CN106186863A - 一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法 - Google Patents

一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法。该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰5～15份、矿粉5～15份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、调凝组分0.15～0.35份、减水组分1～1.5份加水拌合而成。本发明可代替混凝土中的水泥，具有硬化速度快，早期强度高，收缩变形小，凝结时间可调等特点，并且工艺流程简单，能够达到自流平，有效地降低了工人的劳动强度，并且减少施工带来的环境负荷，对周边环境无污染，是一种新型绿色材料。本发明可应用于公路、机场等道面修补，弥补目前同类产品的诸多缺陷，本其掺入量可根据所需混凝土的标号确定，在施工前需进行混凝土设计，并按混凝土设计进行试验，按试验结果确定本修补材料的掺入量。

Description

一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法，属于道路工程材料技术领域。
背景技术
公路是国民经济和国防安全的重要命脉，由于其特有的优越性和灵活性，发挥着其他运输方式所不可替代的作用。随着我国经济快速持续发展，近几年交通量急剧增长和车载重量剧增，我国水泥混凝土路面的破损日益严重，不仅早期修建的水泥混凝土路面接近其使用寿命，而且近年来新建的混凝土路面在远未达到设计年限时出现不同程度的破坏，除此之外，复杂恶劣的使用环境也会使道面在服役一段时间后，不可避免地要出现损坏现象。上述各种原因引起的道面损坏不仅影响了人们的正常生活而且造成了巨大的经济损失。对于交通繁忙的道路进行修补时，不允许长时间封闭交通，尤其是高速公路和城市道路，若采用普通水泥混凝土修补，养生时间长，早期强度低，一般需要5～7天才能开放交通。所以其维修尽量应在运营间隙的几个小时内进行修补。
目前，常用的水泥基快速修补材料多为干硬、半干硬状态，采用干压或振动成型。这样不但影响施工时间，不利于快速开放交通，增加工人的劳动强度，而且这类材料早期强度低、与旧混凝土粘结性较差，易产生裂缝，影响道面的修补效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法。以解决现有技术施工麻烦，劳动强度大，施工后强度低、与旧混凝土粘结性较差，易产生裂缝，影响道面的修补效果的不足。
本发明的技术方案：
一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法，该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰5～15份、矿粉5～15份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、调凝组分0.15～0.35份、减水组分1～1.5份、细集料150～300份、粗集料0～400份加、水28～35份拌合而成。
前述方法中，该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰8份、矿粉6份，聚丙烯纤维0.3份、调凝组分0.25份、减水组分1.2份、细集料150份、粗集料380份、水30份拌合而成。
前述方法中，所述调凝组分为葡萄糖酸钠和氯化钙，质量比例为1:4～2:5。
前述方法中，所述粉煤灰为Ⅰ级灰，需水比不大于95%。
前述方法中，所述矿粉比表面积不小于650m2/kg。
前述方法中，所述细集料为0～4.75mm连续级配河砂，所述粗集料为5～15mm连续级石灰石。
前述方法中，所述加水拌合过程是①加入复合水泥基增强材料、粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维、调凝组分、减水组分及总用水量的2/3进行低速搅拌30s；②加入细集料高速搅拌30s；③加入粗集料及剩余的水搅拌1min。
与现有技术相比，本发明的修补材料以无机成分为主，与原混凝土物理性能相当，这使得修补材料在外力作用和温、湿度变化下发生的各种弹、塑性变形与原路面较为一致，能够减少因二者变形差过大引起的过渡区开裂、修补材料脱落等情况的发生。本发明的修补材料与原路面混凝土性比具有更好的性能，如早期强度高、后期强度不倒缩、强度增长迅速、耐久性良好、低渗透、低收缩等，这使得混凝土路面经修补后，恢复或有更高的综合性能。本发明的修补材料具有较好的流动性，在钢筋密集区无需振捣而能够达到自流平，极大地降低了工人的劳动强度，减少施工带来的环境负荷。本发明的修补材料能够在短时间内完成修补并恢复通车，并且拌合物凝结时间可根据现场具体的施工情况进行相应的调整，可控性强。本发明的修补材料主要由复合水泥基增强材料组成，所用原材料来源广泛、成本低廉，并添加了较大量的工业废渣，适应建材行业走可持续发展道路的要求。本发明在使用时只需按规定的水灰比加水及集料拌和均匀，机械泵送或人工施工后，无需人工抹平，靠浆体在自重作用下流动形成平整表面。本发明的修补材料可以广泛地应用于道路、机场、桥面、隧道、停车场、港口、码头等水泥混凝土结构的快速修补。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法，该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰5～15份、矿粉5～15份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、调凝组分0.15～0.35份、减水组分1～1.5份、细集料150～300份、粗集料0～400份加、水28～35份拌合而成。最佳的质量份材料为：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰8份、矿粉6份，聚丙烯纤维0.3份、调凝组分0.25份、减水组分1.2份、细集料150份、粗集料380份、水30份。其中调凝组分为葡萄糖酸钠和氯化钙，质量比例为1:4～2:5；粉煤灰为Ⅰ级灰，需水比不大于95%；矿粉比表面积不小于650m2/kg；所述细集料为0～4.75mm连续级配河砂，所述粗集料为5～15mm连续级石灰石。其加水拌合过程是①加入复合水泥基增强材料、粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维、调凝组分、减水组分入细集料、及总用水量的2/3进行低速搅拌30s；②加入细集料高速搅拌30s；③加入粗集料剩余的10份水搅拌1min。
