CN108275915A - 一种应急用城市道路修补的超早强混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种应急用城市道路修补的超早强混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超早强混凝土及其制备方法，以重量份数计，包括胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。超早强混凝土在上述含量组分的协同作用下具有优异抗压强度；较好抗折强度；胶凝材料的使用量低。该超早强混凝土3h抗压强度为23.5～32.7MPa，6h抗压强度为33.2～36.5MPa；抗折强度为21.5～22.6MPa；胶凝材料的使用量为270～290kg/m3。

Description

一种应急用城市道路修补的超早强混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种应急用城市道路修补的超早强混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国改革开放的不断深入，国民经济快速增长,道路上交通量也迅速增长，车速不断加快，对道路路面的数量和结构质量的要求也随之提高。道路类型主要有水泥混凝土路面与沥青路面两种形式。由于国内沥青材料的材质问题以及进口沥青价格昂贵等因素，沥青混凝土路面一般均应用到高等级路面如高速公路路面，而大量的普通道路基本上使用水泥混凝土路面。另外，我国又是一个水泥大国，水泥产量占世界首位，这对水泥路面的使用起了很大的推动作用。
但是水泥混凝土路面也有其缺点：与沥青路面相比，不能立即开放交通；混凝土路面均需一定的养护期，以获得足够的强度增长，一般铺筑完后需要14～21天的间隔时期，才能开放交通。这对交通繁忙的地区极其不利。养护期内常因封锁交通而导致车辆运输中断、阻塞，对现代居民生活、生产大为不便。而城市中水泥混凝土路面的改建、拓宽和翻挖补修工程大量存在，因此建设单位与施工单位均强烈要求能有早强性质的道路混凝土品种提供使用。使用超早强混凝土能够使混凝土路面提前达到通车强度，缩短施工工期，可以降低大量的养护和施工费用，使道路提前投入运行发挥效益。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超早强混凝土及其制备方法，该超早强混凝土具有较高的抗压强度。
本发明提供了一种超早强混凝土，以重量份数计，每立方米该混凝土包括以下组分：
胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；
所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。
优选地，所述橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥的质量比为1.7～2.1：10～12：1～1.1：30～50：90～120。
优选地，所述橡胶粉的粒度为15～25目；橡胶粉的密度为1.07～1.09g/cm3。
优选地，所述矿渣粉的密度为1.7～1.8g/cm3；
所述粉煤灰中二氧化硅质量含量大于93％。
优选地，所述钢纤维的长径比值为30～60。
优选地，所述硫酸盐水泥的28天胶砂抗压强度不低于48MPa。
优选地，所述河沙为中砂；所述中砂中的石粉质量含量不大于4％，泥块质量含量不大于0.5％。
优选地，所述粒径为4.75～31.5mm的碎石包括质量比为26～27:25～26:9～10：20～21：11～12的粒径4.75～9.5mm的碎石、粒径16～9.5mm的碎石、粒径16～19mm的碎石、粒径19～26.5mm的碎石和粒径26.5～31.5mm的碎石。
优选地，所述河沙的含水率不超过2％；
所述粒径为4.75～31.5mm的碎石的含水率不超过2％。
本发明提供了一种上述技术方案所述超早强混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将河沙、粒径为4.75～31.5mm的碎石和复合添加剂依次混合，搅拌，得到第一混合物；所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成；
将过氧化甲乙酮、异辛酸钴和胶凝材料混合，搅拌，得到第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，得到超早强混凝土。
本发明提供了一种超早强混凝土，以重量份数计，每立方米该混凝土包括以下组分：胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。本发明提供的超早强混凝土在上述含量组分的协同作用下具有优异的抗压强度。另外，该超早强混凝土具有较好的抗折强度；使用胶凝材料的总量低。实验结果表明：该超早强混凝土3h的抗压强度为23.5～32.7MPa，6h的抗压强度为33.2～36.5MPa；抗折强度为21.5～22.6MPa；胶凝材料的使用量为270～290kg/m3。
附图说明
图1为本发明提供的超早强混凝土的应用工艺流程图；
图2为本发明实施例1～3制备的超早强混凝土的CMA抗折强度检测数据图；
图3为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工6天后的现场图；
图4为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工3天后的现场图；
图5为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工11天后的现场图。
具体实施方式
本发明提供了一种超早强混凝土，以重量份数计，每立方米该混凝土包括以下组分：
胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；
所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。
本发明提供的超早强混凝土在上述含量组分的协同作用下具有优异的抗压强度。另外，该超早强混凝土具有较好的抗折强度；使用胶凝材料的总量低。
