一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》是中国铁道科学研究院铁道建筑研究所于2011年10月21日申请的专利，该专利的申请号为2011103212376，公布号为CN102503229A，授权公布日为2012年6月20日，发明人是李化建、谭盐宾、易忠来。
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》属于交通工程中的混凝土新材料技术领域，具体涉及一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂。其特征在于其由纳米二氧化硅、改性偏高岭土、超细矿渣粉、增稠组分、乳胶粉、沸石粉、高分子吸水树脂、缓凝组分和膨胀组分等混合而成，各组分所占比例为：纳米二氧化硅：10％~20％，改性偏高岭土：25％~40％，超细矿渣粉：20％~35％，增稠组分：0.1％~5％，乳胶粉：1％~10％，沸石粉：3％~15％，高分子吸水树脂：1％~3％，缓凝组分：0％~1％，膨胀组分：10％~20％。该发明具有改善自充填混凝土工作性和体积稳定性等功能，可在不降低混凝土流动性的前提下，增加混凝土拌和物塑性粘度，抑制泌水和离析，降低收缩变形，提高混凝土抗裂性和粘结强度。
2016年12月7日，《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》获得第十八届中国专利优秀奖。
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂基本信息
| 中文名 | 一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂 | 公布号 | CN102503229A |
|---|---|---|---|
| 授权日 | 2012年6月20日 | 申请号 | 2011103212376 |
| 申请日 | 2011年10月21日 | 申请人 | 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 |
| 地 址 | 北京市海淀区大柳树路2号 | 发明人 | 李化建、谭盐宾、易忠来 |
| Int.Cl. | C04B24/28(2006.01)I；C04B24/38(2006.01)I | 类 别 | 发明专利 |
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》属于交通工程中的混凝土新材料技术领域，适用于高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道岔区自充填混凝土和CRTSⅢ型无砟轨道自充填混凝土使用。
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂造价信息
1.《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》特征在于其由纳米二氧化硅、改性偏高岭土、超细矿渣粉、增稠组分、乳胶粉、沸石粉、高分子吸水树脂、缓凝组分和膨胀组分等混合而成，各组分所占比例为：纳米二氧化硅：10％~20％，改性偏高岭土：25％~40％，超细矿渣粉：20％~35％，增稠组分：0.1％~5％，乳胶粉：1％~10％，沸石粉：3％~15％，高分子吸水树脂：1％~3％，缓凝组分：0％~1％，膨胀组分：10％~20％。
2.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，比表面积在200000~300000平方米/千克之间，氯离子含量小于0.06％。
3.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的偏高岭土为细度为2微米偏高岭土、4微米偏高岭土或其两种任意比例复配的混合物。
4.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的超细矿渣粉为比表面积600~750平方米/千克粉磨超细粒化高炉矿渣粉。
5.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的增稠组分为粘度80000~100000帕·秒（5％水溶液）的化学改性淀粉。
6.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的乳胶粉为聚醋酸乙烯可再分散粉。
7.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的沸石粉为细度为40目~70目天然沸石粉、120目~200目天然沸石粉或其两种任意比例复配的混合物。
8.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的高分子吸水树脂为80目~120目聚酰胺类高分子吸水树脂、淀粉类高分子吸水树脂或其两种任意比例复配的混合物。
9.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的缓凝组分为葡萄糖酸钠、柠檬酸、三聚磷酸钠、硼酸钠、麦芽糖或其两种任意比例复配的混合物。
10.据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂，其特征在于：所述的膨胀组分为轻烧氧化镁膨胀剂、氧化钙膨胀剂或其两种任意比例复配的混合物。
高速铁路板式无砟轨道结构从上至下主要可分为钢轨、轨道板、充填层、隔离层和底座板等五部分，在道岔区则轨道板为道岔板。在这五部分结构中，充填层结构不但具有至关重要的作用，也是各部分结构中施工技术难度最大的一部分。一方面，充填层结构属于后施工结构，但却要求其与上层轨道板最终形成整体复合结构，共同起到承载和传力的作用，而轨道板属于预制混凝土结构，其制造时间远远早于充填层混凝土材料的施工，其自身变形性很小，这就要求充填层材料必须具有高的界面粘度强度和低的收缩变形性，这样才能与预制轨道板紧密结合，并保持协调的变形性。另一方面，充填层结构复杂，其空间高度仅为8~10厘米，但结构空间长度却大于5米，宽度大于2.5米，属于典型的狭长板状空间结构，中间还有一层钢筋网片将结构分为上下两部分，且施工时充填层结构四周全部封闭，仅在结构中部位置有一孔径不足20厘米的灌注孔可供混凝土材料进入。采用普通混凝土根本无法完全自行填充满整个充填层结构，要解决充填层结构施工难题，只有采用具有高流动性、高钢筋通过性和自充填性的新型自充填混凝土。
自充填混凝土具有高的流动能力、钢筋通过能力，且无需外部振捣，借助自身重力便能自行充填满整个充填层结构。但采用已有外加剂制备的自充填混凝土材料体系稳定性和施工可靠性差，由于要满足自充填功能，其胶凝材料用量大，混凝土拌和物流动性大，施工中极易出现离析、泌水和浮浆问题，且硬化混凝土体积稳定性差，收缩变形大，易造成充填层混凝土开裂，严重影响整个无砟轨道结构的稳定性和可靠度，不利于无砟轨道结构的耐久性和适用寿命。
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂常见问题
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楼上还有点答非所问，这个问提在铁路论坛上讲的很多，我简单回答一下吧。高速铁路分有砟轨道和无砟轨道两种，世界上大部分的高铁使用的是无咋轨道技术，但是法国却热衷于有咋轨道技术，他的TGV最高实验速度达到5...
