CN102515636A

CN102515636A - 一种贯入式水泥混凝土材料及其制备方法和用途

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Publication number: CN102515636A
Application number: CN2011103751507A
Authority: CN
Inventors: 吴旷怀
Original assignee: Guangzhou University
Current assignee: Guangzhou University
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明提供的一种贯入式水泥混凝土材料及其制备方法和用途，属于水泥混凝土材料技术领域。用于制作贯入式水泥混凝土，包含以下成分：碎石或碎石混合料，质量百分数为60％～80％；干粉水泥砂浆，质量百分数为16％～32％；水，质量百分数为3％～8％。采用该方法，施工工艺简便，设备投入低，可广泛应用于土木工程领域；并且使用了高强、超大流动度干粉水泥砂浆制作的贯入式水泥混凝土材料，强度高，强度增长快，适合于土木工程领域的各种情况，特别适合公路和城市道路路基路面的快速维修。

Description

一种贯入式水泥混凝土材料及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及工程建设领域，具体来说，涉及水泥混凝土材料技术领域。

技术背景

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，集料(也称为骨料)和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。因为混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，所以其使用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，使得其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是在造船业，机械工业，海洋开发，地热工程等领域，混凝土也是重要的材料。

贯入式沥青路面是早期沥青路面的一种施工方法，其步骤为：先把碎石铺好，再在上面洒布一定用量的热沥青，然后用细石料填缝，形成路面结构层。同时，在铺面工程中，还有一种方法是：将干粉水泥砂浆加水搅拌后，将形成的超大流动度砂浆倒在摊铺碾压完成并冷却后的开级配的沥青混凝土面层上，砂浆在自重作用下填满开级配的沥青混凝土的空隙，刮平并刮除表面多余的砂浆，经养生形成半刚半柔的路面。

在路基路面维修工程中，一方面要求混凝土强度高、开放交通快，但是另一方面工程规模一般较小，难以采用大规模生产的施工机械和设备，常常致使维修质量低下。

所以，目前我们需要一种不需要采用大规模生产的机械设备就可使路面维修速度快、维修质量高的材料或方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种贯入式水泥混凝土材料及其制备方法和用途，采用该方法，施工工艺简便，设备投入低，可广泛应用于土木工程领域；并且使用了高强、超大流动度干粉水泥砂浆制作的贯入式水泥混凝土材料，强度高，强度增长快，特别适合公路和城市道路路基路面的快速维修。

本发明的第一个目的通过以下技术手段实现：一种贯入式水泥混凝土材料，用于制作贯入式水泥混凝土，包含以下成分：碎石或碎石混合料，质量百分数为60％～80％；干粉水泥砂浆，质量百分数为16％～32％；水，质量百分数为3％～8％。

本发明还可做以下改进：

所述水符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006。

所述干粉水泥砂浆为高强度，即砂浆28d抗压强度≥60MPa、大流动度，即流动度≤18s/L的干粉水泥砂浆。

所述碎石混合料空隙率≥18％；所述干粉水泥砂浆质量百分数为26～28％，所述水质量百分数为干粉砂浆的22.5～25％。

所述干粉水泥砂浆为自制和丹麦进口中的至少一种；

所述自制干粉水泥砂浆采用质量分数30％～60％的水泥、20～30％的细度模数1.6～2.2为的细砂、5～10％的粉煤灰、10～15％的活性填料、3～10％的膨胀剂、0.1～1％的早强剂配制；其具有高强度、大流动性、较强浸润能力、耐磨耐抗冲、耐化学品腐蚀等优点，并可快速施工并被投入使用；

所述丹麦进口水泥砂浆为丹麦Densit公司研发出的Densit高性能灌浆材料；其具有高强度、超大流动性、超强浸润能力；干缩小，不易开裂；耐磨耐抗冲、耐化学品腐蚀等优点，并具有浅色系列、可快速施工并被投入使用。

本发明的第二个目的通过以下技术手段实现：一种贯入式水泥混凝土材料的制备方法，包括以下几个步骤：

1)将碎石混合料混合均匀，倒入预定位置并铺平；若路面坑洞边缘或底部有漏水口，须进行处理，防止浆液外漏；

2)将占干粉水泥砂浆质量百分数为20％～25％的水加入水泥砂浆搅拌机的搅拌锅中，低速搅拌，再将干粉水泥砂浆加入搅拌锅中，待水与干粉水泥砂浆混合均匀后，高速搅拌240～360秒；

3)取上述步骤2)搅拌好的水泥砂浆样，测定水泥砂浆流动度，应符合设计要求；

4)将拌和好的水泥砂浆倒入步骤1)准备好的碎石混合料表面，水泥砂浆在自重作用下，贯入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填满为止；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；当用作路面表面层时，应进行拉毛处理；

