CN113354371A - 一种半柔性路面专用灌浆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半柔性路面专用灌浆材料，包括以下按重量份计的各组分：河砂80~90份、水泥65~75份、煤灰19~24份、膨胀剂8~11份、减水剂2~3份和消泡剂0.5~1.5份，其制备方法，包括以下具体步骤：S1、将河砂洗净烘干后备用，分别取干燥的河砂、水泥和煤灰依次投入混合容器中，进行粉碎处理；S2、将河砂、水泥和煤灰均匀混合在一起；S3、加入膨胀剂、减水剂和消泡剂，再搅拌得到灌浆材料。本发明制备的灌浆材料具备更好的稳定性、流动性和抗压强度。

Description

一种半柔性路面专用灌浆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于灌浆材料生产技术领域，具体涉及一种半柔性路面专用灌浆材料及其制备方法。

背景技术

灌浆加固是一种常用的路面裂隙加固方法，所用灌浆材料可以在路面裂隙和孔隙中起到充填加固和堵水防渗等作用，半柔性路面是在碾压成型后的大空隙沥青混合料中灌注具有高流动性的特种水泥基灌浆材料而形成的一种刚柔相济的复合路面材料，兼具有沥青路面柔性好、抗裂能力强、无接缝和水泥混凝土路面刚性大、承载能力强、抗车辙性能好的优点，其弯沉值仅为普通沥青路面的1/5~1/2，抗车辙能力是普通沥青路面的10倍以上，同时还具有良好的抗水、耐油、耐酸等功能以及可着色性好的特点，既可用于旧路面的车辙病害维修，也可用于新建路面，且由于使用寿命长，减少维修频次，使得全生命周期的社会效益和经济效益显著。目前市售灌浆材料的流动性和抗压强度均不是很理想，鉴于此，有必要研究一种半柔性路面专用灌浆材料及其制备方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具备更好的稳定性、流动性和抗压强度的半柔性路面专用灌浆材料及其制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种半柔性路面专用灌浆材料，包括以下按重量份计的各组分：河砂80~90份、水泥65~75份、煤灰19~24份、膨胀剂8~11份、减水剂2~3份和消泡剂0.5~1.5份。

优选地，前述水泥选用强度大于43MPa、比表面积大于450cm²的铝酸盐水泥 。

再优选地，前述膨胀剂为UEA低碱膨胀剂或HCSA膨胀剂。

更优选地，前述减水剂由聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠组成，所述聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠的质量比为（2~5）：（3~4）。

进一步优选地，前述消泡剂为酰胺类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或多种。

一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，包括以下具体步骤：

S1、将河砂洗净烘干后备用，分别取干燥的河砂、水泥和煤灰依次投入混合容器中，先进行粉碎处理，粉碎后的河砂、水泥和煤灰分开储存；

S2、将河砂、水泥和煤灰均匀混合在一起，慢速搅拌15~25min；

S3、加入膨胀剂、减水剂和消泡剂，再搅拌35~45min，得到灌浆材料。

优选地，前述混合容器包括罐体和控制器，罐体内部由上至下依次设置有粉碎机构、储存机构、下料机构和搅拌机构，粉碎机构包括第一粉碎辊和第二粉碎辊，储存机构包括河砂储存桶、水泥储存桶和煤灰储存桶，河砂储存桶、水泥储存桶和煤灰储存桶的底端均连通有下料管，下料机构包括河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱，河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱的顶端均设置有多个加料口，底端设置有若干个均匀分布的漏孔，加料口通过下料支管连通下料管的底端，下料管和下料支管均选用可伸缩软管，储存机构的下方固定设置有隔板，河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱的顶端两侧均通过滑动机构滑动连接于隔板的底部，隔板的中部设置有供下料支管穿过的长条开口，隔板的下方固定有送药管，送药管的底端连接有多个等间隔分布的喷头。

再优选地，前述滑动机构包括安装于隔板底部的三组导轨、与导轨滑动连接的导块和传动连接导块的驱动电机，三组导块分别安装于河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱顶端的两侧，通过驱动机构的驱动以实现河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱的左右移动。

更优选地，前述第一粉碎辊和第二粉碎辊的下方固定设置有倒锥形挡料板，倒锥形挡料板通过管路分别连通河砂储存桶、水泥储存桶和煤灰储存桶。

进一步优选地，前述罐体的顶端和底端分别设置有进料口和出料口，罐体侧壁的下部设置有进药口，进药口通过管路连通送药管。

本发明的有益之处在于：本发明制备的灌浆材料具备更好的稳定性、流动性和抗压强度，先将河砂、煤灰和水泥分别粉碎成相同粒度的粉末，可有效提高其混合的均匀度；粉碎后的河砂、煤灰和水泥分别经河砂下料箱、水泥下料箱和煤灰下料箱底部的漏孔均匀下落至罐体底部，可使三者原料之间的混合更加均匀，从而可有效提高制备灌浆材料的稳定性、流动性和抗压性。

附图说明

图1是本发明中混合容器的结构示意图；

图2是本发明中河砂下料箱的结构示意图；

图3是本发明中隔板的俯视图。

图中附图标记的含义：1、罐体，1.1、进料口，1.2、出料口，1.3、进药口，2、搅拌机构，3、第一粉碎辊，4、第二粉碎辊，5、河砂储存桶，6、水泥储存桶，7、煤灰储存桶，8、下料管，9、河砂下料箱，9.1、加料口，9.2、漏孔，10、水泥下料箱，11、煤灰下料箱，12、隔板，12.1、长条开口，13、送药管，14、喷头。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，包括以下具体步骤：

