CN102167550A

CN102167550A - 水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土

Info

Publication number: CN102167550A
Application number: CN2011100097677A
Authority: CN
Inventors: 杜天玲; 付智; 田波; 罗翥; 覃润浦; 王稷良; 刘�英; 王大鹏; 彭鹏; 潘昊宇
Original assignee: Research Institute of Highway Ministry of Transport
Current assignee: Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明是有关于一种用于水泥混凝土路面快速修复用早强快通混凝土，包括水泥、砂、石、水组成，其特征在于：还包括外加剂、矿物掺合料，其中水泥为10-20％，水为5-10％，砂为28-32％，石为44-48％，矿物掺合料0-1.0％。本发明克服现有的水泥混凝土路面普通养护修补材料存在的早期强度不高、养护周期长、影响交通的缺点，以及部分快速养护修补材料存在的耐久性差、工程造价高的缺点，而提供一种既经济实惠又满足水泥混凝土路面耐久性要求且快速养护修复混凝土路面的早强快通混凝土。

Description

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土

技术领域

本发明涉及一种用于公路水泥混凝土路面旧板开挖后快速修复用早强快通混凝土，特别是涉及一种水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土。

背景技术

水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点，而我国水泥资源丰富，水泥混凝土路面得到了广泛的应用。然而，水泥混凝土路面在使用期间，不仅承受大量的重型汽车荷载作用，还经受各种环境因素的影响，最终导致水泥混凝土路面出现了结构性或功能性的损坏。尤其是近几年，随着国民经济的迅速发展，不仅交通量大幅增长，而且，超载、超限现象日益严重，加速了水泥混凝土路面结构的破坏。不仅加快了早期修建的旧混凝土路面产生破坏，而且使近年新建的水泥混凝土路面，在未达到其设计年限，也出现了不同程度的损坏。

传统的养护修补材料是采用普通水泥混凝土，通常需要养护14天～28天，长时间道路封闭，严重影响到了车辆的正常行驶，尤其是车流量大的高速公路，容易造成交通拥堵，养护期内常因封锁交通而导致车辆运输中断、阻塞，对群众的生活、生产影响较大，“高速公路不高速”，社会反响较大，人们对路面修补后快速通车的要求越来越高。

由此可见，上述现有的水泥混凝土路面养护修补材料在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决水泥混凝土路面的快速修补存在的问题，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的水泥混凝土路面普通养护修补材料存在的早期强度不高、养护周期长、影响交通的缺点，以及部分快速养护修补材料存在的耐久性差、工程造价高的缺点，而提供一种既经济实惠又满足水泥混凝土路面耐久性要求的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，包括水泥、砂、石、水组成，其特征在于：还包括外加剂、矿物掺合料，其中水泥为10-20％，水为5-10％，砂为28-32％，石为44-48％，矿物掺合料0-1.0％。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的水泥为PR42.5水泥。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的外加剂为高效减水剂(0-0.06％)；早强剂(0-0.05％)。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的矿物掺合料由硅灰、粉煤灰单独组成，其中硅粉的含量为0-1.0％，粉煤灰含量为0-1.0％。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的粉煤灰为I级粉煤灰，所述的硅灰SiO₂含量不低于90％，平均粒径0.1um。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的高效减水剂为SF-1型。

前述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其中所述的早强剂为无水硫酸钠和微硅粉的混合物，其中，微硅粉中的硅灰细度小于1μm的占80％以上，平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积为：20～28m²/g。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

本发明充分利用矿物掺合料、外加剂等进行优化组合，配制出能够满足1天、2天、3天通车要求的快通混凝土配合比，即达到满足通车要求的3.5MPa的弯拉强度要求。本发明工作性能好，早期强度发展快，后期强度发展稳定；凝结时间满足搅拌、运输和施工要求，即快硬而不速凝要求；要求材料收缩小，与老混凝土粘结性能好、耐磨、耐久。

