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3.6砂浆养护
4、需提供的人员仪器、设备
4.1灌板、揭板施工配合人员
4.2所需仪器、设备
5、水泥乳化沥青砂浆技术保障方案
水泥乳化沥青砂浆灌注施工技术
原材料与投标所用原材料一致,且全部原材料经检验均满足相应国家标准和《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》指标要求,质量检验情况参见附录1。
单方水泥乳化沥青砂浆各材料用量见下表:
表1水泥乳化沥青砂浆配合比
单位:
kg/m3
材料名称
干料
乳化沥青
水
减水剂
消泡剂
材料用量
1500
245
140~175
2.2~4.0
0.3~1.0
配合比调整原则如下:
(1)配合比中所有材料用量应以型式检验报告提供的各种材料用量为基准,结合实际情况如材料的需水量、环境温度等影响因素,在确保砂浆的工作性能、力学性能、耐久性能及灌、揭板效果的基础上进行适量调整。
(2)配合比调整时,原则上不对干料和乳化沥青材料用量进行调整。
可首选通过调整减水剂、消泡剂用量的方式对砂浆的工作性能进行调整。
必要时,对用水量进行调整。
(3)在施工环境气温较高时,可增加减水剂的用量,以避免砂浆的工作性能经时损失过大。
(4)消泡剂的用量与砂浆的含气量、容重对应关系明显。
且不同施工温度下,消泡剂的消泡效率有较大差别。
需根据现场情况调节消泡剂用量。
虽然暂行技术条件要求砂浆的含气量≤10%,但考虑到服役环境下砂浆的耐久性要求,砂浆的含气量不宜过低,宜控制在5%~9%左右。
(5)水泥乳化沥青砂浆拌和用水量受乳化沥青的颗粒粒径、水泥标准稠度用水量、干料级配以及施工温度等因素影响较大,可以根据不同批次的材料特点、季节变化及现场情况等进行调整,但调整幅度不宜过大,以满足拌和物施工性能为依据。
水泥乳化沥青砂浆主要由干料、乳化沥青、减水剂、消泡剂和水经由一定的搅拌工艺拌合而成。
生产搅拌设备采用的是三一重工研制的水泥乳化沥青砂浆高弹专用搅拌车,水泥乳化沥青砂浆的生产工艺流程如下:
砂浆车采用的是质量流量计,生产前需对各个计量系统进行标定。
加料前需认真清洗砂浆车各个料仓,并擦干,确保料仓内没有明水,方可加料。
将乳化沥青、水、减水剂和消泡剂在低速搅拌下同时加入搅拌器中,搅拌一定时间后,在高速搅拌情况下均匀加入干料。
然后进入高
速、中速、低速搅拌程序,搅拌完成后进行卸料。
、
砂浆车各个料仓的最大容量分别为:
干料仓:
10t,乳化沥青仓:
2t,水箱:
2t,减水剂罐:
200kg,消泡剂罐:
80kg。
搅拌机低速(20-30rpm)搅拌下同时投加乳化沥青、水、减水剂、消泡剂等液体料,投料完毕搅拌机中速(60rpm)搅拌15s然后加入干料,加入干料时搅拌速度为110r/min~130r/min(推荐120r/min及以上),加完干料后小方(小于0.3方)继续搅拌120s;
大方(大于0.3方)继续搅拌150s-180s,然后在60r/min的速度下搅拌30s,最后再以20r/min~30r/min的速度搅拌60s~90s,搅拌过程结束。
(1)标段内主要采用两种砂浆车:
三一重工和南方路基。
前者可按上述搅拌工艺进行,后者如果是行星式搅拌,也可按上述搅拌工艺进行(若无60r/min的搅拌过程,可采用20r/min~30r/min的速度搅拌90s~120s)。
(2)根据砂浆搅拌的均匀程度,调节干料的进料速度。
(在砂浆车厂家工程师的指导下进行)
(3)严格按精度要求进行砂浆车计量系统的多点标定(即砂浆体积分别为150L、300L、450L、600L所对应各材料的用量标定),并根据实际搅拌的计量情况实时调整,直至计量稳定、符合误差要求。
轨道板预湿处理非常重要,预湿不够,易产生贯穿气孔,影响砂浆质量。
工艺试验表明,采用三步预湿法,可确保轨道板面足够湿润且无明水积聚。
首先,在轨道板吊装精调之前对轨道板底面和底座板表面进行高压冲洗,确保除去表面粉尘和充分预湿后,抹至表面无明水,进行轨道板的安装和精调。
第二步,在封边之前进行第二次冲洗预湿,用高压风吹干或布条擦干表面明水后进行封边作业,盖住灌注口和观察口,以防水分蒸发散失。