6)养护，待材料达到使用强度后即可投入使用。

本发明还可做以下改进：

步骤1)中，混合均匀的碎石混合料倒入预定位置后，还要振动使其密实，并将表面处理平整，还须保证无结合在一起的碎石块。

步骤2)中，搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过，再将水加入水泥砂浆搅拌机；干粉水泥砂浆加入搅拌锅中的步骤在5秒内完成。

步骤3)中，测定水泥砂浆流动度的实验方法包括以下步骤：

①漏斗垂直支撑稳定后，用水冲洗漏斗内壁；

②将步骤②搅拌好的水泥砂浆样倒人漏斗内，先让适量水泥砂浆从流出管流出，然后用手指堵住流出管口，再向漏斗内注入砂浆，直至规定的1000mL为止；

③放开手指，水泥砂浆流出的同时开始计时，直至连续流出的水泥砂浆完全流出的瞬间，读出该瞬间的时间，精确至0.1s，即为流动度值；

④相同配比的水泥砂浆平行试验3次，取其算术平均值即为该水泥砂浆流动度；

上述实验中所述仪器为，漏斗，上端为圆柱体，内径178mm，高75mm；中段为圆锥体，上端内径178mm，下端内径13mm，高192mm；下段为流出管，内径13mm，长38mm；内容量为1725mL；漏斗支撑架；精确至0.1s的秒表。

本发明的第三个目的是将所述的一种贯入式水泥混凝土材料用于道路路基路面的快速维修中。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1)本发明采用的水泥砂浆贯入式成型方法，施工工艺简便，无需使用大规模生产的施工机械和设备，设备投入低，可广泛应用于土木工程领域。

2)本发明使用了高强、超大流动度的干粉水泥砂浆制作的贯入式水泥混凝土材料，强度高，强度增长快，适合于土木工程领域的各种情况，特别适合公路和城市道路路基路面的快速维修。

附图说明

图1为一种贯入式水泥混凝土材料的制备方法工艺流程图。

图2为测定水泥砂浆流动度所使用漏斗的形状及尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种采用自制砂浆的贯入式水泥混凝土材料，其制备方法包括以下几个步骤：

1)将总质量分数为68％的粒径为13.2～16mm的与粒径为19～26.5mm的碎石混合料按质量比1∶3混合均匀，倒入预制模板内，振动使其密实，并将表面处理平整，还须保证无结合在一起的碎石块；

2)搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过后，按照水比自制干粉砂浆质量比例0.225∶1准备原料。先将水加入水泥砂浆搅拌机的搅拌锅中，低速搅拌，再将质量分数为26％的自制干粉水泥砂浆在5s内加入搅拌锅中，待水与干粉水泥砂浆混合均匀后，高速搅拌300秒；

所述自制干粉砂浆组成及质量比例为：水泥39％、细砂31％、粉煤灰8％、偏高岭土14％、膨胀剂7.6％、早强剂0.4％；其具有高强、超大流动度的特点；

3)取上述步骤2)搅拌好的水泥砂浆样，按照说明书中方法测定水泥砂浆流动度，为18s/L；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；

6)养护，待材料达到使用强度后可投入使用。

制成自制砂浆混凝土材料1。

本发明的贯入式水泥混凝土施工原理是，将预先配制好的高强、超大流动度干粉水泥砂浆加水搅拌后，直接贯入到铺平的粗骨料碎石的骨架空隙中，通过砂浆自重免振捣填满骨架空隙，经养生硬结形成混凝土面层。

实施例2

一种采用丹麦进口砂浆的贯入式水泥混凝土材料，其制备方法包括以下几个步骤：

2)搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过后，按照水：丹麦进口干粉砂浆质量比例0.225∶1准备原料。先将水加入水泥砂浆搅拌机的搅拌锅中，低速搅拌，再将质量分数为26％的进口干粉水泥砂浆在5s内加入搅拌锅中，待水与干粉水泥砂浆混合均匀后，高速搅拌300秒；

3)取上述步骤2)搅拌好的水泥砂浆样，按照说明书中方法测定水泥砂浆流动度，为14s/L；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；

6)养护，待材料达到使用强度后可投入使用。

制成进口砂浆混凝土材料。

实施例3

1)将总质量分数为60％粒径为19～26.5mm的开级配碎石倒入预制模板内，振动使其密实，并将表面处理平整，还须保证无结合在一起的碎石块；

2)搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过后，按照水比自制干粉砂浆质量比例0.25∶1准备原料。先将水加入水泥砂浆搅拌机的搅拌锅中，低速搅拌，再将质量分数为32％自制干粉水泥砂浆在5s内加入搅拌锅中，待水与干粉水泥砂浆混合均匀后，高速搅拌300秒；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；

