CN107879702B - 一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料 - Google Patents

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Abstract

一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，属于路面用材料技术领域。该材料含有的组分为水泥和助剂；其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥，助剂含有的组分及各个组分占水泥总质量的百分比为：硅灰：10‑12％；粉煤灰：22‑25％；铁尾矿砂：32‑35％；膨胀剂：8‑10％；减水剂：0.2‑0.3％；消泡剂：0.2‑0.5％；胶粉：2.0‑3.0％。采用该早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，能够充分发挥半柔性路面优良的路用性能，保证半柔性路面施工后尽早通车、降低半柔性路面的施工成本。应用早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的半柔性路面，具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损坏、抗疲劳性能，能够延长路面的使用寿命。

Description

一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料
技术领域
本发明属于路面用材料技术领域，涉及一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料。
背景技术
半柔性水泥沥青混凝土路面是一种刚柔并济的新型路面结构形式，它是将满足一定性能要求的水泥胶浆灌入大空隙基体沥青混合料中而形成的路面。国内外的研究与工程应用表明：半柔性路面是一种功能性极强的复合路面，它不但具有优异的高温路用性能﹑水稳定性﹑耐磨性，而且还具有很强的耐油蚀性﹑行车舒适性。不仅可防治多种病害，延长路面使用寿命，改善路面表面功能，而且工艺简便，造价较低，可广泛用于收费站、停车场、隧道内路面及城市道路交叉口、公路汽车停靠站等场所。
通常情况下，作为使用在半柔性混合料中的水泥胶浆必须具备如下性质：
①必须具有足够的抗压强度和抗折强度，保证半柔性沥青混凝土具有足够的承载能力；
②应用于收费广场和服务区路面维修时，应尽早开放交通；
③具有较小的干缩、温缩特性，保证半柔性路面不出现或少出现裂缝；
④必须具备与沥青混合料良好的结合性能，保证两种材料能协调发挥作用；
⑤均匀性好、不出现分层离析现象，能保证施工时间内胶浆均匀。
现有的半柔性路面灌浆材料，成本较高，均匀性差，易出现分层离析现象，并且与沥青混合料结合性能差，路面易开裂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，该材料使用方便、价格低廉，采用该早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，能够充分发挥半柔性路面优良的路用性能，保证半柔性路面施工后尽早通车、降低半柔性路面的施工成本。
应用本发明的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的半柔性路面，具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损坏、抗疲劳性能，能够延长路面的使用寿命。
本发明的一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥，助剂含有的组分及各个组分占水泥总质量的百分比为：
硅灰：10-12％；
粉煤灰：22-25％；
铁尾矿砂：32-35％；
膨胀剂：8-10％；
减水剂：0.2-0.3％；
消泡剂：0.2-0.5％；
胶粉：2.0-3.0％。
本发明的一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的制备方法为：将以上组分均匀混合在一起，即可得到本发明的一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料。
其中，所述的助剂中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量≥92wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，粒径符合下表1的要求；
表1铁尾矿砂级配范围
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 90-100 40-60 10-20
所述的膨胀剂为UEA-W高效改进型低碱膨胀剂(UEA-II)、UEA低碱膨胀剂或UEA-WD型多功能膨胀剂中的一种；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为粉末消泡剂，其是由聚硅氧烷、特种乳化剂、高活性聚醚消泡剂经特殊工艺聚合而成。优选为消泡剂P803或DF770DD。
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种。在水泥基灌浆材料中掺加可再分散胶粉后，使水泥浆体的干缩率减小，大大改善了水泥浆体的干缩性能。同时，能够提高水泥砂浆的内聚力，增加硬化砂浆韧性和粘结强度等性能，从而保证灌浆材料与水拌合后均匀、稳定、不离析，与沥青混合料结合良好、硬化后无收缩。
本发明的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其1天后的抗压强度为20-25MPa，7天后的抗压强度为30-40MPa，1天后的抗折强度为3-5MPa，7天后的抗折强度为6-8MPa，泌水率为0.1-0.3％，7d竖向膨胀率为0.03-0.05％。
本发明的一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，相比于现有技术，其有益效果在于：
1.本发明的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料与其它灌浆材料相比，快硬、早强、与水拌合后均匀、稳定、不离析、与沥青混合料结合良好、硬化后无收缩。
2.本发明的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料性能稳定，具有微膨胀、不泌水、耐久性好、无毒、无害、不老化、对水质及周围环境无污染等特点。
3.在施工现场，向早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用，方便快捷，流动性好，易于灌浆施工。灌浆料的初凝时间约为0.5小时左右，终凝时间约为2小时左右，施工后1天可通车，具有质量可靠、降低成本、缩短工期和使用方便等优点。
4.本发明的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料可用于半柔性水泥沥青路面灌浆及道路基层修复、路面结构整体强度补强。
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。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
以下实施例中，所用的原料等均可从市场购得或是本领域常用的。
实施例1
一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥；
在本实施例早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的配比中，以1.15kg为1份，所用水泥和助剂各个组分的重量份数为：
Figure BDA0001496086070000031
所述的硅灰，其比表面积为15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量为92wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，其粒径如下表2中所示：
表2铁尾矿砂级配
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 92.8 53.2 15.7
所述的膨胀剂为UEA膨胀剂；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为粉末消泡剂P803；
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉；
对本实施例制备的半柔性路面用水泥基灌浆材料主要检测指标如表3所示。
表3半柔性路面用水泥基灌浆材料试验结果
Figure BDA0001496086070000041
为了验证本发明之半柔性路面用水泥基灌浆材料的性能，发明人采用本发明实施例1制备的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌到大空隙沥青混合料中，按照交通运输部《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求，进行沥青混合料马歇尔稳定度、流值、高温抗车辙、抗弯强度、弯曲破坏应变试验。试验结果表明：采用本发明的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌于大空隙沥青混合料中形成的半柔性路面，具有良好的路用性能，主要性能指标如表4所示。
表4半柔性路面混合料路用性能试验结果
Figure BDA0001496086070000042
实施例2
一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥；
在本实施例早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的配比中，以1.2kg为1份，所用水泥和助剂各个组分的重量份数为：
Figure BDA0001496086070000043
Figure BDA0001496086070000051
其中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量为93wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，其粒径如下表5中所示；
表5铁尾矿砂级配
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 94.2 45.6. 13.3
所述的膨胀剂为UEA-WD型多功能膨胀剂；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为DF770DD。
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉。
经检测，采用本发明的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌于大空隙沥青混合料中形成的半柔性路面，均具有良好的路用性能。
实施例3
一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥；
在本实施例早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的配比中，以1.25kg为1份，所用水泥和助剂各个组分的重量份数为：
Figure BDA0001496086070000052
Figure BDA0001496086070000061
其中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量为93wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，其粒径如下表6中所示；
表6铁尾矿砂级配
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 94.6 51.7 13.9
所述的膨胀剂为UEA-WD型多功能膨胀剂；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为消泡剂P803。
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉
经检测，采用本发明的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌于大空隙沥青混合料中形成的半柔性路面，均具有良好的路用性能。
实施例4
一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥；
在本实施例早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的配比中，以1.0kg为1份，所用水泥和助剂各个组分的重量份数为：
Figure BDA0001496086070000062
其中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量为93wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，其粒径如下表7中所示；
表7铁尾矿砂级配
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 94.7 50.9 12.2
所述的膨胀剂为UEA-W高效改进型低碱膨胀剂(UEA-II)；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为消泡剂P803。
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉。
经检测，采用本发明的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌于大空隙沥青混合料中形成的半柔性路面，均具有良好的路用性能。
实施例5
一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其含有的组分为水泥和助剂；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥；
在本实施例早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料的配比中，以1.1kg为1份，所用水泥和助剂各个组分的重量份数为：
Figure BDA0001496086070000071
其中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量为93wt.％；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，其粒径如下表8中所示；
表8铁尾矿砂级配
筛孔(mm) 1.18 0.6 0.3 0.075
通过率(％) 100 93.8 47.2 16.1
所述的膨胀剂为UEA低碱膨胀剂；
所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂；
所述的消泡剂为消泡剂P803。
所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉。
经检测，采用本发明的半柔性路面用水泥基灌浆材料，灌于大空隙沥青混合料中形成的半柔性路面，均具有良好的路用性能。