(1)本发明具有超早强特性，可以根据不同需要配置满足1天、2天、3天通车要求的快通混凝土，即达到满足通车要求的3.5MPa的弯拉强度要求；

(2)本发明通过对矿物掺合料、外加剂等的优化组合，使混凝土的初凝时间大于45分钟，给施工创造条件，同时又能使混凝土早期强度达到通车的要求。解决了在一定温度下维持水泥较长的初凝时间与早期高强之间的矛盾；

(3)本发明通过对矿物掺合料、外加剂等的优化组合，可以按照不同的温度条件，不同的龄期强度要求来合理选择使用，它在各温度及龄期之间内，提供最佳的配合比满足不同施工需求，适用性广泛；

(4)本发明通过对矿物掺合料、外加剂等的优化组合，使水泥混凝土抗压强度与抗折强度的比值降低，极限拉应变增大、抗折回弹模量降低，提高了混凝土的韧性和抗变形能力，降低了混凝土脆性；

(5)本发明通过对矿物掺合料、外加剂等的优化组合，大大减少了混凝土的干燥收缩，温缩程度也有所降低，为修补后新旧混凝土界面处理，提高粘接强度提供了基础；

(6)本发明通过对矿物掺合料、外加剂等的优化组合，使水泥混凝土的耐抗折疲劳性能明显增强，疲劳寿命随应力变化的敏感程度也有所增加；

(7)本发明每立方米混凝土仅增加一百多元投入。与普通水泥混凝土相比，可提前二十多天修复通车，社会效益和经济效益显著。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下较佳实施例，对依据本发明提出的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明由PR42.5水泥、砂、石、水、外加剂、矿物掺合料等组成，其中矿物掺合料由硅灰、粉煤灰单独组成或二者混合组成。

快速养护修补早强混凝土，其主要包括：PR42.5水泥10-20％；水5-10％；砂28-32％；石44-48％；高效减水剂0-0.06％；早强剂0-0.05％；粉煤灰0-1.0％；硅灰0-1.0％。具体的实施例如下：

实施例1

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，配方如下：PR42.5水泥含量15％、水含量8％、砂含量30％、石含量46％、高效减水剂含量0.04％、早强剂含量0.03％、粉煤灰含量0.5％、硅灰含量0.5％。

实施例2

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，配方如下：PR42.5水泥含量16％、水含量7％、砂含量30％、石含量46％、高效减水剂含量0.04％、早强剂含量0％、粉煤灰含量0.4％、硅灰含量0.6％。

实施例3

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，配方如下：PR42.5水泥含量15.5％、水含量7％、砂含量30％、石含量47％、高效减水剂含量0.04％、早强剂含量0％、粉煤灰含量0％、硅灰含量0.5％。

实施例4

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，配方如下：PR42.5水泥含量15.8％、水含量10％、砂含量30％、石含量44％、高效减水剂含量0.05％、早强剂含量0.05％、粉煤灰含量0.2％、硅灰含量0％。

实施例5

水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，配方如下：PR42.5水泥含量17％、水含量8％、砂含量30％、石含量45％、高效减水剂含量0％、早强剂含量0％、粉煤灰含量0.02％、硅灰含量0.01％。

本发明所使用的PR42.5水泥可以为R型硅酸盐水泥I、R型硅酸盐水泥II或R型普通硅酸盐水泥。其水泥熟料中的C3S(硅酸三钙)含量不宜低于55.0％。本发明所使用的水、砂、石均应满足中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)》中相关原材料的技术要求。

本发明使用的粉煤灰采用I级粉煤灰，具体技术指标需要符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB/T1596-2005)》中I级粉煤灰的技术要求。所述硅灰要求SiO2含量不低于90％，平均粒径0.1um。所述的高效减水剂型号为SF-1型。所述的早强剂为无水硫酸钠和微硅粉的混合物，其中，微硅粉中的硅灰细度小于1μm的占80％以上，平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积为：20～28m2/g。

