RX—I50修补砂浆在高速铁路无砟轨道板缺角、掉块维修中的应用研究

邵小良

摘要： 通过对RX-I50高分子改性砂浆物理力学性能的试验和研究， 阐述了RX-I50高分子改性砂浆在高速铁路无砟轨道板缺角破损修补应用中的优越性。针对高速铁路无砟轨道板的缺角、掉块等缺陷， 研制开发了的RX-I50高分子改性砂浆和与之配套的施工工艺， 在实际工程推广应用中， 取得了良好的经济技术效益和社会效益。

关键词： 轨道板 破损 高分子改性砂浆 维修

1 简介

通过对客运专线建设情况的勘察发现，轨道板在成型、运输、调运安装等过程中不可避免的出现了不同层次的损伤（碰裂、缺角、掉块等），其中主要分布在轨道板的四角及安装吊装孔等位置。发生缺角、掉块伤损后，轨道板的钢筋保护层厚度降低，情况严重的将导致钢筋锈蚀，由此影响钢筋与混凝土之间的粘结作用，影响结构的整体性，降低结构刚度和承载能力，直接影响自身结构的耐久性，问题严重的将危及后期的安全运营，所以研制、推广应用新型修补及防护材料具有十分重要的现实意义。本文着重介绍轨道板缺角、掉块维修材料——RX-I50高分子改性水泥砂浆性能及工程实际维修处理所形成的配套施工工艺。

2 维修的基本要求

本文以成绵乐客运专线轨道板缺角掉块修补工程为例，高速铁路无砟轨道因其结构、力学性能及耐久性能等特殊要求，故对轨道板缺角、掉块维修材料提出了相应的性能要求：

（1）修补材料的强度等各项性能指标必须满足高速铁路无砟轨道维修的基本要求（TG/GW 115-2012《高速铁路无砟轨道线路维修规则》）。

（2）为了确保修补后质量稳定性，修补材料与轨道板的结合必须牢固，满足运营后机车的竖向荷载、拉伸力及振动疲劳等，以防止二次脱落。

3 材料的作用机理

混凝土是由水化硅酸钙、水化铝酸钙和氢氧化钙通过范德华力粘接在一起的凝聚物质，通常由于拌合水的蒸发，在浆体内产生应力而形成微裂隙。当微裂隙受到结构应力或温度应力作用时，微裂隙就会扩展，与其他裂隙相互贯通导致混凝土产生缺陷。因此，常规混凝土或修补砂浆无法满足修补要求。

本工程选用由中铁西南科学研究院有限公司研发的轨道板缺角、掉块专用维修材料——RX-I50高分子改性水泥砂浆。

RX-I50高分子改性剂可以起到以下几方面的作用：

（1）首先，RX-I50高分子改性剂中复合了特殊的固化体系，使材料具有较短的固化时间，由此可满足快速修补时间短的要求。

（2）RX-I50高分子改性剂采用特殊的结构体系，材料经固化后，具有较高的抗压强度及抗折强度，由此可满足快速修补强度高的要求。

4 材料的性能特点

RX-I50高分子改性水泥砂浆是一种以由中铁西南科学研究院有限公司自主研发的丙烯酸改性RX-I50高分子改性为主剂，含有一定偶联剂稳定剂、催化剂及分散剂无机凝聚性材料经聚合固化而成，试验研究RX-I50修补砂浆的主要性能如表1：

从表1 测试结果分析，RX-I50高分子改性水泥砂浆具有较高的抗压、抗折及粘结强度，抗拉弹模较低，干缩变形小，具有优异的抗裂性能，抗冲耐磨、抗渗、抗冻、抗碳化性能优异。数据表明，RX-I50高分子改性水泥砂浆是一种理想的修补材料。

实际维修工程中，修补材料往往长期暴露在野外恶劣环境之中，其是否具备优异的耐久性，确保维修工作的修补效果及长远考虑的经济效益显得尤为重要，为此对RX-I50高分子改性水泥砂浆进行了耐久性试验研究，研究结果如表2：

由表2 测试结果可以看出， RX-I50高分子改性水泥砂浆及常规的修补砂浆经过100万次疲劳循环作用后砂浆的抗压强度及抗折强度指标均未降低， 说明RX-I50高分子改性水泥砂浆及常规的修补砂浆均具有良好的抗压及抗折耐久性能，但是常规的修补砂浆在经100万次疲劳循环作用，失去粘接效果；而RX-I50高分子改性水泥砂浆的粘接疲劳损失较小，说明RX-I50高分子改性水泥砂浆具有更加优异的耐久性能。

5 实际应用技术

由于RX-I50高分子改性水泥砂浆所具有的各种优异性能和良好的施工性能， 近年来， 已先后成功地将其应用到高速铁路无砟轨道快速修补工程之中， 并取得良好的经济技术效益。

5.1.1基底处理

为确保施工质量， 必须清除混凝土表面的疏松层、油污、灰尘等杂物， 钢筋须除锈， 并用风砂枪冲毛，再用高压水冲干净。从涂刷基液工前4 h 起， 混凝土表面应连续喷水保湿， 使表面达到饱和面干状态，以保证RX-I50高分子改性水泥砂浆与基底有良好的粘结性。

5.1.2砂浆的配制

配制RX-I50高分子改性水泥砂浆要根据当地材料、气温、施工所要求的和易性，通过试验和现场试拌，确定配合比，采用人工拌和，将称好的水与乳液混合，加入已拌匀的水泥和砂中，充分搅拌均匀，RX-I50高分子改性水泥砂浆一般应在20～30 min 内用完。

6 结 语

经过多年来几个工程的应用， RX-I50高分子改性水泥砂浆不仅表现出良好的物理力学性能， 而且经受了施工和多年运行的考验， 工艺简便， 耐久性良好。所以，无论从材料性能、施工工艺考虑， 还是从工程应用耐久性方面， RX-I50高分子改性水泥砂浆是一种理想的修补材料， 具有十分显著的社会效益和经济效益。随着RX-I50高分子改性水泥砂浆复合修补材料的广泛应用， 对其技术性能及施工质量势必提出更高的要求， 在总结经验的基础上， 今后有必要进一步完善应用技术要求， 在质量标准和性能测试方法方面走向标准化， 使这项技术更好地为工程维修服务。

参考文献

[1]TG/GW 115-2012《高速铁路无砟轨道线路维修规则》，中国铁道出版社

[2]林宝玉， 吴绍章. 混凝土工程新材料設计与施工[ M ] .北京： 中国水利水电出版社， 1998.

[3]黄兴国，记国晋.混凝土建筑物修补材料及应用[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》，中国标准出版社