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一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法---发明专利说明书.doc

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一种 水泥 乳化 沥青 砂浆 膨胀率 检测 方法 发明专利 说明书
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发明名称:一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法摘要:本发明一种物料特性检测方法,具体为一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法,解决量筒高度变化法存在测量结果重复性差、变异每当大等问题,将量筒竖立在水平面上;标定量筒容积 V0 和三角烧瓶容积 V,浆水泥沥青注入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录砂浆质量 m,由三角烧瓶容积 V及砂浆质量 m 各砂浆表观密度 ρ; 把量筒放在开平上去皮,将三角烧瓶中的部分砂浆注入量筒,记录,记录砂浆质量 m0,计算注入量筒砂浆初始体积V1; 24h 之后将量筒放置在天平上皮,用水填满,记录加入水质量 m1,计算加入水体积 V2;膨胀率(%)等于{〔V- V2- V1〕/ V1}×100%。测量结果重复性好,测量数据之间的极差、标准差、变异系数均小于量筒高度法,操作简便。说明书一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法技术领域本发明涉及一种物料特性检测方法,具体为一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法。背景技术公知,板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(简称 CA 砂浆)是板式无砟轨道系统轨道板与底板之间的有机-无机复合材料,厚度为 40~60mm ,起支撑、调Comment [S1]: 具体原理为依据沥青砂浆注入量筒内 24小时前后量筒内高度变化测定值,计算沥青砂浆的体积变化。节、吸振和隔振等作用,是高速铁路系统的关键功能材料之一。CRTSⅠ型板式无砟轨道 CA砂浆具有高韧性、低强度(28d,≥1.8MPa) 、低弹性模量(28d,100~300MPa)等特点,硬化后的基体为水泥水化物与沥青互穿的网络结构。由于砂浆在凝结硬化过程中会有一定的体积变化,如水泥水化、水的蒸发等将导致砂浆收缩,为使砂浆在轨道板与底座板间灌注饱满充盈,需在砂浆中加入膨胀组分以进行收缩补偿。 《客运专线铁路 CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》 (科技基〔2008〕74 号)用 24小时的膨胀率评价砂浆的体积稳定性,并规定砂浆的膨胀率应在 1~3%之间。目前规定水泥沥青砂浆膨胀率试验方法是通过量测 250ml量筒中砂浆膨胀后的体积变化来计算水泥沥青砂浆的膨胀率,具体步骤为:(1)将量筒竖立在一个无冲击和无振动的水平面上;(2)测量量筒内径,准确至 0.02mm,测量 3次,取其平均值作为量筒的内径 D;(3)将流动度、空气含量合适的水泥沥青砂浆,注入量筒,当砂浆表面与量筒 250ml刻度重合时,停止加入;(4)在量筒上面加一块玻璃板,用游标卡尺或深度卡尺(读数精度均为0.02mm)测量水泥沥青砂浆表面至玻璃板的深度 H0,24h 后再测量水泥沥青砂浆表面深度 H24,测量 3次取其平均值;(5)根据测量结果,用下式计算其膨胀率:膨胀率(%)= 0.000314×(H 0 - H24)× D2,式中 D为量筒内径(mm) ,H 0 为初始深度(mm) ,H 24为 24h后深度(mm) 。Comment [S2]: 缺点在实际应用过程中,人们发现这种方法检测的膨胀率,不仅操作繁琐,而且测量结果变异系数较大,经分析发现测量误差主要由下面几种因素影响:(1)由于水泥乳化沥青砂浆的粘度较大,容易造成对量筒的污染,黏在筒壁上干扰初始深度 H0的读数,引入测量误差,从而使其测量结果的重复性变差;(2)黏在筒壁上的砂浆后再次流入量筒中,给测量带来误差;(3)在测量初始深度 H0时,浆体液面成凹形,给高度读数带来困难;(4)水泥乳化沥青砂浆测量初始深度 H0时,液面呈凹形,而膨胀后呈凸形,这也会对膨胀率的计算产生一定的误差。