实施例一
本例施工地点：西部地区某公路隧道路面；修补部位：路面薄层罩面；病害类型：道面起皮、开裂。
施工步骤如下：
步骤一、用砂纸、钢刷清除病害表面混凝土碎屑；
步骤二、用清水润湿病害表面，达到饱和面干；
步骤三、人工拌和，在现场制备修补材料，拌和工艺如下：①加入复合水泥基增强材料100份、粉煤灰9份、矿粉6份、聚丙烯纤维0.03份、调凝组分0.15份、减水组分1.23份、水22份低速搅拌30s；②加入细集料300份、水11份高速搅拌1.5min。步骤四、将修补材料置于破损部位，使其自动流平，辅以人工抹面，30min完成修补施工；
步骤五、自然养护。
施工效果：初凝时间为45分钟，终凝时间为50分钟；施工完成2小时的抗压强度为25.6MPa, 施工完成24小时的抗压强度为47.9MPa, 施工完成3天的抗压强度为51.8MPa；施工完成2小时的抗折强度为3.8MPa, 施工完成24小时的抗折强度为4.5MPa, 施工完成3天的抗折强度为4.8MPa；施工完成28天后的膨胀率为7×10-4%。本例施工经过三年多的使用，修补区与原混凝土具有较好的粘结性，未出现起皮、剥落、开裂等病害现象。
实施例二
本例施工地点：西部地区某机场路面；修补部位：机场停机坪；病害类型：混凝土道面断板、掉角。
施工步骤如下：
步骤一、用砂纸、钢刷清除病害表面混凝土碎屑；
步骤二、用清水润湿病害表面，达到饱和面干；
步骤三、人工拌和，在现场制备修补材料，拌和工艺如下：①加入复合水泥基增强材料100份、粉煤灰8份、矿粉8份、聚丙烯纤维0.06份、调凝组分0.15份、减水组分1.20份、水20份地速搅拌30s；②加入细集料150份进行高速搅拌30s；③加入粗集料、水10份搅拌1min；
步骤四、将修补材料置于破损部位，使其自动流平，辅以人工抹面，30min完成修补施工；
步骤五、自然养护。
施工效果：初凝时间为40分钟，终凝时间为50分钟；施工完成2小时的抗压强度为32.5MPa, 施工完成24小时的抗压强度为54MPa, 施工完成3天的抗压强度为58.8MPa；施工完成2小时的抗折强度为4.2MPa, 施工完成24小时的抗折强度为5.3MPa, 施工完成3天的抗折强度为5.8MPa；施工完成28天后的膨胀率为25×10-4%。本例可在飞机的起飞间歇进行施工，无需停航，2h即可满足飞机起降的要求，保证快速通航。
实施例三
施工地点：西部地区某高速公路大桥混凝土铺装层；修补部位：公路干线；病害类型：混凝土铺装层破碎。
施工过程：
步骤一、清除病害表面混凝土；
步骤二、用清水润湿病害表面，达到饱和面干；
步骤三、人工拌和，在现场制备修补材料，拌和工艺如下：①加入复合水泥基增强材料100份、粉煤灰7.5份、矿粉7份、聚丙烯纤维0.05份、调凝组分0.2份、减水组分1.20份，水22份低速搅拌30s；②加入细集料高速搅拌30s；③加入粗集料及剩余的水搅拌1min；
步骤四、将修补材料置于破损部位，使其自动流平，辅助人工抹平，30min完成修补施工；
步骤五、自然养护。
施工效果：初凝时间为40分钟，终凝时间为50分钟；施工完成2小时的抗压强度为28.6MPa, 施工完成24小时的抗压强度为48.9MPa, 施工完成3天的抗压强度为56.7MPa；施工完成2小时的抗折强度为4MPa, 施工完成24小时的抗折强度为5MPa, 施工完成3天的抗折强度为5.5MPa；施工完成28天后的膨胀率为29×10-4%。本例修补过后2小时内恢复通车，并且在之后一年多的使用过程中，维修部位外观良好，与原混凝土具有较好的粘结性，病害没有进一步发展，维修材料发挥了预期的作用。
在使用过程中，本发明可代替混凝土中的水泥，采用二次拌和工艺，拌制均匀后便可直接用于施工，具有硬化速度快，早期强度高，收缩变形小，凝结时间可调等特点，并且工艺流程简单，能够达到自流平，有效地降低了工人的劳动强度，并且减少施工带来的环境负荷，对周边环境无污染，是一种新型绿色材料。本发明可应用于公路、机场等道面修补，并弥补了目前同类产品的诸多缺陷，本其掺入量可根据所需混凝土的标号确定，在施工前需进行混凝土设计，并按混凝土设计进行试验，按试验结果确定本修补材料的掺入量。

Claims (7)

1.一种用于混凝土路面的快速修补材料制备方法，其特征在于：该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰5～15份、矿粉5～15份、聚丙烯纤维0.1～0.5份、调凝组分0.15～0.35份、减水组分1～1.5份、细集料150～300份、粗集料0～400份、水28～35份拌合而成。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：该方法按以下质量份材料：复合水泥基增强材料100份、粉煤灰8份、矿粉6份，聚丙烯纤维0.3份、调凝组分0.25份、减水组分1.2份、细集料150份、粗集料380份、水30份拌合而成。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述调凝组分为葡萄糖酸钠和氯化钙，质量比例为1:4～2:5。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅰ级灰，需水比不大于95%。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述矿粉比表面积不小于650m2/kg。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述细集料为0～4.75mm连续级配河砂，所述粗集料为5～15mm连续级石灰石。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述加水拌合过程是①加入复合水泥基增强材料、粉煤灰、矿粉、聚丙烯纤维、调凝组分、减水组分及总用水量的2/3进行低速搅拌30s；②加入细集料高速搅拌30s；③加入粗集料及剩余的水搅拌1min。
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