CN107721328A - 水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料及施工方法 - Google Patents

水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，包括快速修复混凝土和界面剂；快速修复混凝土是由特定比例的以下原料组成：复合水泥、耐磨性中砂、碎石、聚羧酸减水剂、水、复合外加剂。界面剂是由特定比例的以下原料组成：复合水泥、复合改性剂、聚羧酸减水剂、水。据此，发明人建立了相应施工方法。应用本发明的修补材料及其施工方法，可以实现集中生产及中短途运输，同时在浇筑现场调整凝结时间和早期强度以满足施工后12小时开放交通的要求，对于实现路面养护的低成本和快速恢复通车具有重要价值。

Description

水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料及施工方法
技术领域
本发明属于水泥混凝土路面养护修补技术领域，尤其涉及一种水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料及施工方法。
背景技术
水泥混凝土路面是我国路网以及高速公路路面的主要结构形式，具有低成本、强度高等特点。然而，随着国内经济的发展和重载交通量的增加，运营中的大多数混凝土都出现了各类病害，当病害发展到一定程度时就必须对局部板块进行凿除并换板。目前针对混凝土局部换板仍然采用普通硅酸盐水泥混凝土，其养护时间达到14天，采用特殊措施也需要7天才能开放交通。若采用沥青混合料修补，但由于是有机材料，与水泥混凝土这类无机材料存在着界面粘结不良、变形不协调问题，以及由于沥青混合料易水损，因此用沥青混合料修复，在高温多雨季节修复后3-4个月就会出现破坏，且颜色与路面整体也严重不协调。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、效果好、耐久性及耐磨性好、硬化快速且可控的水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料及施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，包括快速修复混凝土和界面剂；快速修复混凝土由原料按以下百分比组成：复合水泥16.5％、耐磨性中砂28％-29％、碎石46％-50％、聚羧酸减水剂0.16％、水5.4％-6％、复合外加剂微量外掺；所述复合外加剂由复合调凝剂和早强剂组成，复合调凝剂占复合水泥重量的0％-0.4％，早强剂占复合水泥重量的0％-0.04％；所述界面剂由原料按以下百分比组成：复合水泥76％、复合改性剂6％、聚羧酸减水剂0.5％、水18％。
复合水泥为C2S改性硫铝酸盐水泥R.S42.5，其中C2S掺量为4.2％，C2S、硫铝酸盐水泥重量比为1∶3。
耐磨性中砂由河砂和钢渣按质量比10∶1组成。
该混凝土的砂率在36％-38％之间。
碎石粒径在3-26.5mm之间。
复合调凝剂为重量比为2∶1∶3的柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸的混合物，早强剂为氯化锂。
复合改性剂为重量比为7∶1的聚醋酸乙烯类分散胶粉、聚乙烯醇的混合物。
使用上述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料的施工方法，以下步骤进行：(1)清理湿润旧混凝土界面；(2)按组分比例配制快速修复混凝土及界面剂；(3)旧混凝土界面涂刷界面剂；(4)现场调解混凝土凝结时间；(5)浇筑；(6)养生。
针对现有水泥混凝土路面修补存在的问题，发明人研制了一种水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，包括快速修复混凝土和界面剂；快速修复混凝土是由特定比例的以下原料组成：复合水泥、耐磨性中砂、碎石、聚羧酸减水剂、水、复合外加剂。界面剂是由特定比例的以下原料组成：复合水泥、复合改性剂、聚羧酸减水剂、水。其中，以无机水泥基胶凝材料进行改性，不仅避免了沥青混凝土修复材料费用高、修复效果差的问题，而且解决了普通水泥混凝土硬化速度慢、中断交通时间长、后期强度倒缩的问题。通过在P.S42.5水泥中加入C2S来提升混凝土后期强度，通过复合外加剂，来缩短水泥水化的诱导期和凝结时间，并实现了早期强度高、新旧混凝土粘结强度高、凝结硬化时间可控。界面剂能提高新旧混凝土的界面粘结能力，恢复混凝凝土面板整体受力协调性能。据此，发明人建立了相应施工方法。应用本发明的修补材料及其施工方法，可以实现集中生产及中短途运输，同时在浇筑现场调整凝结时间和早期强度以满足施工后12小时开放交通的要求，对于实现路面养护的低成本和快速恢复通车具有重要价值。
具体实施方式
实施例
基本配方：
快速修复混凝土由原料按以下百分比组成：复合水泥400kg、耐磨性中砂682kg、碎石(小石113kg中石432kg大石655kg)、聚羧酸减水剂4kg、水140kg、复合外加剂微量外掺。
界面剂由原料按以下百分比组成：复合水泥76％、复合改性剂6％、聚羧酸减水剂0.5％、水18％。
其中，
复合水泥为C2S改性硫铝酸盐水泥P.S42.5(广西云燕牌)，其中C2S掺量为4.2％，C2S、硫铝酸盐水泥重量比为1∶3。
耐磨性中砂由河砂(新龙砂场河砂II区砂)和钢渣按质量比10∶1组成。
该混凝土的砂率在36％-38％之间，根据混凝土的实际工作性在砂率范围内进行微调。
碎石(广西富达石场)包括三档碎石，小石在4.75-9.5mm，中石在9.5-16mm，大石在16-26.5mm。
聚羧酸减水剂(重庆通科建材有限公司生产的TKA-2型聚羧酸减水剂，减水率大于25％)。
复合外加剂由复合调凝剂和早强剂组成，复合调凝剂占复合水泥重量的0％-0.4％，早强剂占复合水泥重量的0％-0.04％。
复合调凝剂(苏州申都精细化工有限公司)为重量比为2∶1∶3的柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸的混合物，早强剂为氯化锂(四川国锂)。
复合改性剂为重量比为7∶1的聚醋酸乙烯类分散胶粉(德国产)、聚乙烯醇的混合物(德国产)。
以上配方的水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料中的快速修复混凝土的硬化时间在40分钟，满足局部换板施工要求，12h的抗压强度为40Mpa，12h抗弯拉强度为4.5MPa，1d拉拔粘结强度为1.5Mpa，而且28天强度抗压强度为50MPa、弯拉强度为5.0MPa，远高于普通混凝土，且成本低廉。12h后开放交通该混凝土混合料施工方便。
施工方法：
(1)清理湿润旧混凝土界面：除旧混凝土断面界面砂浆，露出新鲜骨料，并保持界面湿润洁净。
(2)配制界面剂；按配比称取硫铝酸盐水泥、C2S、减水剂、聚醋酸乙烯类分散胶粉、聚乙烯醇并搅拌充分，再加入水配制成可涂刷浆液。
(3)涂刷界面剂；在清理干净的新旧混凝土粘结面上涂刷界面剂，并保证30分钟内浇筑混凝土，若间隔时间较长可补刷。
(4)若采用混凝土集中生产，其施工组织方法如下：
配制混凝土；按比例称取硫铝酸盐水泥、C2S、碎石、中砂、钢渣干拌均匀，再加入减水剂、水、复合调凝剂充分搅拌。配置的混凝土初凝时间为3-5小时，能满足中段距离运输要求，其复合调凝剂量与外界温度的关系见下表1。
表1不同温度条件下复合调凝剂用量
混凝土早期强度调节与浇注；混凝土到达浇筑现场后，再加入早强剂充分搅拌并浇筑。早强剂掺量见表2。
表2不同温度条件下早强剂用量
外界温度 早强剂 初凝时间
＞25℃ 0.01-0.02％ 35min-50min
10℃～25℃ 0.01-0.03％ 35min-50min
0℃～10℃ 0.02-0.-04％ 35min-50min
(5)若采用一次性拌合浇筑其施工方法如下：
配制混凝土；按比例称取硫铝酸盐水泥、C2S、碎石、中砂、钢渣干拌均匀，再加入减水剂、水、复合调凝剂及早强剂充分搅拌。其复合调凝剂及早强剂掺量见表3。
表3不同温度条件下早强剂及复合调凝剂用量
外界温度 早强剂 复合调凝剂 初凝时间
＞25℃ 0 0-0.05％ 35min-50min
10℃～25℃ 0-0.02％ 0-0.05％ 35min-50min
0℃～10℃ 0.01-0.03％ 0 35min-50min
(6)捣实、抹面。
(7)养生；抹面整形完毕后，覆薄膜养护或涂刷养护剂养护12小时后可开放交通。

