验研究乳化沥青检验中间品制造乳化沥青制造科 研
10、 项 目高弹模砂浆用乳化沥青的生产材料公司与铁道科学研究院进行了合作，开展了该生产线用于生产高弹模砂浆用乳化沥青的技术路线及设备改造方案的研究。科 研 项 目配套施工机械的研制为了解决引进技术砂浆的施工设备国产化问题，我局研制成功了水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车，基于引进国产化配方生产的乳化沥青砂浆优异的可泵性能，在该车上装备了特有的砂浆输送泵，开发出了国内首创的乳化沥青砂浆泵送施工工法，大大的提高了砂浆输送效率、简化了施工流程、降低了砂浆施工给物流组织带来的干扰。BACK生产保障及供货能力Click to add Title1加装中间品热交换器，提高生产效率1Click to add Title
11、2建设4000吨的乳化沥青储罐，保障成品仓储能力2Click to add Title1设立车载流动乳化沥青生产和混合设备，减少运距3Click to add Title2配备50吨运输槽车38辆，保障运输需要4BACK产品性能指标序号项 目单位指标要求实测结果1外 观浅褐色液体、均匀、无机械杂质合格2恩氏粘度（）5158.563筛上剩余量（） 0.10.014贮存稳定性（1天，） 1.00.115贮存稳定性（5天，） 5.00.486低温贮存稳定性（）（1）无粗颗粒或块状物合格7水泥混合性 9797.09延度 ()cm5072.3乳化沥青质量控制指标序号项 目单位指标要求实测结果1砂浆温度5
12、40352流动度s182619.383可工作时间min30604含气量8129.85表观密度kg/m3 130015646抗压强度1dMPa 0.100.107d 0.702.4528d 1.80 3.407弹性模量(28d)MPa1003001458材料分离度 1.00.649膨胀率1.03.01.3910泛浆率0011抗冻性300次冻融循环试验后，相对动弹模量不得小于60，质量损失率不得大于5。相对动弹模量101%质量损失率1.38%12耐候性无剥落、无开裂、相对抗压强度不低于70%。无剥落、无开裂、相对抗压强度95%。产品性能指标水泥乳化沥青砂浆质量控制指标BACK指导现场进行沥青砂浆拌
13、制指导沥青砂浆灌注控制技术服务能力公司研究所配备了售后专职技术服务人员13名，专业涵盖无机非金属材料、高分子化学、化学分析等方面，均参与了引进国产化配方的研发工作，熟悉乳化沥青的生产过程、水泥乳化沥青砂浆的拌制过程及水泥乳化沥青砂浆的现场施工，可为用户提供砂浆搅拌、灌注、过程检验、留样检验、资料整理等全方位的技术服务。技术服务内容砂浆搅拌过程全程监控，根据现场环境温湿度变化提出用水量、铝粉等可调整小料的调整建议，并对砂浆工作性能（流动性、含气量）的实时测试提供协助搅拌完成后，由技术服务人员协同认定砂浆合格并开始灌注，灌注全过程提供指导意见，包括砂浆灌注前轨道板支撑螺栓检查、灌注袋定位检查，灌注
14、过程砂浆外观及流速监控，灌注后灌注袋饱满程度、后期挤浆补浆监控等技术服务内容搅拌及灌注过程中，技术服务人员协助现场工作人员取样留样以供常规检验，包括砂浆的流动性损失、硬化后砂浆材料分离、膨胀率、泛浆率、强度、弹性模量等测试。如有需要，还可从现场取样成型，由技术服务人员带回公司，做砂浆抗冻性和耐候性长期指标检验技术服务人员还负责协助现场进行水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注及早期指标测试结果技术资料的整理工作。全方位做到对配合比负责，对搅拌、灌注过程负责，对留样检验负责以及对资料收集整理负责BACK产品应用案例放放 大大试试 验验2008年5月15日17日由铁道部工管中心组织，武广公司、铁科院、中南大学、
15、四院、华南监理、四局、八局、日本海外铁道联合体等单位的领导和专家参加，在我局武广铁路客运专线新广州站轨道板预制厂内模拟现场对乳化沥青水泥砂浆进行了现场搅拌灌注放大试验。与会专家一致认为：通过本次放大试验，证明拌制的砂浆各项性能指标均能满足日本海外铁道联合体提供CA砂浆专有技术和铁道部客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件的要求。经现场搅拌灌注试验验证，采用引进设备生产的乳化沥青质量合格，性能稳定，水泥沥青砂浆搅拌质量及灌注效果良好。铁道科学研究院出具乳化沥青水泥砂浆检验报告产品应用案例我局配合中铁八局在武广客专武汉综合试验段进行板式无砟轨道砂浆灌注施工，采用引进国产化配