在利用本发明进行快速修补工艺时应按照如下步骤进行：放样→破损路面切割清除→界面处理→材料配制→进料→搅拌→出料→浇注振捣→养护→观察检测→开放交通。

(1)放样

根据水泥混凝土路面的损坏类型、程度确定修补范围。

(2)清除混凝土碎块

用风镐和或液压镐凿除损坏的水泥混凝土面块，尽可能保留原有拉杆、传力杆，否则应重新补设。

(3)基层处理

当基层强度符合规范要求时，应整平基层。当低于规范要求时应予以补强。补强可以采用直接浇筑混凝土材料或者凿出基层软弱松散部分后再浇筑贫混凝土材料等方式进行。基层补强处理后，顶面标高与旧基层标高相同。在处理完基层后，应修复、安设传力杆和拉杆。

(4)界面处理

当有与旧混凝土粘结的界面时，应对界面进行处理。界面宜凿成粗糙不平的接口，并涂刷界面剂或修补剂以利于新老混凝土更好的粘结。

(5)浇筑快通混凝土

将拌合好的混凝土混合料由运输车辆直接卸在修补区内，并用铁锹摊铺均匀，禁止使用钉耙子，以免引起混凝土离析，摊铺的厚度应考虑振实的影响而预留一定的高度。松铺系数可根据试验确定。采用不少于2台有效的插入式振捣器和平板式振捣器振实混凝土。先用插入式振捣器在板边、板角全面振捣一次，同一位置不少于20s，再用平板振捣器全面振捣，振捣时应重叠10～20cm，以不再冒泡和翻出水泥浆为止，然后用振动梁振实、整平，振动梁移动的速度应该缓慢而均匀，速度应控制在1.2～1.5m/min以内。

(6)整平

混凝土浇筑振捣密实后应立即整平抹面，对不平处应及时用人工补平。用木制的模板刮平并用馒刀抹平。平行于中心线移动刮平，最好采用振动梁纵向刮平，其形状变化要与相邻路面的横断面吻合。经过整平的表面，包括接缝在内，可用三米直尺检查平整度，纵向平整度允许值3mm。修补区表面纹理的类型与原路面一致。

(7)切缝及封缝

切缝时间宜4小时～6小时。切缝深度宜为板块的1/4厚度，宽度宜为7mm～10mm。切缝完毕后，将接缝处理干净，待缝槽干燥后即可进行灌缝。

(8)养生

修补区的混凝土压纹后，立即用湿麻袋覆盖或塑料薄膜覆盖进行养生，洒水保持湿润，也可用养护剂进行养生。

对用于水泥混凝土路面快速修复用早强快通混凝土指标的分析，应着重从强度、磨耗量、开放交通时间和经济性能等方面考虑。上述实施例实施情况如下表所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，包括水泥、砂、石、水组成，其特征在于：还包括外加剂、矿物掺合料，其中水泥为10-20％，水为5-10％，砂为28-32％，石为44-48％，矿物掺合料0-1.0％。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的水泥为PR42.5水泥。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的外加剂为高效减水剂(0-0.06％)；早强剂(0-0.05％)。

4.根据权利要求3所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于其中所述的矿物掺合料由硅灰、粉煤灰单独组成，其中硅粉的含量为0-1.0％，粉煤灰含量为0-1.0％。

5.根据权利要求3所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于其中所述的矿物掺合料由硅灰、粉煤灰混合组成，其中硅粉的含量为0-1.0％，粉煤灰含量为0-1.0％。

6.根据权利要求4中所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的粉煤灰为I级粉煤灰，所述的硅灰SiO₂含量不低于90％，平均粒径0.1um。

7.根据权利要求5所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的粉煤灰为I级粉煤灰，所述的硅灰SiO₂含量不低于90％，平均粒径0.1um。

8.根据权利要求3中所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的高效减水剂为SF-1型。

9.根据权利要求3中所述的水泥混凝土路面修复用的早强快通混凝土，其特征在于所述的早强剂为无水硫酸钠和微硅粉的混合物，其中，微硅粉中的硅灰细度小于1μm的占80％以上，平均粒径在0.1～0.3μm，比表面积为：20～28m²/g。