CN102924013A

CN102924013A - 路用快凝无机注浆材料

Info

Publication number: CN102924013A
Application number: CN2012104549521A
Authority: CN
Inventors: 张煜; 王国友; 杨利香; 陈海燕; 王琼; 胡怀; 杨文欢
Original assignee: SHANGHAI FENGXIAN HIGHWAY TRAFFIC SAFETY ADMINISTRATION; SHANGHAI JIANYAN BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd; SHANGHAI HONGLU CONSTRUCTION DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI FENGXIAN HIGHWAY TRAFFIC SAFETY ADMINISTRATION; SHANGHAI JIANYAN BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd; SHANGHAI HONGLU CONSTRUCTION DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明提供了一种路用快凝无机注浆材料及其制备方法，所述路基加固用注浆材料，包括硅酸盐水泥、添加剂和水；以硅酸盐水泥的重量为基准，所述添加剂包括如下重量百分比的组分：缓凝剂1‰~3‰，减水剂0.5%~3%，膨胀剂2%~10%，矿物外加剂0~50%，胶凝材料与水的重量比为：胶凝材料∶水＝1∶0.40～0.45；所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿物外加剂。本发明针对市政工程的修补需求，结合已有注浆材料的优缺点，适应于路基加固，强度高、稳定性好、流动性好、耐久性好，早期无收缩，原材料丰富，价格价廉，经济价值显著，能实现固体废弃物的资源化利用，解决了固体废弃物侵占土地，污染环境的问题，具有一定的社会意义。

Description

路用快凝无机注浆材料

技术领域

本发明涉及一种路用快凝无机注浆材料。

背景技术

随着社会和经济的发展，我国公路建设大规模的增加。“十一五”期间，我国新建公路，包括高速公路、一级公路、二级公路、其他公路，共达231.5万km，上海地区新建高速公路343km，改建高速公路220km。根据“十二五公路建设规划”，本市将新建高速公路约200km，国省干线公路约1000km。

随着公路建设如火如荼地开展、公路里程大规模地增加，公路对道路基层材料，特别是路基的质量要求进一步提高。但由于设计、施工等存在先天缺陷（包括：路基土体含水量大，未达到设计密实度；路基地基未经过处理或处理不彻底，存在软弱下卧层等），公路投入运营不久，局部地方出现路基沉陷、路堤滑移、路面破坏等问题，威胁到车辆行使的安全，已成为一种比较常见的病害。

上海地区属于软土路基，这种公路病害更为常见。对于此类道路破损，仅采用面层修补无法根本改变道路的状况，应对其路基进行加固处理，提高路基的承载能力。

道路非开挖注浆加固法，是一种常用的处治方法，通过把注浆材料注入路基的裂缝或孔隙中，起到加固作用，提高路基的承载能力。其具有工期短，扰动小，见效快，不中断交通，不受气候影响，施工设备、工艺简单等优点。

目前市场上的注浆材料，一般存在凝结时间不易控制、强度稳定性差、价格昂贵等问题，迫切需要开发性能优越的新的注浆材料，以满足相关领域的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种路用快凝无机注浆材料，以克服现有技术存在的缺陷，满足市政工程的修补需求。

本发明所述的路用快凝无机注浆材料，包括硅酸盐水泥、添加剂和水；

以硅酸盐水泥的重量为基准，所述添加剂包括如下重量百分比的组分：

胶凝材料与水的重量比为：

胶凝材料∶水＝1∶0.40～0.45，即一份胶凝材料，0.40～0.45份水；

所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿物外加剂；

优选的，以硅酸盐水泥的重量为基准，所述添加剂包括如下重量百分比的组分：

所述的缓凝剂选自多聚磷酸盐类缓凝剂、偏磷酸盐类缓凝剂、磷酸盐类缓凝剂、硼酸盐类缓凝剂或柠檬酸盐类缓凝剂中的一种或几种，可采用商业化产品，如多聚磷酸盐类缓凝剂、偏磷酸盐类缓凝剂、磷酸盐类缓凝剂、硼酸盐类缓凝剂、柠檬酸盐类缓凝剂；

所述减水剂为木钙减水剂、萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系减水剂中的一种或几种；如木钙减水剂、萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系减水剂；

所述膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、石灰系膨胀剂、铁粉或氧化镁系膨胀剂中的一种或几种，含碱量小于0.75%，氯离子含量小于0.05%；如硫铝酸盐类膨胀剂、石灰系膨胀剂、氧化镁系膨胀剂；

