CN109369108A - 一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，所述新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的原料包括水泥、膨胀剂、稳定剂、消泡剂、减水剂、砂和水。与现有技术相比，本发明提供的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，较好地解决了流动性和力学性能不足、缺少早期膨胀、凝结时间过长而无法满足施工要求、超高流动性时出现泌水离析现象问题，提供一种同时满足流动性能、力学性能和工作性能的要求，具有超高流动性、高早期强度、低收缩、灌注后能够在3‑5h形成强度并进行下道工序施工的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料。本发明的原材料节能环保、性能优异，成本较低、可以快速投入实际工程使用。
Description
技术领域
本发明涉及路面材料技术领域，具体涉及一种新型路用超高流动性早期水泥基灌浆材料。
背景技术
目前，我国现有的高速公路和城市道路路面可分为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面。与水泥路面相比，沥青混凝土路面的优点主要是无接缝、表面平整性好、行车平稳舒适，而且施工进度快、维护方便，使得沥青混凝土路面在我国高速公路建设中得到了广泛的推广和应用。但是，当夏季高温时，沥青材料粘度的降低会致使集料颗粒间凝聚力减弱，由于荷载的反复作用，极易使沥青混合料颗粒之间产生滑动和位移导致沥青路面出现波浪、拥包等剪切变形，严重时会出现车辙等现象，尤其是在公路收费口、码头、货运站等重交通车辆缓慢行驶或停驻的路段以及有超重车辆、货物静止停放的场所更为突出。这两种高等级路面结构形式的性能各有所长，但也存在不同的缺陷。针对上述问题，我们发现在母体沥青混合料路面中灌入水泥浆体而形成的半柔性路面，具有高于水泥混凝土的柔性和高于沥青混凝土的刚性，此种路面从路面综合力学性能、施工工艺及景观装饰效果出发，在抗车辙、抗推移、减少伸缩缝、提高路面材料的应力松弛性能等方面改善路面的使用性能。
但是国内的水泥基灌浆材料质量优劣不一，普遍存在有效承载面低、缺少早期膨胀、流动性能和力学性能不足等现象。作为半柔性路面材料的水泥基灌浆材料对于浆体的流动性能要求较高，但国内的水泥基灌浆材料时常会出现当满足流动性能时，浆体出现严重泌水离析现象，并且力学强度无法满足要求，凝结时间大大超出实际施工要求，因此研制出一种既能满足工程所需的流动性能，又能避免出现泌水离析等病害，同时力学强度和凝结时间都满足实际施工过程中所需的路用超高流动性早期水泥基灌浆材料显得尤为重要。
国内对于半柔性路面的配合比设计方面还是基本还是从经验方面入手，对于配合比设计的方面并没有形成一个较为系统的理念和方法，在配合比与混合料性能的关联方面也没有明确定义，对半柔性路面混合料的强度形成机理以及路面材料组成的特点，尤其是对于水泥基灌浆材料的胶浆性能和配合比设计没有进行详细的研究。针对目前国内对于半柔性灌浆路面的研究现状，从水泥胶浆的选择和胶浆性能以及配比设计为切入点，设计出一种适用于路面结构，尤其是半柔性灌浆路面的高性能水泥基灌浆材料，满足路面工程施工过程中的要求。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明的目的是解决流动性和力学性能不足、缺少早期膨胀、凝结时间过长而无法满足施工要求、超高流动性时出现的泌水离析现象，同时满足流动性能、力学性能和工作性能的要求，提供一种具有超高流动性、高早期强度、低收缩、灌注后能够在3-5h形成强度并进行下道工序施工的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，所述新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的原材料包括水泥、膨胀剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、砂和水。
所述水泥的质量占所述原料中胶凝材料质量的90％-95％；
所述膨胀剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的6％；
所述稳定剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.01％；
所述减水剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.08％；
所述消泡剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.3％；
所述砂的质量和所述水泥质量相同；
所述水的质量为水泥质量的200％；
所述水泥为硅酸盐水泥；
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
所述膨胀剂为钙矾石类膨胀剂；
所述稳定剂是甲基羟丙基纤维素醚；
所述消泡剂为干粉消泡剂；
所述砂为粒径30目的河砂。
与现有技术相比，本发明提供的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料较好地解决了灌浆材料流动性能和力学性能无法同时满足的现象，并解决了流动性充足时常见的泌水离析现象，灌浆材料可以在较短时间内能达到终凝并形成强度，并具有低收缩的特性，具体包括以下有益效果：
(1)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的流动度在10-13s；
(2)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的终凝时间在4-6h；
