CN101700970A - 一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，属于环保领域中废弃物再利用领域及公路工程应用领域。一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、砂、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰10～50份，膨胀剂5～30份，橡胶粉1～30份，沙10～50份，减水剂0.1～5份，早强剂0.1～5份，水40～70份。本发明所述的橡胶-水泥灌浆材料拥有很高的流动度与抗裂性能，较低的收缩，较高的早期强度，能够满足半柔性路面材料的可灌性及路用性能。

Description

一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料
技术领域
本发明涉及一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，属于环保领域中废弃物再利用领域及公路工程应用领域。
背景技术
目前随着国家高速公路及城市道路大量的新建与旧水泥路面翻修，但是很多路面修成后又出现了各种破坏，严重的浪费了资源。因此，半柔性路面这种新式路面应运而生。半柔性路面是一种在大空隙沥青混合料中灌注特殊性能的水泥胶浆而形成的具有高于水泥混凝土路面的柔性及高于沥青路面的刚性的刚柔并济的高性能路面。半柔性路面可用于重载道路、隧道路面、桥面铺装、海港和港口集装箱码头、海陆空军事基地、机坪、飞机跑道、巴士专用道、路口转弯、爬坡路段、机械工厂仓库区、加油站等。
目前国外对半柔性路面的应用十分活跃，国内的研发还处于起步阶段。半柔性路面的难点在于水泥胶浆的制备，普通的水泥胶浆难以灌入或者灌注率低，即使灌入进去强度不高，与沥青，集料的界面联结性不好，水泥胶浆在材料结构中填充骨架空隙中，起着密实提高强度及防水性能。半柔性路面对于水泥胶浆的技术性能有几个要求：
(1)具有良好的流动度与施工和易性，便于胶浆灌入大空隙沥青混合料的空隙中；
(2)具有较高的早期强度，7d强度能够达到20MPa以上，缩短工期；
(3)具有较小的干缩和温缩特性，保证半柔性路面材料的体积稳定性；
(4)必须具有与沥青混合料良好的结合性能，确保两种材料具有良好的相容性；
(5)均匀性好、不出现分层离析现象，能保证施工时间内胶浆均匀。
纵观国内外，半柔性路面灌浆料有几家单位研究比较多。丹麦的Densit公司已经制备出了半柔性路面材料灌浆料，并已经市场化在欧洲东南亚在大面积应用，但是其产品价格之高让工程建设者却步。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，该灌浆材料具有成本低、高流动性、低收缩率的特点。
为了实现上述目的本发明的技术方案是：一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰10～50份，膨胀剂5～30份，橡胶粉1～30份，沙10～50份，减水剂0.1～5份，早强剂0.1～5份，水40～70份。
所述水泥为硅酸盐水泥、矿渣水泥或粉煤灰水泥。可以是早强型42.5、52.5、62.5硅酸盐水泥，也可以是普通42.5、52.5、62.5硅酸盐水泥，42.5、52.5矿渣水泥，42.5、52.5粉煤灰水泥。
所述粉煤灰为一级粉煤灰或二级粉煤灰。
所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂，具体为武汉三元UEA、天津豹鸣UEA、广西云燕AEA膨胀剂。
所述橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80～200目。
所述沙为普通河沙，细度模数为1.0～1.4。
所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸粉剂或MELFLUX高效减水剂。
所述早强剂为氯化钠、氯化钙、无水硫酸钠、硫酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺，甲酸、乙二醇中的任一种或二种以上(含二种)的混合，二种以上(含二种)混合时，为任意配比。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法之一：将所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌30～600秒，得产品。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法之二：先将固体原材料按照比例称量好后一起投入搅拌机干拌20～100秒，然后加水和减水剂再搅拌50～500秒，得产品。
橡胶粉在水泥砂浆及混凝土中能够改善水泥混凝土的早裂收缩问题。在普通水泥胶浆的基础上添加橡胶粉，砂浆的力学性能有所下降，但是其流动度影响很小，收缩小，抗裂性能有所提高。而橡胶粉与沥青的成分有相似地方，相容性较好，因此利用橡胶粉能对水泥砂浆进行改性制备出高流动性、低收缩率、高弹性的半柔性路面灌浆材料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的灌浆材料成本低(小于500元/t)。
(2)变废为宝。本发明所用的橡胶粉是废旧轮胎破碎后粉磨后的细粉，具有倡导绿色生态，变废为宝的特色。
(3)流动度好，满足浆体可灌性。
(4)本发明的灌浆材料与沥青集料有良好的联结界面，具有一定的早期强度。
(5)本发明的灌浆材料收缩率小于0.4％，具有良好的体积稳定性。