以重量份数计，本发明提供的超早强混凝土包括胶凝材料270～290份。在本发明中，所述胶凝材料选自191C不饱和聚酯树脂；所述胶凝材料的固含量为63～69％，液体黏度为400～600MPa·s。
本发明提供的每立方米该超早强混凝土包括河沙730～760份。所述河沙优选为中砂；所述中砂中的石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％。所述河沙的含水率优选不超过2％。
本发明提供的超早强混凝土包括粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份。所述碎石中针片状碎石质量含量不大于5％，含泥量不大于0.5％。所述碎石的含水率优选不超过2％。所述碎石优选包括质量比为26～27:25～26:9～10：20～21：11～12的粒径4.75～9.5mm的碎石、粒径16～9.5mm的碎石、粒径16～19mm的碎石、粒径19～26.5mm的碎石和粒径26.5～31.5mm的碎石。
本发明提供的超早强混凝土包括过氧化甲乙酮11～12份。所述过氧化甲乙酮作为引发剂，为白色液体，俗称白水。过氧化甲乙酮的密度为1.1～1.2g/mL。
本发明提供的超早强混凝土包括异辛酸钴11～12份。所述异辛酸钴为促进剂。所述异辛酸钴中钴质量含量优选为1％；其为蓝色液体；密度为1.1～1.2g/mL。
本发明提供的超早强混凝土包括复合添加剂185～208.5份。所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成；所述橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥的质量比优选为1.7～2.1：10～12：1～1.1：30～50：90～120。
在本发明中，所述橡胶粉的粒度为15～25目；橡胶粉的密度为1.07～1.09g/cm3。
在本发明中，所述矿渣粉的密度优选为1.7～1.8g/cm3；
所述粉煤灰中二氧化硅质量含量优选大于93％。
在本发明中，所述钢纤维的长径比值优选为30～60。
在本发明中，所述硫酸盐水泥28天胶砂抗压强度优选不低于48MPa。
本发明提供了一种上述技术方案所述超早强混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将河沙、粒径为4.75～31.5mm的碎石和复合添加剂依次混合，搅拌，得到第一混合物；所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成；
将过氧化甲乙酮、异辛酸钴和胶凝材料混合，搅拌，得到第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，得到超早强混凝土。
将河沙、粒径为4.75～31.5mm的碎石和复合添加剂依次混合，搅拌，得到第一混合物。本发明优选将河沙和碎石放入烘箱中进行干燥，使其含水率均低于2％。
本发明优选将氧化甲乙酮、异辛酸钴依次加入到胶凝材料中。
本发明优选将第二混合物加入到第一混合物中，搅拌均匀，得到超早强混凝土。
在本发明中，所述超早强混凝土应急用城市道路修补的方法包括以下步骤：
将待修补路面进行预处理，得到预处理修补路面；
将上述技术方案所述超早强混凝土浇筑到待修补处，振捣，然后抹平，静置，完成修补。
本发明优选将待修补路面清理干净浮渣，保持干燥，严禁用水冲洗。
本发明优选采用振动棒振捣；所述振捣的时间优选为1min。本发明优选采用抹刀抹平。所述静置的时间优选为3小时。
图1为本发明提供的超早强混凝土的应用工艺流程图；从图1可知：
干燥砂石(砂石为河砂和碎石的简称)；
将橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥混合得到复合添加剂；
将树脂和引发剂均匀混合，再和促进剂均匀混合，得到液料混合物；
将干燥砂石和复合添加剂后均匀混合，得到固料混合物；
将固料混合物和液料混合物混合均匀，得到超早强混凝土；
将场地处理后，得到待修补场地，将待修补区域浇筑超早强混凝土，振捣60s；
静置，完成道路的修补。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种应急用城市道路修补的超早强混凝土及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
第一步：干燥中砂和碎石，筛分石子，同时处理待修补路面；
第二步：每盘拌制混凝土100L(0.1m3)，计算称量每组分质量，191C不饱和聚酯树脂27kg、河砂(中砂，中砂中的石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％，含水率不超过2％)75kg、碎石(碎石中针片状碎石质量含量不大于5％，含泥量不大于0.5％)92kg、引发剂1.1L、促进剂1.1L、复合添加剂18.66kg；复合添加剂由210g密度为1.07～1.09g/cm3且目数为20的橡胶粉、1300g相对密度为1.7～1.8g/cm3的矿渣粉、120g粉煤灰、12.1kg硫酸盐水泥和4930g长度为30mm与直径为0.75mm的钢纤维组成；
所述碎石各组分质量组成：
第三步：将河砂、碎石、复合添加剂按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀，得到第一混合物；
第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂过氧化甲乙酮加入到191C不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂异辛酸钴，搅拌均匀，得到第二混合物；
第五步：将第二混合物分两次加入到强制式搅拌机中，第一次加入70％，搅拌60s，第二次将加入剩余树脂，再搅拌60s，得到应急用城市道路修补的超早强混凝土。
本发明对实施例1制备的超早强混凝土采用GB/T 17671-1999进行抗折强度测试，结果见图2，图2为本发明实施例1～3制备的超早强混凝土的CMA抗折强度检测数据图；由图2可知，实施例1制备的超早强混凝土的抗折强度为22.6MPa。