发明内容本发明为了解决现有水泥沥青砂浆膨胀率检测方法采用量筒高度变化法,存在测量不准确、测量结果的重复性差、变异系数较大以及操作繁琐等问题,提供一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法。本发明是采用如下技术方案实现的:一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法,包括以下步骤:(1)将量筒竖立在水平面上;(2)用水标定量筒的容积 V0和 1000mL的三角烧瓶容积 V,测量多次,取其平均值;(3)将水泥沥青砂浆注入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录砂浆的质量 m;(4)由三角烧瓶的容积以及加入砂浆的质量,可得砂浆的表观密度 ρ:表观密度 ρ=三角烧瓶内砂浆质量 m/三角烧瓶容积 V;(5)把量筒放置在天平上去皮,将三角烧瓶中的砂浆注入量筒,当加入 250mL时,停止加入,记录砂浆质量 m0;(6)计算注入量筒砂浆的初始体积 V1:砂浆的初始体积 V1 =砂浆质量 m0/砂浆表观密度 ρ (7)24h 后将量筒放置在天平上去皮,用水将量筒填满,使水的表面与量筒瓶口平齐,记录加入水的质量 m1,从而计算出加入水的体积 V2,测量多次取其平均值;(8)膨胀率的计算:膨胀率(%)={(V-V 1-V2)/V1}×100% 。 本发明采用体积置换法进行膨胀率的测定,避免了砂浆表面形状等给测试带来的影响,测量结果重复性好,测量数据之间的极差、标准差、变异系数均要小于量筒高度法,同时检测人员在操作过程中避免了人为失误而造成的误差,解决了不易操作的难点。附图说明图 1 为膨胀率测试结果对比曲线(该曲线反应的是表 1、表 2、表 3、表4 的检测数据)具体实施方式一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法,包括以下步骤:(1)将量筒(或其它容器)竖立在无冲击和无振动的水平面上;(2)用水标定量筒的容积 V0 和 1000mL 的三角烧瓶容积 V,测量多次,通常为 3 次,取其平均值;(3)将水泥沥青砂浆注入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录砂浆的质量 m;(4)由三角烧瓶的容积以及加入砂浆的质量,可得砂浆的表观密度 ρ:表观密度 ρ=三角烧瓶内砂浆质量 m/三角烧瓶容积 V ; (5)把量筒放置在天平上去皮,将三角烧瓶中的砂浆注入量筒,当加入250mL 时(不一定非得是 250ml,只是 250 ml 是原规范上规定的一个数值,所以就参照这个数值走的) ,停止加入,记录砂浆质量 m0;(6)计算注入量筒砂浆的初始体积 V1:砂浆的初始体积 V1 =砂浆质量 m0/砂浆表观密度 ρ (7)24h 后将量筒放置在天平上去皮,用水将量筒填满,使水的表面与量筒瓶口平齐,记录加入水的质量 m1,从而计算出加入水的体积 V2,测量多次,通常为 3 次,取其平均值;(8)膨胀率的计算:膨胀率(%)={(V-V 1-V2)/V1}×100% 。 为了进一步证明本发明所述体积置换法与传统量筒高度变化法相比所具有的有点,本发明进行了以下试验对比,1、材料水泥乳化沥青砂浆专用干料:24h 体积膨胀率 2.1%,其他性能指标等均满足《客运专线铁路 CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》要求。SBS 改性乳化沥青:阳离子,固含量 62.1%,粘度、针入度、延度等均满足《客运专线铁路 CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》的要求。水:自来水。CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆:“J”型漏斗流下时间 24 s,含气量 8.5%,分离度 0.2%,φ50mm×50mm 圆柱体试件 1d、7d、28d 抗压强度分别为 0.3 MPa、1.3MPa、2.2 MPa,均合乎要求。2、采用背景技术中所述的量筒高度法对上述材料进行膨胀率测定。3、采用本发明所述的体积置换法对上述材料进行膨胀率测定。