CN110981375A - 桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，是由水泥25~40份，石膏粉0~4份，硅微粉2~4份，膨胀剂1~4份，石英砂25~33份，碎石32~40份；减水剂0.05~0.1份，缓凝剂0.05~0.15份，高吸水树脂0.01~0.1份，锂盐0.005~0.01份，消泡剂0~0.01份配制而成。本发明所用原料配比合理，早期强度高，最快1h能够达到30MPa以上，后期强度稳定增长，28天强度能够达到60MPa以上，作为桥梁伸缩缝或混凝土路面修补材料使用时，能增强混凝土的自身内养护作用，减少了硬化混凝土的体积收缩，增强了其体积稳定性，满足了快速开放交通的需求。

Description

桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

技术领域

本发明涉及路面混凝土修补技术，尤其是涉及一种桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料。

背景技术

随着公路交通量日益增加，路面混凝土载荷激增，部分水泥混凝土路面承载力不足或者路基缺陷，导致混凝土路面产生不同程度的开裂破损情况，而路面平整度降低，则直接影响行车的舒适度。在道路桥梁中，伸缩缝是桥梁工程极其重要的组成部分，如果桥梁伸缩缝锚固区的混凝土出现开裂或破碎，将直接影响到桥梁的运营使用。

钢筋混凝土因其优异的力学性能和耐久性，能够满足交通承载和锚固桥梁伸缩装置的要求。采用普通混凝土材料对桥梁伸缩缝的开裂处进行修补，由于材料强度增长慢，所需养护时间长，而封闭交通的维修方法对交通影响较大，因此桥梁伸缩缝的快速维修越来越受到重视，而快硬混凝土具有快硬、早强的特点，可以在短时间内达到开放交通的强度要求，已经在快速修补领域广泛应用。

但快硬混凝土在开放交通以后就很难得到有效的养护，这对于混凝土的强度发展、体积稳定性具有很大的影响。如何满足在不影响快速开放交通的前提下又能减少对混凝土后期强度发展的不良影响，特别是减少硬化混凝土的体积收缩以增强其体积稳定性成为业界急需解决的技术问题，而解决好这些问题对保证和延长道路桥梁伸缩缝锚固区混凝土服役期的显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，本发明修补料在满足快速开放交通的同时，能增强混凝土的自身内养护作用，减少了硬化混凝土的体积收缩，增强了其体积稳定性。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，是由原料水泥、石膏粉、硅微粉、膨胀剂、石英砂、碎石、减水剂、缓凝剂、高吸水树脂、锂盐、消泡剂按下述质量份配制而成：

水泥25~40份，石膏粉0~4份，硅微粉2~4份，膨胀剂1~4份，石英砂25~33份，碎石32~40份；减水剂0.05~0.1份，缓凝剂0.05~0.15份，高吸水树脂0.01~0.1份，锂盐0.005~0.01份，消泡剂0~0.01份；水胶比为0.25~0.3。

本发明所用水泥为由普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比3:1~1:6配制的混合胶凝料；其中普通硅酸盐水泥的强度等级为42.5或52.5级，快硬硫铝酸盐水泥的强度等级为42.5R级。

优选地，普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为2:1~1:4，进一步优选，普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的质量比为1:2~1:3。

本发明所用的膨胀剂为轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂配制的复合膨胀剂；其中轻烧镁质膨胀剂中MgO含量≥50wt％，水化活性值t为80～220s，0.08mm筛余≤5％；氧化钙类膨胀剂中游离氧化钙的含量为50～80wt％，0.08mm筛余≤5％。

实际使用时，轻烧镁质膨胀剂的水化活性值80s≤t＜150s时，所述轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为3:1～1:1（优选地，轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为2:1～1:1）；轻烧镁质膨胀剂的水化活性值为150s≤t≤220s时，所述轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为1:1～1:5（优选地，轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为1:1～1:2）。

本发明所用的减水剂为聚羧酸高效减水剂（粉状）。

本发明所用的缓凝剂为葡萄糖酸钠、硼酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或两种以上配合使用，优选地，可将葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比5:1~1:2配合使用；更好的是将葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比3:1~2:1配合使用。