本发明对实施例1制备的超早强混凝土进行抗压强度测试，测试结果为：实施例1制备的超早强混凝土3h抗压强度为32.7MPa；6h抗压强度为33.2MPa。
本发明对实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工不同时间进行拍照，分别见图3～图5，图3为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工6天后的现场图；图4为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工3天后的现场图；图5为实施例1制备的超早强混凝土对待修补路面施工11天后的现场图。
实施例2
第一步：干燥中砂和碎石，筛分石子，同时处理待修补路面；
第二步：每盘拌制混凝土50L(0.05m3)，计算称量每组分质量，191C不饱和聚酯树脂14kg、河砂(中砂，中砂中的石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％，含水率不超过2％)38kg、碎石(碎石中针片状碎石质量含量不大于5％，含泥量不大于0.5％)45kg、引发剂过氧化甲乙酮0.5L、促进剂异辛酸钴0.5L、复合添加剂9.5kg；复合添加剂由105g密度为1.07～1.09g/cm3且目数为20的橡胶粉、680g相对密度为1.7～1.8g/cm3矿渣粉、62g粉煤灰、6180g硫酸盐水泥和2472g长度为40mm与直径为0.75mm的钢纤维组成；
所述碎石各组分质量组成：
第三步：将河砂、碎石、复合添加剂按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀，得到第一混合物；
第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂过氧化甲乙酮加入到191C不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂异辛酸钴，搅拌均匀，得到第二混合物；
第五步：将第二混合物分两次加入到强制式搅拌机中，第一次加入70％，搅拌60s，第二次将加入剩余树脂，再搅拌60s，得到应急用城市道路修补的超早强混凝土。
本发明对实施例2制备的超早强混凝土采用GB/T 17671-1999进行抗折强度测试，实施例2制备的超早强混凝土的抗折强度为21.5MPa。
本发明对实施例2制备的超早强混凝土进行抗压强度测试，实施例2制备的超早强混凝土3h抗压强度为23.5MPa；6h抗压强度为36.5MPa。
由以上实施例可知，本发明提供了一种超早强混凝土，以重量份数计，包括以下组分：胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。本发明提供的超早强混凝土在上述含量组分的协同作用下具有优异的抗压强度。另外，该超早强混凝土具有较好的抗折强度；使用胶凝材料的总量低。实验结果表明：该超早强混凝土3h的抗压强度为23.5～32.7MPa，6h的抗压强度为33.2～36.5MPa；抗折强度为21.5～22.6MPa；胶凝材料的使用量为270～290kg/m3。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超早强混凝土，以重量份数计，每立方米该混凝土包括以下组分：
胶凝材料270～290份，河沙730～760份，粒径为4.75～31.5mm的碎石920～960份，过氧化甲乙酮11～12份，异辛酸钴11～12份和复合添加剂185～208.5份；
所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成。
2.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥的质量比为1.7～2.1：10～12：1～1.1：30～50：90～120。
3.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述橡胶粉的粒度为15～25目；橡胶粉的密度为1.07～1.09g/cm3。
4.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述矿渣粉的密度为1.7～1.8g/cm3；
所述粉煤灰中二氧化硅质量含量大于93％。
5.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述钢纤维的长径比值为30～60。
6.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述硫酸盐水泥的28天胶砂抗压强度不低于48MPa。
7.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述河沙为中砂；所述中砂中石粉质量含量不大于4％，泥块质量含量不大于0.5％。
8.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述粒径为4.75～31.5mm的碎石包括质量比为26～27:25～26:9～10：20～21：11～12的粒径4.75～9.5mm的碎石、粒径16～9.5mm的碎石、粒径16～19mm的碎石、粒径19～26.5mm的碎石和粒径26.5～31.5mm的碎石。
9.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述河沙的含水率不超过2％；
所述粒径为4.75～31.5mm的碎石的含水率不超过2％。
10.一种权利要求1～9任意一项所述超早强混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将河沙、粒径为4.75～31.5mm的碎石和复合添加剂依次混合，搅拌，得到第一混合物；所述复合添加剂由橡胶粉、矿渣粉、粉煤灰、钢纤维和硫酸盐水泥组成；
将过氧化甲乙酮、异辛酸钴和胶凝材料混合，搅拌，得到第二混合物；
将第一混合物和第二混合物混合，得到超早强混凝土。
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