4、结果与讨论为考察两种试验方法的精确性、重复性、误差等,分别对不同情况下两种方法的测试结果做了极差、标准差、变异系数分析。表 1 为同一试验人员采用量筒高度变化法对某样品连续测量 4 次的结果,表 2 为三位试验人员对同一样品每人检测 2 次的检测结果分析。所述极差、标准差和变异系数的计算方法及公式是本领域普通技术人员所熟知的。表 1 同一试验人员采用量筒高度变化法对某样品连续检测 4 次的结果试验次数 1 2 3 4 平均值 极差 标准差 变异系数膨胀率 % 2.2 2.4 2.4 2.1 2.3 0.3 0.130 5.7%表 2 三位试验人员采用量筒高度变化法对某样品检测 2 次的结果试验次数 1 2 3 4 5 6 平均值 极差 标准差 变异系数膨胀率 % 2.5 2.3 2.3 2.1 2.1 2.4 2.3 0.4 0.146 6.3%表 1、表 2 说明采用量筒高度变化法测得的砂浆膨胀率,极差、标准差、变异系数均较大。采用本发明所述体积置换法检测结果见表 3、表 4,其中表 3 为同一检测人员对某砂浆连续检测 4 次的结果,表 2 为三位检测人员每人检测 2 次的结果,图 3 为膨胀率测试结果对比曲线。表 3 同一试验人员采用体积置换法对某样品连续检测 4 次的结果试验次数 1 2 3 4 平均值 极差 标准差 变异系数膨胀率 % 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3 0.1 0.043 1.9%表 4 三位试验人员采用体积置换法对某样品检测 2 次的结果试验次数 1 2 3 4 5 6 平均值 极差 标准差 变异系数膨胀率 % 2.3 2.3 2.1 2.3 2.3 2.2 2.3 0.2 0.076 3.4%从检测结果看,不论是个人还是整体检测人员用体积置换法检测结果的标准差及变异系数要好于规范规定的用游标卡尺检测结果,其中一个原因在于检测人员在操作过程中避免了人为失误而造成的误差,解决了不易操作的难点。结论:(1)量筒高度变化法因砂浆形成凹面、粘于筒壁等原因,易引入误差,而使其测量结果的重复性变差,同一试验人员测量 4 次与三位试验人员 2 次数据之间的极差、标准差、变异系数均较大。(2)体积置换法采用将砂浆体积置换成高度的方法,避免了砂浆表面形状等给测试带来的影响,测量结果重复性好,测量数据之间的极差、标准差、变异系数均要小于量筒高度变化法。权利要求书1、一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法,其特征是包括以下步骤:(1)将量筒竖立在水平面上;(2)用水标定量筒的容积 V0 和 1000mL 的三角烧瓶容积 V,测量多次,取其平均值;(3)将水泥沥青砂浆注入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录砂浆的质量 m;(4)由三角烧瓶的容积以及加入砂浆的质量,可得砂浆的表观密度 ρ:表观密度 ρ=三角烧瓶内砂浆质量 m/三角烧瓶容积 V; (5)把量筒放置在天平上去皮,将三角烧瓶中的砂浆注入量筒,当加入250mL 时,停止加入,记录砂浆质量 m0;(6)计算注入量筒砂浆的初始体积 V1:砂浆的初始体积 V1 =砂浆质量 m0/砂浆表观密度 ρ (7)24h 后将量筒放置在天平上去皮,用水将量筒填满,使水的表面与量筒瓶口平齐,记录加入水的质量 m1,从而计算出加入水的体积 V2,测量多次取其平均值;(8)膨胀率的计算:膨胀率(%)={(V-V 1-V2)/V1}×100% 。 说明书摘要本发明涉及一种物料特性检测方法,具体为一种水泥乳化沥青砂浆膨胀率的检测方法,解决量筒高度变化法存在测量结果重复性差、变异系数大等问题,将量筒竖立在水平面上;标定量筒容积 V0 和三角烧瓶容积 V;将水泥沥青砂浆注入三角烧瓶中,使砂浆表面与瓶口齐平,记录砂浆质量 m;由三角烧瓶容积 V 及砂浆质量 m,得砂浆表观密度 ρ;把量筒放置在天平上去皮,将三角烧瓶中部分砂浆注入量筒,记录砂浆质量 m0;计算注入量筒砂浆初始体积V1;24h 后将量筒放置在天平上去皮,用水将量筒填满,记录加入水质量 m1,计算出加入水体积 V2;膨胀率(%) 等于{(V-V 1-V2)/V1}×100% 。测量结果重复性好,测量数据之间的极差、标准差、变异系数均要小于量筒高度法,操作简便。
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