最后,如果距离灌注作业时间较长或高温季节,必要时在砂浆灌注前,采用旋转喷头喷雾器,从灌注口和观察口进行简单喷雾预湿。
调板前冲洗
灌注前湿润
横向采用角钢+封边材料+自锁装置(封边材料为无纺布外衬一定厚度的土工布或毛毡)方法进行封边,纵向两端采用沥青砂浆封边,横向应自锁严密,确保灌注过程不漏浆。
图示:
封边效果评价:
灌注过程不漏浆
为在砂浆灌注过程中能顺利排出板腔空气或其他明水,避免在砂浆表面形成硕大气泡或明显水纹痕迹。
封边过程需预留排气、排水孔。
其中纵向两端各设排气孔一个;
横向两侧边,每边设排气、水孔3-4个,在轨道板四周至少各设1个排气孔。
设置要求:
设置排水孔时,排水孔底部应与底座板在同一水平,确保排水顺畅;
排气孔设置以充分排气为前提,内插软管时,应避免管口触及底座板,确保管口上沿不低于轨道板底面。
为了保证在灌浆时轨道板不浮起,要安装固定装置。
固定装置由槽钢和8mm钢板结构组合而成,锚固在底座板中的锚杆和翼形螺母构成,其作用是防止轨道板在灌浆时上浮。
固定装置的具体摆放位置:
①纵向上:
在每个板缝处设置一个一字型固定装置,利用圆锥体锚杆和翼形螺母将槽钢结构固定在两边轨道板上。
②横向上:
在横向边各设置两个L型固定压紧装置。
当曲线超高大于45mm时,可考虑在轨道板的两侧增加设置1~2个固定装置。
压紧装置设置要点:
两种情况下都要用翼形螺母拧紧,以防轨道板移动。
压紧装置安装时应确保足够的抗拉拔强度,不小于30kN。
压紧装置应对称放置。
纵向压紧
横向压紧
灌注施工方案:
轨道板灌浆时已装满料的中间储存罐从搅拌设备下方由吊机提高至轨道板面以上至2m的高度。
在砂浆灌注地点,将灌注软管与砂浆中间储存罐(或灌浆斗)进行连接,灌注软管的两端各装有截断装置,将灌注软管插入轨道板中间的灌浆孔的聚氯乙烯管中,开启出料调节阀(设于储存罐出料口),进行灌浆施工。
灌浆过程中,应对侧面排气孔进行观测,所有排气孔冒出水泥乳化沥青砂浆后,即用软木塞或泡沫材料封闭排气孔,同时观察灌浆孔内砂浆表面高度的变化情况,应确保砂浆面至少达到轨道板的底边(有超高时应高出底边,且至少达到砂浆垫层最高点)且不能回落时,灌浆过程才可告结束。
砂浆中间存储罐运回地面清洗后方可再次使用。
砂浆处于初凝状态(不具流动能力)时,将灌浆孔中多余的砂浆掏出,使砂浆表面距轨道板顶面保持在约15cm位置。
为保证与今后封闭灌浆孔砂浆的结合牢固,在垫层砂浆轻度凝固时在3个灌注孔均插入一根“S”钢筋。
灌注工艺与灌注速度控制:
灌注工艺与速度直接影响砂浆灌注效果,是出现表面大气泡和砂浆分层的主要因素,因此在灌浆过程中要正确控制好灌浆的速度。
①灌浆速度应遵循的原则;
应该遵循“慢—快—慢”的原则,就是说在开始时灌板放慢灌板速度,目的是先把管道内的空气排出,不要把空气夹在砂浆里一起灌入板中。
当管道内的空气全部排出,管道全被砂浆填充后放快灌板速度。
通过观察孔观察,砂浆即将到达板底时放慢速度。
灌注速度要把握好,速度过慢,或出现大气泡,或砂浆局部流不到位。
速度过快,则气泡不易被推进排除,易被卷入到整个板面中。
先慢是为了避免初始灌注时将管道中的气体带入灌注孔中。
为了减少灌浆初始时灌注冲击带入的气泡,应尽量减少中转料斗与灌注口之间的高差,同时灌注时应尽量使浆体顺管壁或灌注孔流出,当管道中的气排除后,灌注口有一定高度时再快速灌注。
当砂浆运动到观察孔时,此时应注意砂浆应为全断面推进,而不能使翻滚前进(即后面的砂浆不断覆盖前面的砂浆),以保证气泡不会被裹入砂浆中,而被整体排除。
当砂浆接近轨道板底面时再慢速灌注,这时主要是为了避免过快的速度从观察孔卷入气泡,同时也保证砂浆在快接近板端时,气泡不会被快速回流的砂浆挡回去,而能通过排气孔排除。
此时灌注孔内需维持稳定的液面高度,保证砂浆匀速流动,能够充满整个板腔。
②砂浆灌注工艺;
灌板时管道的出口要尽量和砂浆面不产生较大的落差,防止液态砂浆的冲击或产生旋转把空气带入砂浆中。
同时要注意灌注角度,尽量使砂浆沿PVC管壁或灌注孔壁流入板腔。
当所有的排气孔都有浆体流出时,且浆体充盈饱满,无气泡溢出时可封堵排气孔,停止灌注。