所述矿物外加剂为燃煤电厂排出的粉煤灰、脱硫石膏，钢铁冶炼废渣、化工硅质废料中的一种或几种；

上述路用快凝无机注浆材料的配制方法如下：

将硅酸盐水泥、添加剂和水搅拌混合即可，使用水泥砂浆稠度漏斗测试混合料的流动度，控制流动度≦17S；

本发明技术方案具有以下有益效果：

1、本发明针对市政工程的修补需求，结合已有注浆材料的优缺点，适应于路基加固，强度高、稳定性好、流动性好、耐久性好，早期无收缩。

2、该路用快凝无机注浆材料原材料丰富，价格价廉，经济价值显著。

3、本发明能实现固体废弃物的资源化利用，解决了固体废弃物侵占土地，污染环境的问题，具有一定的社会意义。

附图说明

图1为UEA膨胀剂掺量对注浆材料流动度的影响。

图2为UEA膨胀剂掺量对注浆材料凝结时间的影响。

图3为UEA膨胀剂掺量对注浆材料抗压强度的影响。

图4为粉煤灰掺量对注浆材料流动度的影响。

图5为粉煤灰掺量对注浆材料凝结时间的影响。

图6为粉煤灰掺量对注浆材料抗压强度的影响。

图7为土体固结体7d、28d抗压强度。

具体实施方式

以下参照实施例，对本发明作进一步详细、完整的说明。但应当认为，实施例仅是说明性，而不应对本发明的保护范围起限制作用。

以下实施案例中水泥符合GB175-2007国家标准要求，所用的水PH值为中性的水，所用的膨胀剂中含碱量小于0.75%，氯离子含量小于0.05%。

实施例1

固定水泥、粉煤灰、减水剂、缓凝剂组分的掺量不变，改变UEA膨胀剂掺量，研究其掺量变化对注浆材料性能的影响，具体配合比见表3。

表3水泥基注浆材料的配合比

测试结果如图1~3所示，试验表明：

1）随着UEA膨胀剂掺量的增多，注浆材料流动度呈减小的趋势，流动度最大为17.2S，但均满足实验要求；凝结时间逐渐延长，UEA膨胀剂掺量为8%时，注浆材料的初凝时间延长至1h45min，不符合实验要求凝结时间（初凝）≧90min。

2）随着UEA膨胀剂掺量的增多，注浆材料的抗压强度先增加，再逐渐降低，当UEA膨胀剂掺量为5%时，注浆材料1d、7d、28d抗压强度达到最高，分别为24.7MPa、36.7MPa、42.5MPa。

3）UEA膨胀剂的掺加能一定程度改善注浆材料的泌水现象和早期收缩性能，当UEA膨胀剂掺量为5%时，注浆材料泌水现象缓解，早期无收缩，当UEA膨胀剂掺量超过5%，则出现微膨胀。

综合考虑注浆材料的流动度、早期收缩、泌水、凝结时间、UEA膨胀剂的适宜掺量为5%。

实施例2

固定水泥、三聚氰胺减水剂、柠檬酸钠缓凝剂三种组分的掺量不变，研究粉煤灰掺量对注浆材料性能的影响，具体配合比见表4，试验结果如图4~图6所示。

表4粉煤灰掺量对注浆材料影响的配合比

根据图4~图6可得，随着粉煤灰掺量的增加，注浆材料流动度减小，凝结时间逐渐延长，1d、7d、28d抗压强度均呈降低趋势。同时粉煤灰的掺加易引起注浆材料泌水，掺量愈多，泌水现象愈严重。粉煤灰掺量5%时，注浆材料流动度为16.0s，初凝时间95min，终凝时间111min，1d、7d、28d抗压强度分别为28.2MPa、39.1MPa、49.8MPa，均满足基层加固用注浆材料的要求；粉煤灰掺量20%时，注浆材料流动度为17.0s，初凝时间115min，终凝时间122min，7d、28d抗压强度分别达到30.6MPa和38.2MPa，性能满足路用快凝无机注浆材料的要求。

根据试验结果，粉煤灰的适宜添加量为5～30%；

选定表4中C组作为路用快凝无机注浆材料的配合比，研究其土体固结体的力学性能。其中土体选用砂土；固结体配合比如表5所示，固结体抗压强度试验结果如图7所示。

表5注浆材料固结体的配合比

注：浆体掺量表示当土体或三渣材料质量为“1”时，注浆材料浆体取代土体材料的质量百分数。

由图7可知，注浆材料土体固结体随着注浆材料掺量的增多，其7d、28d抗压强度增大。当浆体材料掺量为20%时，注浆材料土体固结体7d、28d抗压强度分别达到2.13MPa和3.86Mpa。在奉贤区惠州路混凝土面层下进行注浆试验，施工方普遍反映路用快凝无机注浆材料工程应用效果良好。

Claims

1.路用快凝无机注浆材料，其特征在于，包括硅酸盐水泥、添加剂和水；

缓凝剂 1‰~3‰

减水剂 0.5%~3%

膨胀剂 2%~10%

矿物外加剂 0~50%

胶凝材料与水的重量比为：胶凝材料∶水＝1∶0.40～0.45；

即一份胶凝材料，0.40～0.45份水；

所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿物外加剂。

2.根据权利要求1所述的路用快凝无机注浆材料，其特征在于，以硅酸盐水泥的重量为基准，所述添加剂包括如下重量百分比的组分：

缓凝剂 1%~2‰

减水剂 1%~2%

膨胀剂 2%~5%

矿物外加剂 5~50%。

3.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料，其特征在于，所述的缓凝剂选自多聚磷酸盐类缓凝剂、偏磷酸盐类缓凝剂、磷酸盐类缓凝剂、硼酸盐类缓凝剂或柠檬酸盐类缓凝剂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料，其特征在于，所述减水剂为木钙减水剂、萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、三聚氰胺系减水剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料，其特征在于，所述膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、石灰系膨胀剂、铁粉或氧化镁系膨胀剂中的一种或几种。

6. 根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料，其特征在于，所述矿物外加剂为燃煤电厂排出的粉煤灰、脱硫石膏，钢铁冶炼废渣、化工硅质废料中的一种或几种。

7.一种制备权利要求1～6任一项所述路用快凝无机注浆材料的方法，其特征在于：将各粉状物料按配比混合均匀，加入水充分搅拌，使用水泥砂浆稠度漏斗测试混合料的流动度，控制流动度≦17S。