Claims (5)

1.一种早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其特征在于，该早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料由水泥和助剂组成；
其中，水泥为42.5硫铝酸盐水泥，助剂含有的组分及各个组分占水泥总质量的百分比为：
硅灰：10-12%；
粉煤灰：22-25%；
铁尾矿砂：32-35%；
膨胀剂：8-10%；
减水剂：0.2-0.3%；
消泡剂：0.2-0.5%；
胶粉：2.0-3.0%；
所述的助剂中，硅灰比表面积15000-25000m2/kg，硅灰中SiO2含量≥92wt.%；
所述的粉煤灰为II级粉煤灰；
所述的铁尾矿砂是铁矿石经过加工粉碎、选出铁物质后剩余的一种产物，粒径符合筛孔为1.18mm，通过率为100%，筛孔为0.6mm，通过率为90-100%，筛孔为0.3mm，通过率为40-60%，筛孔为0.075mm，通过率为10-20%；
所述的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其1天后的抗压强度为20-25MPa，7天后的抗压强度为30-40MPa，1天后的抗折强度为3-5MPa，7天后的抗折强度为6-8MPa，泌水率为0.1-0.3%，7d竖向膨胀率为0.03-0.05%。
2.如权利要求1所述的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述的膨胀剂为UEA-W高效改进型低碱膨胀剂、UEA低碱膨胀剂或UEA-WD型多功能膨胀剂中的一种。
3.如权利要求1所述的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述的减水剂为粉状聚羧酸高效减水剂。
4.如权利要求1所述的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述的消泡剂为消泡剂P803或DF770 DD。
5.如权利要求1所述的早强型半柔性路面用水泥基灌浆材料，其特征在于，所述的胶粉为可再分散乳胶粉，具体为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种。
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