同时须准备一小桶砂浆,在万一不能灌到位的情况下,从观察孔补浆。
整个灌注时间控制,直线板在3-6分钟,曲线超高段在3-5分钟左右较合适。
灌注速度应在实践中总结不断总结,尤其要掌握阀门的大小与灌注速度的控制关系。
灌注施工过程注意事项:
(1)灌注砂浆各项指标符合《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》及科技基[2008]74号要求。
(2)压紧装置牢固无松动,无变形。
(3)检查排气孔是否堵塞,确保砂浆能顺利满断面流出。
(4)目视检查灌注口、观察孔中是否有脏物、积水等情况,如有脏物必须清理,如有积水可通过增加灌注量对其进行排出。
(5)慢-快-慢灌注速度转换要平稳,切忌灌注过程忽快忽慢,时断时续。
(6)灌注过程中,观察孔与轨道板底液面高差不宜过大,宜控制在不超过15厘米,液面高差过大容易导致板面上浮量过大,轨道板精调被扰动。
(7)砂浆膨胀及充分硬化完成后,可拆除压紧装置。
垫层砂浆抗压强度达到1Mpa后,可以拆除轨道板定位调整器,砂浆抗压强度达到3Mpa后才允许在轨道板上承重。
砂浆灌注
为避免砂浆出现裂纹,需对硬化砂浆进行适当的养护。
养护措施:
拆除角钢、压紧装置和定位器后,保留封边材料不动;
早晚每天两次对砂浆进行洒水养护1周(在封边材料上洒水)。
为确保工艺试验顺利进行和上道施工顺利作业,每工点需配备一定的人员、仪器和设备。
施工负责人:
1人(负责整个工程进行管理,保证施工正常进行。
)
现场技术员:
2人(负责轨道板预湿、封边、排气孔的设置和轨道板的精调、砂浆灌注等系列工序的作业管理,保证工程施工的顺利进行。
试验人员:
3人(对水泥乳化沥青砂浆各项指标进行检测,严把水泥乳化沥青砂浆的质量合格。
架子队作业人员:
15人,负责上料、封边、灌板、养护等施工工艺的具体操作。
砂浆车操作人员:
为确保施工顺利进行,建议每工点砂浆车厂家技术人员1人、施工单位每车操作人员不少于2人。
(1)现场施工时需检测项目及检测器具
现场施工过程中,施工配合比需根据水泥乳化沥青砂浆检测指标的实测值进行调整,如流动度等,需在现场检测的项目及检测所用器具详见下表:
表2现场检测项目及仪器一览表
序号
检测项目
检测器具
1
砂浆温度
温度计
2
流动度
流动度测定仪、秒表
3
容重
锥形瓶、电子天平(2000g、0.1g)
4
含气量
含气量测定仪
5
扩展度
扩展度筒、玻璃、直尺(50cm)、秒表
(2)水泥乳化沥青砂浆固化后检测项目及检测器具
除现场需检测的指标外,其他指标的检测需在现场浇注规定试模,待达到规定的试验龄期后进行检测。
检测项目及检测器具详见下表:
表3检测项目与检测器具
序号
分离度
模具(Φ50mm×
50mm)、天平(0.1g)、游标卡尺(0.02mm)、切割机、夹钳台
抗折强度
胶砂试模(40mm×
40mm×
160mm)、抗折强度试验机
抗压强度
160mm)、压力试验机
膨胀率
量筒250ml、游标卡尺(0.02mm)
弹性模量
试模(100mm×
100mm×
300mm)
6
抗冻性
冻融试验机
7
抗疲劳性
标准马歇尔试模、打磨机、游标卡尺(0.02mm)、疲劳试验机、钢板
(3)水泥乳化沥青砂浆灌注用设备及相关材料见附件2。
在水泥乳化沥青砂浆技术保障方面,已组成联合体技术保障团队,分为技术专家组、原材料技术保障组、施工技术保障组,建立健全了各项技术保障规章制度。
技术保障团队人员安排及工作职责:
技术总负责人:
1人(负责提供满足施工现场使用的水泥乳化沥青及水泥乳化沥青砂浆施工配合比;
负责现场使用的水泥乳化沥青砂浆施工配合比随气候变化的调整;
负责提供水泥乳化沥青砂浆配方原材料现场存储、运输等技术支持;
负责提供水泥乳化沥青砂浆现场试验、拌合、灌注工艺指导和过程质量控制。
)
水泥乳化沥青砂浆技术人员:
3人(负责对轨道板的预湿、封边、排气孔的设置和轨道板的放置、整个灌注过程等工序进行全程跟踪指导;
负责指导水泥乳化沥青各项指标的检测;
负责现场灌注的技术指导和服务。
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