本发明所用的石膏粉为硬石膏粉，其中硫酸钙含量＞80%，0.08mm细度小于10%。

本发明所用的锂盐为硫酸锂、碳酸锂、氯化锂中的一种或两种以上配合使用。

本发明所用的高吸水树脂的吸盐水率大于150，粒径≤100μm；在混凝土材料搅拌过程中，高吸水树脂可快速吸水，吸水质量能够达到其自身质量的150倍以上，吸水后的高吸水树脂也可以增加湿拌混凝土的和易性，混凝土硬化后随着其内部湿度的降低，高吸水树脂会通过释水来增加硬化混凝土内部的湿度，为胶凝材料继续水化提供所需要的自由水，达到混凝土材料自养生和减小混凝土干燥收缩的目的。

本发明所用的石英砂为细度模数2.6~2.9的中级石英砂，含泥量小于0.5%；所用碎石为粒径5~20mm的连续级配碎石，含泥量小于0.1%。

采用本发明配制的快速修补材料对桥梁伸缩缝开裂或破碎处进行修改时，其施工方法如下：

S1、结合现场施工情况及性能要求，在本发明公开各原料的比例范围内，合理调节材料配比；施工前先进行小样的配比实验，满足施工及性能要求，即可确定补偿收缩快速修补材料的最佳配比；

S 2、按尺寸要求，凿除并清理原伸缩缝混凝土，对坑槽进行冲洗和清洁，未见明水即可；

S 3、根据补偿收缩快速修补材料的最佳配比搅拌制备混凝土，然后浇筑、轻微振捣并抹平；

S4、覆膜或者土工布保水养护1~4h，强度即可达到30MPa以上，满足开放交通的要求。

上述施工方法中S 3步骤混凝土料的制备方法如下：

（1）根据配比将所有原料全部放入搅拌锅内干拌3分钟；

（2）将水缓缓加入到搅拌锅里面，边搅拌边加水，加水后再搅拌2分钟；

（3）停止搅拌，静止1分钟，等气泡溢出；

（4）出料、浇筑。

需要注意的是：本发明快速修补材料施工时，混凝土材料的搅拌、浇筑、振捣并抹平的总时间要控制在快速修补材料初凝以前（约20分钟）。

本发明所用原料配比合理，早期强度高，最快1h能够达到30MPa以上，后期强度稳定增长，28天强度能够达到60MPa以上，作为桥梁伸缩缝或混凝土路面修补材料使用时，能增强混凝土的自身内养护作用，减少了硬化混凝土的体积收缩，增强了其体积稳定性，满足了快速开放交通的需求；其优点主要体现在以下两点：

1、采用高吸水树脂作为内养生剂，吸水后的高吸水树脂也可以增加湿拌混凝土的和易性，增加硬化混凝土内部的湿度，为胶凝材料继续水化提供所需要的自由水，达到混凝土材料自养生和减小混凝土干燥收缩的目的。

2、加入混凝土膨胀剂更有利于减小混凝土收缩，保证混凝土的体积稳定性，减少因混凝土收缩而导致桥梁伸缩缝锚固区混凝土与桥梁体开裂等问题。采用轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的复合膨胀剂，更有利于对混凝土进行补偿收缩。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做更加详细的说明。

实施例1 配制1#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比1:6配制）25份，石膏粉2份，硅微粉3份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:5配制）4份，石英砂30份，碎石36份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比3:1配制）0.05份，高吸水树脂0.05份，碳酸锂0.01份，消泡剂0.005份，水胶比为0.25。

施工时，先凿除桥梁伸缩缝开裂处的混凝土，对坑槽进行冲洗和清理，未见明水即可；将所有原料放入搅拌锅内干拌三分钟，再将水缓缓加入进去，边搅拌边加水，加水完毕持续再搅拌两分钟，然后静止一分钟等气泡溢出后，出料、浇注（控制混凝土材料的搅拌、浇注、振捣、抹平等所用的总时间在20分钟以内，即修补材料初凝之前）；最后覆膜或者用土工布保水养护1~4h，修补材料的强度可达到30MPa以上，满足即开放交通。