16、方乳化沥青，砂浆配合比均由铁科院设计。我局所施工的区段全长5.985km（双线），设计为I型板式无砟轨道，其间含特大桥两座，大桥一座，路基4段，共设计2438块轨道板，乳化沥青砂浆施工总方量约1300立方，乳化沥青供应数量约为600吨，灌注施工历经三个多月（7月9月）。现现 场场施施 工工试验段使用结果表明：在炎热的气候条件下，该乳化沥青配置的砂浆具有良好的工作性保持性能，实测砂浆温度为39时候仍能保持45min以上的可工作度；乳化沥青的引气量较小，使用在砂浆中形成的气泡均匀、微小，有效的克服了气泡稳定性的问题，解决了在砂浆上表面易出现气泡聚集层的问题；该乳化沥青在稳定性、拌合性、适应性上有突
17、出表现，水泥乳化沥青砂浆拌合及灌注操作简单、高效，砂浆成品性能优异。砂浆轨道板断面均匀细致现场灌注准备情况产品应用案例设设 备备试试 验验根据铁道部下达的“板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车研制”科研计划要求，由我局承担水泥乳化沥青砂浆搅拌灌注车研制工作，并开展泵送试验。试验验证结果表明，该乳化沥青在室温下存放10个月后，经过充分搅拌均匀后性能仍无明显变化，拌制出的砂浆性能仍可以满足技术条件的要求；采用该乳化沥青配制的砂浆水平泵送长度可达200m以上、垂直泵送高度可达40m以上，泵送前后砂浆的拌和物性能和耐久性能（已送铁科院检验合格）无明显变化，均满足技术条件的技术要求，说明该乳化沥青性能
18、稳定，适用于泵送施工工艺。局机电公司搅拌灌注车研发制造产品应用案例应应 用用评评 估估2009年4月14日，由铁道部工管中心组织，国内众多施工单位、科研单位、生产单位参加的水泥乳化沥青砂浆应用情况评估会在合肥召开。会议上，有关领导和专家听取了我公司对于水泥乳化沥青砂浆应用情况的回报，并由专家组形成评估意见，对我公司生产的乳化沥青性能和现场砂浆应用情况给予了高度评价。BACK现场施工工艺介绍1、将预制好的框架轨道板置于混凝土底座之上，轨道板长边分别设置两个刚性夹具，并用螺杆顶住，使得轨道板与混凝土底座间留有4至6cm的间隙2、将聚酯无纺布灌注袋平铺在轨道板与混凝土底座之间，固定四角防止滑移现场施
19、工工艺介绍3、在搅拌灌注车车载电脑中输入砂浆配合比，检查灌注车料仓物料情况和搅拌锅，无误后可开始自动搅拌程序。搅拌开始后，车载电脑根据设定的程序按顺序自动投入水、乳化沥青、聚合物乳液、水泥、砂等大宗物料，操作人员根据投料顺序依次投入事先计量好的消泡剂、铝粉、引气剂等小料，该过程为低速至中速搅拌。所有投料完成后，计时开始高速搅拌，根据物料性质不同，高速搅拌时间为3至7分钟不等。高速搅拌完成后，由现场技术人员取样检测砂浆流动度和含气量，如不合格，则通过添加用水量和延长高速搅拌时间进行调整，合格后方可准备灌注现场施工工艺介绍4、灌注时将搅拌锅放料阀打开，砂浆经管道自流入灌注分料斗。此时由一名工作人员
20、持搅棒搅动分料斗内的砂浆，排除管道内空气形成的大气泡。分料斗外接两根灌注软管，打开管头蝶阀，可分别向轨道板左右两侧的灌注袋内输送砂浆现场施工工艺介绍5、砂浆在灌注袋内的饱满程度由当值技术人员判定，灌注袋已填充饱满的判定标准是，轨道板两侧支撑螺栓有任意一根轻微松动。此时，关闭阀门停止灌注，将灌注口用封条扎紧，并将灌注段用木楔固定，使其出口朝上位于较高的水平，避免砂浆倒流而出6、灌注完成后约30分钟，需要进行一次挤浆补浆，以充分保证砂浆灌注密实。具体操作办法是将灌注段内的砂浆用力挤入灌注袋内，直到支撑螺栓松动为止，再重新用封条扎紧灌注口。现场施工工艺介绍7、灌注后24小时，在适宜的环境温度下，水泥乳化沥青砂浆强度超过0.1MPa，即可拆除支撑螺栓，利用轨道板自重给砂浆施压，促使砂浆垫层与轨道板及混凝土底座紧贴密实。此时，灌注全过程完成BACK水泥乳化沥青砂浆应用情况