Claims (8)

1.一种水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于包括快速修复混凝土和界面剂；所述快速修复混凝土由原料按以下百分比组成：复合水泥16.5％、耐磨性中砂28％-29％、碎石46％-50％、聚羧酸减水剂0.16％、水5.4％-6％、复合外加剂微量外掺；所述复合外加剂由复合调凝剂和早强剂组成，复合调凝剂占复合水泥重量的0％-0.4％，早强剂占复合水泥重量的0％-0.04％；所述界面剂由原料按以下百分比组成：复合水泥76％、复合改性剂6％、聚羧酸减水剂0.5％、水18％。
2.根据权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：所述复合水泥为C2S改性硫铝酸盐水泥R.S42.5，其中C2S掺量为4.2％，C2S、硫铝酸盐水泥重量比为1∶3。
3.根据权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：所述耐磨性中砂由河砂和钢渣按质量比10∶1组成。
4.根据权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：该混凝土的砂率在36％-38％之间。
5.根据权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：所述碎石粒径在3-26.5mm之间。
6.根据权利要求6所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：所述复合调凝剂为重量比为2∶1∶3的柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、硼酸的混合物，早强剂为氯化锂。
7.根据权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料，其特征在于：所述复合改性剂为重量比为7∶1的聚醋酸乙烯类分散胶粉、聚乙烯醇的混合物。
8.使用权利要求1所述水泥混凝土路面局部换板用快速通车修补材料的施工方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)清理湿润旧混凝土界面；(2)按组分比例配制快速修复混凝土及界面剂；(3)旧混凝土界面涂刷界面剂；(4)现场调解混凝土凝结时间；(5)浇筑；(6)养生。
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