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不应该说是轨枕，我国高铁道床采用板式或者双块式无砟轨道，不存在传统铁路的轨枕。其中以CRTS 2型板式无砟轨道运用较多。其轨道板宽度2550mm
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我国高速铁路常用的轨道结构有有砟轨道和无砟轨道两种，其中设计时速250km以上的高速铁路主要采用无砟轨道。本线速度目标值共研究了250km/h、250预留350km/h以及350km/h三个方案，结合...
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂专利目的
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》的目的是为了解决高速铁路板式无砟轨道充填层结构自充填混凝土配制和施工中存在的种种问题，提供了一种自充填混凝土专用改性剂，能够在不改变自充填混凝土施工性能的前提下，解决自充填混凝土泌水、离析、浮浆和收缩变形大的问题。
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂技术方案
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》采用功能复合技术，其特征在于其由纳米二氧化硅、改性偏高岭土、超细矿渣粉、增稠组分、乳胶粉、沸石粉、高分子吸水树脂、缓凝组分和膨胀组分等混合而成，各组分所占比例为：纳米二氧化硅：10％~20％，改性偏高岭土：25％~40％，超细矿渣粉：20％~35％，增稠组分：0.1％~5％，乳胶粉：1％~10％，沸石粉：3％~15％，高分子吸水树脂：1％~3％，缓凝组分：0％~1％，膨胀组分：10％~20％。
所述的纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，比表面积在200000~300000平方米/千克之间，氯离子含量小于0.06％。
所述的偏高岭土为细度为2微米偏高岭土、4微米偏高岭土或其两种任意比例复配的混合物。
所述的超细矿渣粉为比表面积600~750平方米/千克粉磨超细粒化高炉矿渣粉。
所述的增稠组分为粘度80000~100000帕·秒（5％水溶液）的化学改性淀粉。
所述的乳胶粉为聚醋酸乙烯可再分散粉。
所述的沸石粉为细度为40目~70目天然沸石粉、120目~200目天然沸石粉或其两种任意比例复配的混合物。
所述的高分子吸水树脂为80目~120目聚酰胺类高分子吸水树脂、淀粉类高分子吸水树脂或其两种任意比例复配的混合物。
所述的缓凝组分为葡萄糖酸钠、柠檬酸、三聚磷酸钠、硼酸钠、麦芽糖或其两种任意比例复配的混合物。
所述的膨胀组分为轻烧氧化镁膨胀剂、氧化钙膨胀剂或其两种任意比例复配的混合物。
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂改善效果
《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》是为解决高速铁路板式无砟轨道充填层结构自充填混凝土拌和物体系稳定性差、硬化混凝土收缩变形大等问题所开发的专用改性剂，其优点在于：在不降低自充填混凝土高流动性和自填充性的前提下，提高混凝土拌和物体系塑性粘度，有效抑制混凝土拌和物泌水、离析、浮浆等问题，并能适当延长自充填混凝土可操作时间。同时，还能大幅提高自充填混凝土与轨道板的界面粘结强度，有效降低自充填混凝土收缩变形。
-
实施例1
将各组分材料按如下比例混合均匀即得《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》材料：纳米二氧化硅：20％，改性偏高岭土：35％，超细矿渣粉：20％，改性淀粉：1％，乳胶粉：2％，沸石粉：10％，聚酰胺高分子吸水树脂：1％，氧化镁膨胀剂：11％。
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土配合比见表1：
| 水泥（P·042.5） |
I级粉煤灰 |
水 |
中砂 |
5~20毫米碎石 |
聚羧酸减水剂 |
该发明改性剂 |
| 308 |
196 |
174 |
858 |
702 |
5.6 |
56 |
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土性能见表2：
| 初始扩展度（毫米） |
2小时扩展度（毫米） |
T50时间（s） |
Bj高差（毫米） |
浆体粘度（兆帕·秒） |
粘结强度（兆帕） |
干燥收缩（×10-6） |
56d抗压强度（兆帕） |
| 695 |
630 |
3.5 |
9.0 |
2155 |
2.8 |
380 |
49.2 |
-
实施例2
将各组分材料按如下比例混合均匀即得《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》材料：纳米二氧化硅：10％，改性偏高岭土：30％，超细矿渣粉：30％，改性淀粉：3.5％，乳胶粉：4％，沸石粉：10％，淀粉类吸水树脂：1％，三聚磷酸钠：0.5％，氧化镁膨胀剂：6％，氧化钙膨胀剂：5％。
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土配合比见表3：
