一種水泥瀝青砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種水泥瀝青砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法，依據(jù)水泥瀝青砂漿的配合比情況以及各原材料的物理性質(zhì)參數(shù)計(jì)算出水泥瀝青砂漿的彈性模量。本發(fā)明突破了僅能依據(jù)材料用量對(duì)CA砂漿彈性模量影響作定性分析的藩籬；在原材料基本物理性質(zhì)參數(shù)已知的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CA砂漿彈性模量的定量計(jì)算，即實(shí)現(xiàn)了對(duì)CA砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水泥瀝青砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水泥浙青砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥浙青砂漿(CA砂漿)是目前高速鐵路建設(shè)的關(guān)鍵性材料，起到調(diào)整軌道施工誤差以及提高列車(chē)高速行駛的安全性與乘坐的舒適性的重要作用。CA砂漿之所以能提高行車(chē)安全性及舒適性，是因?yàn)橄鄬?duì)于其它建筑材料其彈性模量較低。但是CA砂漿的彈性模量也是受配合比參數(shù)影響的，當(dāng)采用不恰當(dāng)?shù)呐浜媳葏?shù)時(shí)，CA砂漿的彈性模量同樣會(huì)超過(guò)相關(guān)技術(shù)規(guī)定的要求，致使其作用下降甚至失去其意義。因此，要了解CA砂漿性能是否符合相關(guān)技術(shù)要求，往往需要結(jié)過(guò)28d以上的實(shí)驗(yàn)周期才能確定，而且如果該周期選取的配合比不合適，就需要另一個(gè)28d周期。這種模式可能大大延誤工程的進(jìn)度，降低施工質(zhì)量，造成極大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是解決測(cè)試CA砂漿彈性模量周期長(zhǎng)的問(wèn)題，提供一種方便快捷的方法，通過(guò)對(duì)配合比參數(shù)及原材料密度進(jìn)行計(jì)算，在短時(shí)間內(nèi)獲知CA砂漿的彈性模量。
[0004]盡管對(duì)于二元復(fù)合材料，存在一些理論模型可以較準(zhǔn)確的對(duì)復(fù)合材料的彈性模量進(jìn)行估算。但是，對(duì)于CA砂漿這一類(lèi)多相材料復(fù)合體，無(wú)任何理論模型可以使用，所以自CA砂漿出現(xiàn)以來(lái)，只有研究材料用量對(duì)彈性模量的影響，而未見(jiàn)對(duì)彈性模量定量計(jì)算的報(bào)道。發(fā)明人根據(jù)CA砂漿各相材料的微觀尺度，將CA砂漿分解成四個(gè)層次的二元復(fù)合體。對(duì)每一層次的二元復(fù)合體，其中一元為單一相，另一元為下一層次中的二元復(fù)合材料，直至第四層次為已知的或彈性模量可直接計(jì)算的復(fù)合材料，這四個(gè)層次從宏觀尺度(上層)向細(xì)觀尺度(底層)依次分解為:
[0005]第一層次為CA砂漿，由氣泡、CA砂漿密實(shí)體構(gòu)成；
[0006]第二層次為CA砂漿密實(shí)體，由CA凈漿、砂構(gòu)成；
[0007]第三層次為CA凈漿，由水泥漿、浙青構(gòu)成；
[0008]第四層次為水泥石，由水泥與水水化形成。
[0009]通過(guò)上述層次劃分，根據(jù)不同體系的特點(diǎn)由下而上逐層運(yùn)用不同的二元模型進(jìn)行遞歸運(yùn)算，最終可以計(jì)算出CA砂漿的彈性模量。
[0010]本發(fā)明提供的CA砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0011]a.列出所有計(jì)算參數(shù),包括配合比和原材料物理性質(zhì)參數(shù)。配合比參數(shù)指:全部原材料質(zhì)量用量，包括水泥用量m。、浙青用量％、用水量mw、砂用量ms，以及CA砂漿的含氣量VAir ;原材料物理參數(shù)是指浙青、水泥及水的密度P A、P。、P w、P s ；CA砂漿密實(shí)體、CA凈漿、砂的泊松比μ CAM,、μ CA、μ s，以及砂的彈性模量Es。
[0012]各原材料的密度通過(guò)里氏瓶法測(cè)試。CA砂漿密實(shí)體、CA凈漿泊松比與CA砂漿泊松比取0.168，而砂的泊松比及彈性模量取0.22和24Gpa。[0013]參考朱曉斌等《CRTS II型無(wú)砟軌道CA砂漿開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)有限元計(jì)算》中泊松比的測(cè)試結(jié)果，CA砂漿密實(shí)體、CA凈漿泊松比與CA砂漿泊松比取0.168。
[0014]參考混凝土行業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及徐志英編著的《巖石力學(xué)》中砂巖、花崗巖等的數(shù)據(jù)，對(duì)砂的泊松比及彈性模量近似取值(參考數(shù)據(jù)均有一定范圍)0.22和彈性模量24Gpa。
[0015]含氣量Vto為配合比設(shè)計(jì)需要直接指定的參數(shù)。
[0016]b.計(jì)算水泥石的彈性模量Ees =Ecs與用水量mw與水泥用量m。的比例mw/m。滿(mǎn)足如下關(guān)系式:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種CA砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟: a.列出所有計(jì)算參數(shù)，包括配合比和原材料物理性質(zhì)參數(shù)；配合比參數(shù)指:全部原材料質(zhì)量用量，包括水泥用量、浙青用量％、用水量mw、砂用量ms,以及CA砂楽:的含氣量Vto ； 原材料物理參數(shù)是指浙青、水泥及水的密度P A、P。、P w、P s ；CA砂漿密實(shí)體、CA凈漿、砂的泊松比μ CAM,、μ CA、μ s，以及砂的彈性模量Es ； 各原材料的密度通過(guò)里氏瓶法測(cè)試，CA砂漿密實(shí)體、CA凈漿泊松比與CA砂漿泊松比取.0.168，而砂的泊松比及彈性模量取0.22和24Gpa ； b.計(jì)算水泥石的彈性模量Ees:ECS與用水量mw與水泥用量m。的比例mw/m。滿(mǎn)足如下關(guān)系式:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:使用配合比、相關(guān)材料的彈性模量及泊松t匕；包括CA凈漿的泊松比μ CA、砂的彈性模量Es及泊松比Us、密實(shí)CA砂漿泊松比μ.;在列出前述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，CA砂漿彈性模量的預(yù)測(cè)流程由下述步驟組成； 步驟I):將mw/m。代入式(1)，計(jì)算出水泥石彈性模量Ecs ； 步驟2):將第I步中得到的&以及mw/m。、mw/m。代入式(2)，計(jì)算得出CA凈漿彈性模量 Eca ； 步驟3):將Eoi代入式(3)，同時(shí)代入相關(guān)材料的彈性模量及泊松比、砂的體積率Vs數(shù)據(jù)，即可計(jì)算出密實(shí)CA砂漿的彈性模量ΕαΜ，；步聚4):將密實(shí)CA砂漿彈性模量以及CA砂漿含氣量代入式(4)，即可計(jì)算出CA砂漿彈性模 量Ecam。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK103544549SQ201310542342
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】萬(wàn)赟, 于誠(chéng), 孫德文, 冉千平, 洪錦祥, 朱曉斌 申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 博特建材（天津）有限公司