CN105271873A - 水泥稳定基层的早强抗裂外加剂及制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，其包括以下重量百分比的原料组分：铝酸盐水泥46.7％-78.5％、硝酸镁7.8％-29.6％、元明粉6.3％-25.7％、烧碱5.5％-17.3％、草酸钠0.8％-5.5％、减水剂3.6％-9.8％、水镁石纤维6.9％-32.8％。其制备方法是，先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。使用方法是，先按照硅酸盐水泥用量的2％-18％称取所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，然后将碎石、硅酸盐水泥与所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂拌合均匀，最后加入水继续拌和至形成均匀的水泥稳定碎石材料。
Description
技术领域
本发明涉及用于路面工程中水泥稳定基层的无机复合材料领域，特别涉及一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂及制备方法和使用方法。
背景技术
近年来，半刚性基层路面的结构形式在我国公路建设中得到广泛应用，常见如水泥稳定基层，因其强度与承载力高，板体性、水稳性好等优点，为“强基薄面”结构的应用提供了可靠保证。
目前，我国公路基层建设中普遍采用与无机材料结合的稳定基层。但这种材料有养生时间长、容易产生收缩裂缝等缺点。在养生期间，如果受到荷载扰动，其力学性质、早期强度降低及后期强度增长都会受到很大的影响，严重影响新建路面的使用质量；同时，其容易产生收缩裂缝，当收缩裂缝增长过多、过快，反射到路面形成反射裂缝，从而造成路面开裂损坏。
此外，我国高寒地区分布广泛，遍布东北、西北以及西南部分地区，约占国土面积的30％，具有气温低、温差大、干燥及季节性冻胀等高寒地区气候特点，导致这些地区的基层施工期非常短。因此，有必要对水泥稳定基层进行特殊处理，提高其早期强度的同时不影响后期收缩，有效延长其在寒冷地区的冬季施工期。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是在于提供一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂及制备方法和使用方法，该外加剂能够明显提高水泥稳定基层的早期强度，尤其是在寒冷地区冬季施工的环境下，能使其在较短时间内达到工程要求，可以有效延长施工期；同时，对基层的开裂现象有较好的抑制作用；并且价格便宜、使用方便、易于保存。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料组分：
进一步地，所述减水剂为FDN减水剂。
(二)上述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的制备方法，其特征在于，其步骤是：先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。
(三)上述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：先按照硅酸盐水泥用量的2％-18％称取所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，然后将碎石、硅酸盐水泥与所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂拌合均匀，最后加入水继续拌和至形成均匀的水泥稳定碎石材料。
本发明的机理主要包含三方面：(1)通过加快水泥的凝结硬化，使水泥中硅酸盐的水化产物数量增多，提高其早期强度；(2)掺入的早强抗裂外加剂内部含有适量的阻裂及膨胀组分，能够减少或消除部分水泥石收缩所产生的内部应力，减少集料-水泥浆界面处的缺陷；(3)外加剂内部含有适量的水镁石纤维，可以减缓或阻止水泥稳定基层的收缩，防止裂缝反射到面层，从而减缓或阻止路面的开裂损坏，提高路面的使用质量与寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明的水泥稳定基层的早强抗裂外加剂是：先将各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按一定重量百分比将筛下原料组分混合均匀，即可。在应用时，将其作为一种外掺剂加入硅酸盐水泥中，其用量为硅酸盐水泥用量的2％-18％。在拌制混合料时，先将碎石、水泥与早强外加剂拌合均匀，再加入水继续拌和至形成均匀的水泥稳定碎石材料。
本发明所用的试验方法包括：击实试验采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的的击实使用方法(T0804-94)，静压成型试验采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料试件制作方法(圆柱形)(T0843-09)，抗压强度试验采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)。
实施例1
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥重量的10％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
实施例2
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥质量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
实施例3
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥重量的18％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
实施例4
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥重量的12％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
实施例5
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
实施例6
水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，包括以下重量百分比的原料组分：
先将上述各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按上述重量百分比将筛下原料组分混合均匀即可。在水泥稳定碎石中按水泥重量的16％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出最大干密度及最佳含水量。
按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度详见表1(25℃)和表2(-15℃)。
采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-09)中的无机结合料稳定材料干缩试验方法(T0854-09)和无机结合料稳定材料温缩试验方法(T0855-09)进行试验。其收缩系数(28d)详见表3。
表1
表2
表3
对照实验：不同重量百分比的水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的强度试验结果如表4所示，添加该早强抗裂外加剂的水泥稳定材料的24小时强度的提高比例超过25％，3天强度的提高比例超过20％。掺加该水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的材料后期强度会持续增长，不会因为早期强度增加而导致后期强度损失。
表4
将常温下成型的试件在标准条件下养护24h，之后置于-15℃的环境箱中养护，由表5可知，掺加该早强抗裂外加剂的水泥稳定材料在28天的干缩系数与温缩系数分别降低60％和65％。
表5
以上所述，仅是本发明的较佳案例，并不对本发明做出任何限制，凡是针对本发明技术内容对以上实施案例所做的任何简单修改、变更、模仿均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料组分：
。
2.根据权利要求1所述的一种水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，其特征在于，所述减水剂为FDN减水剂。
3.一种根据权利要求1所述的水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将各原料组分分别用球磨机研磨、过300目筛，再按权利要求1所述重量百分比将筛下原料组分混合均匀，即可。
4.一种权利要求1所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：先按照硅酸盐水泥用量的2％-18％称取所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂，然后将碎石、硅酸盐水泥与所述水泥稳定基层的早强抗裂外加剂拌合均匀，最后加入水继续拌和至形成均匀的水泥稳定碎石材料。
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| CN106277968A (zh) * | 2016-08-08 | 2017-01-04 | 中铁二局集团有限公司 | 一种针对高寒高海拔地域道路水稳基层抗裂的混合料 |
| CN114262189A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-01 | 青海省湟源公路工程建设有限公司 | 一种适用于高寒高海拔地区的水泥稳定碎石基层材料及其制备方法 |
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