| 水泥（P·042.5） |
I级粉煤灰 |
水 |
中砂 |
5~20毫米碎石 |
聚段酸减水剂 |
该发明改性剂 |
| 290 |
232 |
179 |
831 |
709 |
5.8 |
58 |
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土性能见表4：
| 初始扩展度（毫米） |
2小时扩展度（毫米） |
T50时间（s） |
Bj高差（毫米） |
浆体粘度（兆帕·秒） |
粘结强度（兆帕） |
干燥收缩（×10-6） |
56d抗压强度（兆帕） |
| 700 |
700 |
4.0 |
7.8 |
3329 |
3.6 |
360 |
53.7 |
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实施例3
将各组分材料按如下比例混合均匀即得《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》材料：纳米二氧化硅：15％，改性偏高岭土：27％，超细矿渣粉：20％，改性淀粉：3.5％，乳胶粉：4％，沸石粉：12％，聚酰胺高分子吸水树脂：1.5％，葡萄糖酸钠：1.0％，氧化镁膨胀剂：10％，氧化钙膨胀剂：6％。
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土配合比见表5：
| 水泥（P·042.5） |
I级粉煤灰 |
水 |
中砂 |
5~20毫米碎石 |
聚羧酸减水剂 |
该发明改性剂 |
| 290 |
220.4 |
174 |
816 |
724 |
5.8 |
69.6 |
采用上述配方制得的《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》所配制的自充填混凝土性能见表6：
| 初始扩展度（毫米） |
2小时扩展度（毫米） |
T50时间（s） |
Bj高差（毫米） |
浆体粘度（兆帕·秒） |
粘结强度（兆帕） |
干燥收缩（×10-6） |
56d抗压强度（兆帕） |
| 690 |
705 |
3.5 |
10.1 |
4096 |
3.8 |
330 |
54.5 |
2016年12月7日，《一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B
一种高速铁路无砟轨道自充填混凝土专用改性剂文献
高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土收缩变形特性研究
为探明高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土的收缩变形规律,开展了充填层混凝土收缩变形影响因素试验研究。结果表明:早期保湿养护对降低充填层混凝土干缩变形作用明显,比未进行保湿养护自密实混凝土的干缩变形降低15%左右;细骨料细度模数对充填层混凝土干缩变形影响较小;粗骨料最大粒径对充填层混凝土自身收缩变形的影响比干燥收缩大,粗骨料最大粒径由20mm降低至10 mm,自身收缩变形值增大5%~25%;胶凝材料用量对充填层混凝土干缩变形和自身收缩变形影响显著,胶凝材料用量每增加20 kg,混凝土干缩变形值和自身收缩变形值均增大10%~20%;充填层混凝土早期(90 d)自身收缩变形占干缩变形的50%,而长期(210 d)则能占干缩变形总量的74%左右。
高速铁路无砟轨道测量技术
京沪高速铁路是采用德国无砟轨道博格板技术，其测量精度要求高，技术新，其中GRP测量和博格板精调为本项目的重点和难度，结合现场实现施工，着重阐述GRP测量的坐标技术、GRP点及定位锥点放样、GRP的平面高程测量平差计算方法，并对轨道板精调测量的步骤与关键技术进行详细介绍，对同类工程有借鉴意义。
【学员问题】高速铁路无砟轨道关键技术是什么？
【解答】高速铁路无砟轨道关键技术：
无砟轨道刚度；
基础变形控制；
高速道岔；
高精度控制测量；
轨道电路传输及综合接地。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
韩国高速铁路上的无砟轨道编辑韩国首尔至釜山的高速铁路全长412km，分2期工程建设，一期工程由首尔至大邱，全长289.3km，二期工程由大邱至釜山南段，全长122.7km.一期工程在光明车站和章上、花信、黄鹤3个隧道铺设了53.841km无碴轨道，主要采用德国普通雷达型无碴轨道。二期工程已于2002年6月开工，预计2010年12月竣工，计划全部铺设雷达2000型无碴轨道。
目前，韩国铁路无碴轨道建设中采用较多的是Rheda双块式轨道（德国）、Zublin双块式轨道（德国）、Bogl板式轨道（德国）、日本板式轨道。
【学员问题】高速铁路无砟轨道结构特点是什么？
【解答】无砟轨道结构特点具有均匀、连续支承的层状结构体系。
以扣件作为轨道弹性和几何调整的主要解决方案。
具有更为明确的承力传力路径和传力部件。
无砟轨道及其部件应作为结构物看待。
需要稳定的下部基础。
对施工质量提出更高要求。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
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