6)养护，待材料达到使用强度后可投入使用。

制成自制砂浆混凝土材料2。

实施例4

1)将总质量分数为80％粒径为2.36～4.75mm和粒径为9.5～13.2mm的开级配碎石按质量比1∶3混合均匀，倒入预制模板内，振动使其密实，并将表面处理平整，还须保证无结合在一起的碎石块；

2)搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过后，按照水：自制干粉砂浆质量比例0.25∶1准备原料。先将水加入水泥砂浆搅拌机的搅拌锅中，低速搅拌，再将质量分数为16％自制干粉水泥砂浆在5s内加入搅拌锅中，待水与干粉水泥砂浆混合均匀后，高速搅拌300秒；

3)取上述步骤2)搅拌好的水泥砂浆样，按照说明书中方法测定水泥砂浆流动度，为17s/L；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；

6)养护，待材料达到使用强度后可投入使用。

制成自制砂浆混凝土材料3。

实施例5

对上述制得的混凝土材料进行测试。

根据《水泥砂浆强度试验》JTG E30-2005(T 0505-2005 T 0506-2005)试验方法，制作标准水泥砂浆试件(160mm×40mm×40mm)，测得干粉水泥砂浆的性能为：

表1水泥砂浆抗折/抗压强度

对实施例1～4制得的混凝土材料进行测试。

根据《混凝土立方体抗压试验》JTG E30-2005(T 0553-2005)试验方法，通过本发明实施例所提供的成型方法制作标准混凝土立方体试件(150mm×150mm×150mm)，测得两种贯入式水泥混凝土材料的立方体抗压强度为：

表2贯入式混凝土立方体抗压强度

根据《混凝土抗弯拉强度试验》JTG E30-2005(T 0558-2005)试验方法，通过本发明实施例所提供的成型方法制作标准混凝土抗弯拉试件(550mm×150mm×150mm)，测得这四种贯入式水泥混凝土材料的抗弯拉强度为：

表3砂浆混凝土抗弯拉强度

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种贯入式水泥混凝土材料，用于制作贯入式水泥混凝土，其特征在于包含以下成分：碎石混合料，质量百分数为60％～80％；干粉水泥砂浆，质量百分数为16％～32％；水，质量百分数为3％～8％。

2.根据权利要求1所述的一种贯入式水泥混凝土材料，其特征在于：所述水符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006。

3.根据权利要求2所述的一种贯入式水泥混凝土材料，其特征在于：所述干粉水泥砂浆为高强度，即砂浆28d抗压强度≥60MPa、大流动度，即流动度≤18s/L的干粉水泥砂浆。

4.根据权利要求3所述的一种贯入式水泥混凝土材料，其特征在于：所述碎石混合料空隙率≥18％；所述干粉水泥砂浆质量百分数为26～28％，所述水质量百分数为干粉砂浆的22.5～25％。

5.根据权利要求4所述的一种贯入式水泥混凝土材料，其特征在于：所述干粉水泥砂浆为自制和丹麦进口中的至少一种；

所述自制干粉水泥砂浆采用质量分数30％～60％的水泥、20～30％的细度模数1.6～2.2为的细砂、5～10％的粉煤灰、10～15％的活性填料、3～10％的膨胀剂、0.1～1％的早强剂配制；

所述丹麦进口水泥砂浆为丹麦Densit公司研发出的Densit高性能灌浆材料。

6.权利要求1-5所述任一项的贯入式水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：

1)将碎石混合料混合均匀，倒入预定位置并铺平；

5)刮平并刮除多余的水泥砂浆；

6)养护，待材料达到使用强度后即可投入使用。

7.根据权利要求6所述的一种贯入式水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，混合均匀的碎石混合料倒入预定位置后，还要振动使其密实，并将表面处理平整，还须保证无结合在一起的碎石块。

8.根据权利要求7所述的一种贯入式水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，搅拌锅与搅拌叶片先用水润湿过，再将水加入水泥砂浆搅拌机；干粉水泥砂浆加入搅拌锅中的步骤在5秒内完成。

9.根据权利要求8所述的一种贯入式水泥混凝土材料的制备方法，其特征在于步骤3)中，测定水泥砂浆流动度的实验方法包括以下步骤：

①漏斗垂直支撑稳定后，用水冲洗漏斗内壁；

④相同配比的水泥砂浆平行试验3次，取其算术平均值即为该水泥砂浆流动度。

10.根据权利要求1-5所述的任一项一种贯入式水泥混凝土材料，其特征在于：用于公路和城市道路路基路面的快速维修。