附图说明
图1是漏斗的结构示意图；图中的数字的单位是cm。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅限于以下几个实施例。
本发明的灌浆材料的流动度的测试方法：
流动度测试是参考日本半柔性路面的有关规范，流动度测试方法如下：
(1)试验仪器
漏斗：上端内径178cm，下端内径13cm，流出管长38cm，内容量为1725mL；漏斗形状及尺寸见图1。
漏斗支撑架；
容器：量筒或量杯；
秒表：精确至0.1s。
(2)测试方法
A.将漏斗垂直放在支撑架上稳定后，用水冲洗润湿漏斗内壁；
B.将本发明的灌浆材料充分拌和后，倒入漏斗内，先让适量灌浆材料从流出管流出，然后用手指堵住流出管口，再向漏斗内注入灌浆材料，直至规定(1725mL)为止；
C.放开手指，灌浆材料流出的同时开始计时，直至连续流出的灌浆材料完全流出瞬间计时，读出该瞬间的时间，精确至0.1秒，即为流动度。一种灌浆材料平行试验三次，取其算数平均值为最后结果。
实施例1：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰18份，膨胀剂10份，橡胶粉7份，沙50份，减水剂0.6份，早强剂2份，水61份。
所述的水泥为早强型42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为一级粉煤灰；膨胀剂为武汉三元UEA高效混凝土膨胀剂；橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80目；沙为细度模数1.1的普通河沙；减水剂为武汉浩源FDN-1高效减水剂(粉剂)；早强剂为氯化钠。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法之一：将所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌450秒，得产品(一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料)。
该产品的流动度12.87s、泌水率1.22％、7d抗压强度23.4MPa、28d抗压强度35.6MPa、7d干缩率0.22％、28d干缩率0.24％(即收缩率)。
实施例2：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、砂、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰26份，膨胀剂11份，橡胶粉6份，沙50份，减水剂0.7份，早强剂2.5份，水65份。
所述的水泥为普通42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为二级粉煤灰，膨胀剂为武汉三元UEA高效混凝土膨胀剂；橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80目；沙为细度模数1.1的普通河沙；减水剂为武汉浩源FDN-1高效减水剂(粉剂)；早强剂为氯化钠。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法之一：将所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌500秒，得产品(一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料)。
拌合后的橡胶-水泥灌浆材料性能：流动度12.65s、泌水率1.29％、7d抗压强度21.5MPa、28d抗压强度34.1MPa、7d干缩率0.18％、28d干缩率0.20％。
实施例3：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰20份，膨胀剂8份，橡胶粉5份，砂48份，减水剂0.4份，早强剂1.5份，水58份。
所述的水泥为早强型52.5硅酸盐水泥；粉煤灰为一级粉煤灰；膨胀剂为武汉三元UEA高效混凝土膨胀剂；橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为120目；沙为细度模数1.1的普通河沙；减水剂为上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉剂；早强剂为氯化钠。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法：先将固体原材料按照比例称量好后一起投入搅拌机干拌30秒，然后加水和减水剂再搅拌500秒，得产品。
拌合后的橡胶粉-水泥灌浆材料性能：流动度12.58s、泌水率1.32％、7d抗压强度29.8MPa、28d抗压强度43.4MPa、7d干缩率0.17％、28d干缩率0.18％。
实施例4：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰22份，膨胀剂7份，橡胶粉6份，沙45份，减水剂0.35份，早强剂1.5份，水58份。
所述的水泥为早强型42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为一级粉煤灰；膨胀剂为天津豹鸣UEA高效混凝土膨胀剂；橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80目；沙为细度模数1.1的普通沙；减水剂为上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉剂；早强剂为硝酸钠。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法：先将固体原材料按照比例称量好后一起投入搅拌机干拌50秒，然后加水和减水剂再搅拌450秒，得产品。