(3)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的12小时抗压强度在10MPa以上；
(4)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的3天抗折强度在3MPa以上；
(5)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的3天抗压强度在15MPa以上；
(6)新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的体积干缩率在0.5％以下。
基于上述理由本发明可在路面材料等领域广泛推广。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，所述新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的原料包括水泥、膨胀剂、稳定剂、减水剂、消泡剂、砂和水。
所述水泥的质量占所述原料中胶凝材料质量的90％-95％；
所述膨胀剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的6％；
所述稳定剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.01％；
所述减水剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.08％；
所述消泡剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.3％；
所述砂的质量和所述水泥质量相同；
所述水的质量为水泥质量的200％；
所述水泥为硅酸盐水泥；
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；
所述膨胀剂为钙矾石类膨胀剂；
所述稳定剂是甲基羟丙基纤维素醚；
所述消泡剂为干粉消泡剂；
所述砂为粒径30目的河砂。
上述一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料通过以下方法制备：
S1、将各组分材料按质量百分比称量后分开放置：硅酸盐水泥200份、河砂200份，聚羧酸高效减水剂0.2份，钙矾石类膨胀剂12份，甲基羟丙基纤维素醚稳定剂0.1份，干粉消泡剂0.6份和水400份；然后将其中的一半水泥倒入搅拌锅，以140±5r/min的转速搅拌30s；
将水和减水剂倒入搅拌锅，以140±5r/min的转速搅拌30s；
将剩下的水泥倒入搅拌锅，以140±5r/min的转速搅拌60s；
将砂倒入搅拌锅，以140±5r/min的转速搅拌60s；
将膨胀剂、稳定剂、消泡剂依次倒入搅拌锅，以140±5r/min的转速搅拌30s；
停拌30s，并把搅拌锅的锅壁及搅拌叶片上的拌合物刮到搅拌锅中；
最后以140±5r/min的转速搅拌60s；
S2、把步骤S1得到的拌合物浇注到模具(40mm×40mm×160mm)和锥模中，再用宽25mm的直边刀在浆体中来回插捣5次；
S3、将模具(40mm×40mm×160mm)放入胶砂养护箱中，在温度20±1℃，湿度＞95％的条件下养护12h脱模，脱模后的试件1放到20±1℃的水中中养护；
S4、将锥模也放入胶砂养护箱中，在温度20±1℃，湿度＞95％的条件下养护，测试其凝结时间。
检测实施例制得的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的性能，结果如下：
本发明的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的12h抗压强度达到25MPa以上，3d抗压强度达到38MPa以上，12h抗折强度达到5MPa以上，3d抗折强度达到6MPa以上，初凝时间在200mins以内，终凝时间在270mins以内，流动度在12s以内，12h收缩率在0.3％以内，1d收缩率在0.2％以内，说明本发明的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料性能优。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料的原料包括水泥、膨胀剂、减水剂、稳定剂、消泡剂、砂和水。
2.根据权利要求1所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述水泥的质量占所述原料中胶凝材料质量的90％-95％；
所述膨胀剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的6％；
所述稳定剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.01％；
所述减水剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.08％；
所述消泡剂的质量为所述原料中胶凝材料质量的0.3％；
所述砂的质量和所述水泥质量相同；
所述水的质量为水泥质量的200％。
3.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述膨胀剂为钙矾石类膨胀剂。
5.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述稳定剂为甲基羟丙基纤维素醚。
6.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述消泡剂为干粉消泡剂。
7.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
8.根据权利要求1或2所述的新型路用超高流动性早强水泥基灌浆材料，其特征在于，所述砂为粒径30目的河砂。
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