实施例2 配制2#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比3:1配制）40份，石膏粉2份，硅微粉3份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:2配制）2份，石英砂30份，碎石36份，减水剂0.1份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比2:1配制）0.05份，高吸水树脂0.08份，硫酸锂0.01份，消泡剂0.005份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例3 配制3#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比2:1配制）30份，石膏粉2份，硅微粉3份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:2配制）2份，石英砂25份，碎石40份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比2:1配制）0.15份，高吸水树脂0.05份，碳酸锂0.01份，消泡剂0.005份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例4 配制4#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比1:1配制）30份，石膏粉2份，硅微粉3份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:2配制）2份，石英砂33份，碎石32份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比3:1配制）0.15份，高吸水树脂0.05份，碳酸锂0.01份，消泡剂0份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例5 配制5#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比2:1配制）30份，石膏粉2份，硅微粉3份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:2配制）1份，石英砂30份，碎石36份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比5:1配制）0.05份，高吸水树脂0.05份，碳酸锂0.005份，消泡剂0.01份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例6 配制6#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料（对比例，不添加高吸水树脂）

所用原料的质量份配比为：水泥30份（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比1:2配制），石膏粉0份，硅微粉4份，膨胀剂（轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂按质量比1:2配制）2份，石英砂30份，碎石36份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比2:1配制）0.05份，碳酸锂0.01份，消泡剂0份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例7 配制7#桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料（对比例，不添加膨胀剂）

所用原料的质量份配比为：水泥（42.5级普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比1:2配制）30份，石膏粉4份，硅微粉2份，石英砂30份，碎石36份，减水剂0.05份，缓凝剂（葡萄糖酸钠与酒石酸按质量比2:1配制）0.05份，碳酸锂0.01份，高吸水树脂0.05份，消泡剂0.005份，水胶比为0.25。

施工方法同实施例1。

实施例8 实施例1~实施例7配制的修补材料的性能对比

分别测试实施例1~实施例7配制的修补材料的相关性能：初始流动性、初凝时间、终凝时间、1~4h、3d、28d抗压强度、28d混凝土干燥收缩率，具体数据见下表1、表2（实施例1~实施例7配制的修补材料分别标注为1#~7#）。

表1 不同龄期不同养护条件下混凝土抗压强度数据

表2 混凝土工作性能、凝结时间及28d干缩率

从表1、表2中数据可以看出：

本发明配制的修补材料的流动性可满足现场施工的要求，修补材料最快1h抗压强度能够达到30MPa以上，完全满足通车需求；4h后，所有修补材料的抗压强度均能够达到30MPa以上。

28d干缩率数据可以看出，添加高吸水树脂和膨胀剂有利于大幅降低混凝土的干燥收缩。

从强度数据可以看出，掺高吸水树脂的混凝土干养条件下强度比同龄期标准养护持平或略高，说明高吸水树脂作为内养生剂有利于混凝土后期水化。

Claims (10)

1.一种桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：是由原料水泥、石膏粉、硅微粉、膨胀剂、石英砂、碎石、减水剂、缓凝剂、高吸水树脂、锂盐、消泡剂按下述质量份配制而成：

水泥25~40份，石膏粉0~4份，硅微粉2~4份，膨胀剂1~4份，石英砂25~33份，碎石32~40份；减水剂0.05~0.1份，缓凝剂0.05~0.15份，高吸水树脂0.01~0.1份，锂盐0.005~0.01份，消泡剂0~0.01份；水胶比为0.25~0.3。

2.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥按质量比3:1~1:6配制的混合胶凝料。

3.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述膨胀剂为轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂配制的复合膨胀剂；其中轻烧镁质膨胀剂中MgO含量≥50wt％，水化活性值t为80～220s，0.08mm筛余≤5％；所述氧化钙类膨胀剂中游离氧化钙的含量为50～80wt％，0.08mm筛余≤5％。

4.根据权利要求3所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述轻烧镁质膨胀剂的水化活性值为80s≤t＜150s时，所述轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为3:1～1:1；所述轻烧镁质膨胀剂的水化活性值为150s≤t≤220s，所述轻烧镁质膨胀剂与氧化钙类膨胀剂的质量比为1:1～1:5。

5.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于： 所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。

6.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、硼酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或两种以上配合使用。

7.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述石膏粉为硬石膏粉，其中硫酸钙含量＞80%，0.08mm细度小于10%。

8.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述锂盐为硫酸锂、碳酸锂、氯化锂中的一种或两种以上配合使用。

9.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述高吸水树脂的吸盐水率大于150，粒径≤100μm。

10.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用补偿收缩快速修补材料，其特征在于：所述石英砂为细度模数2.6~2.9的中级石英砂，含泥量小于0.5%；所述碎石为粒径5~20mm的连续级配碎石，含泥量小于0.1%。