拌合后的橡胶粉-水泥灌浆材料性能：流动度13.14s、泌水率1.15％、7d抗压强度23.7MPa、28d抗压强度36.7MPa、7d干缩率0.22％、28d干缩率0.23％。
实施例5：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰28份，膨胀剂10份，橡胶粉9份，砂32份，减水剂0.55份，早强剂3份，水64份。
所述的水泥为早强型42.5硅酸盐水泥；粉煤灰为一级粉煤灰；膨胀剂为天津豹鸣UEA高效混凝土膨胀剂；橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为120目；沙为细度模数1.1的普通河沙；减水剂为上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉剂；早强剂为乙二醇。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法：先将固体原材料按照比例称量好后一起投入搅拌机干拌70秒，然后加水和减水剂再搅拌450秒，得产品。
拌合后的橡胶粉-水泥灌浆材料性能：流动度13.40s、泌水率1.27％、7d抗压强度25.6MPa、28d抗压强度37.4MPa、7d干缩率0.17％、28d干缩率0.19％。
实施例6：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰10份，膨胀剂5份，橡胶粉1份，沙10份，减水剂0.1份，早强剂0.1份，水40份。
所述水泥为普通42.5硅酸盐水泥；所述粉煤灰为二级粉煤灰；所述膨胀剂为天津豹鸣UEA高效混凝土膨胀剂；所述橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80目；所述沙为普通河沙，细度模数为1.2；所述减水剂为龙湖科技MELFLUX 2651高效减水剂；所述早强剂为氯化钙。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法：将所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌300秒，得产品。
实施例7：
一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰50份，膨胀剂30份，橡胶粉30份，沙50份，减水剂0.5份，早强剂5份，水70份。
所述水泥为42.5粉煤灰水泥；所述粉煤灰为二级粉煤灰；所述膨胀剂为广西云燕AEA膨胀剂；所述橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为200目；所述沙为普通河沙，细度模数为1.4；所述减水剂为龙湖科技MELFLUX F10高效减水剂。
所述早强剂为无水硫酸钠和硫酸钙，无水硫酸钠、硫酸钙各占早强剂重量的1/2。
上述一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料的制备方法：将所有原材料按照比例称量好后，一起加入搅拌机同时搅拌600秒，得产品。
本发明所列举的各原料都能实现本发明，在此就不一一列举实施例；本发明各原料的上下限取值以及区间都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。

Claims (8)

1.一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨胀剂、橡胶粉、沙、减水剂、早强剂和水混合而成，各组分重量份数为：水泥100份，粉煤灰10～50份，膨胀剂5～30份，橡胶粉1～30份，沙10～50份，减水剂0.1～5份，早强剂0.1～5份，水40～70份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、矿渣水泥或粉煤灰水泥。
3.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰或二级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述膨胀剂为硫铝酸钙系膨胀剂。
5.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述橡胶粉为废旧汽车轮胎经过破碎后粉末后的橡胶粉，细度为80～200目。
6.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述沙为普通河沙，细度模数为1.0～1.4。
7.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸粉剂或MELFLUX系列高效减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种应用于半柔性路面的橡胶-水泥灌浆材料，其特征在于：所述早强剂为氯化钠、氯化钙、无水硫酸钠、硫酸钙、硝酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺，甲酸、乙二醇中的任一种或二种以上的混合，二种以上混合时，为任意配比。
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