S1、将河砂洗净烘干后备用，分别取干燥的河砂、水泥和煤灰依次投入混合容器中，先进行粉碎处理，粉碎后的河砂、水泥和煤灰分开储存；

S2、将河砂、水泥和煤灰均匀混合在一起，慢速搅拌15~25min；

S3、加入膨胀剂、减水剂和消泡剂，再搅拌35~45min，得到灌浆材料。

参见图1，本发明中的混合容器包括罐体1和控制器，罐体1内部由上至下依次设置有粉碎机构、储存机构、下料机构和搅拌机构2，粉碎机构包括第一粉碎辊3和第二粉碎辊4，第一粉碎辊3和第二粉碎辊4的下方固定设置有倒锥形挡料板16，倒锥形挡料板16通过管路分别连通河砂储存桶5、水泥储存桶6和煤灰储存桶7。

储存机构包括河砂储存桶5、水泥储存桶6和煤灰储存桶7，河砂储存桶5、水泥储存桶6和煤灰储存桶7的底端均连通有下料管8。下料机构包括河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11，河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11的顶端均设置有多个加料口9.1，参见图2，底端设置有若干个均匀分布的漏孔9.2，加料口9.1通过下料支管连通下料管8的底端，下料管8和下料支管均选用可伸缩软管，以避免影响河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11的来回移动。

储存机构的下方固定设置有隔板12，河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11的顶端两侧均通过滑动机构滑动连接于隔板12的底部，隔板12的中部设置有供下料支管穿过的长条开口12.1，参见图3。动机构包括安装于隔板12底部的三组导轨、与导轨滑动连接的导块15和传动连接导块15的驱动电机，三组导块15分别安装于河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11顶端的两侧，通过驱动机构的驱动以实现河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11的左右移动。

隔板12的下方固定有送药管13，送药管13的底端连接有多个等间隔分布的喷头14，可将液体原料均匀洒落至固体混合物上，提高各原料之间的混合均匀性。罐体1的顶端设置有进料口1.1和出料口1.2，罐体1侧壁的下部设置有进药口1.3，进药口1.3通过管路连通送药管13。在罐体1的外侧壁上还设置有控制面板，控制面板、粉碎机构、滑动机构和搅拌机构2均通过导线连接控制器，通过控制面板即可操作各机构的工作。

为了更好的阐述本发明中的混合容器，下面具体说明其工作过程：

将称量好的干燥河砂、水泥和煤灰依次投入罐体1加料口9.1，经第一粉碎辊3和第二粉碎辊4粉碎后分别送入河砂储存桶5、水泥储存桶6和煤灰储存桶7储存，开启管路上的电子阀，河砂、水泥和煤灰经下料管8和下料支管分别进入河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11中，河砂下料箱9、水泥下料箱10和煤灰下料箱11在相对应的滑动机构的驱动下来回移动，在移动的过程中，河砂、水泥和煤灰经漏孔9.2分别均匀的下落至罐体1的底部，同时开启搅拌机构2，待全部物料均下落完成后，再搅拌15~25min；将膨胀剂、减水剂和消泡剂经送药管13喷洒至固体混合物上，同时搅拌35~45min，得到灌浆材料。

实施例1

一种半柔性路面专用灌浆材料，包括以下按重量份计的各组分：河砂80份、水泥65份、煤灰19份、UEA低碱膨胀剂8份、减水剂2份和酰胺类消泡剂0.5份。水泥选用强度大于43MPa、比表面积大于450cm²的铝酸盐水泥，减水剂由聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠组成，聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠的质量比为2：3。

实施例2

一种半柔性路面专用灌浆材料，包括以下按重量份计的各组分：河砂80~90份、水泥75份、煤灰24份、HCSA膨胀剂11份、减水剂3份和有机硅氧烷类消泡剂1.5份。水泥选用强度大于43MPa、比表面积大于450cm²的铝酸盐水泥，减水剂由聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠组成，聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠的质量比为5：4。

实施例3

一种半柔性路面专用灌浆材料，包括以下按重量份计的各组分：河砂85份、水泥70份、煤灰22份、膨胀剂10份、减水剂2.5份和聚醚类消泡剂1份。水泥选用强度大于43MPa、比表面积大于450cm²的铝酸盐水泥，膨胀剂为UEA低碱膨胀剂，减水剂由聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠组成，聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠的质量比为3：4。

对比例1

本对比例中的灌浆材料配方和制备方法均与实施例1相同，区别在于混合容器选用普通搅拌器，且河砂、水泥和煤灰在混合前不经粉粹处理。

对比例2

本对比例中的灌浆材料配方和制备方法均与实施例1相同，区别在于混合容器选用普通搅拌器。

对比例3

选择市售的普通灌浆材料。

性能检测时间

根据GB50119-2003测试水泥基灌浆材料的流动度，根据GB/T17671-1999测试水泥基灌浆材料的抗压强度，根据GB50119-2003测试水泥基灌浆材料的竖向膨胀率，检测结果如下表。

从上表可以看出，本发明制备灌浆材料的抗压强度、流动度和膨胀率都明优于市售的普通灌浆材料，且通过实施例1、对比例1和对比例2的实验数据对比可知，本发明中的混合容器混合制备的灌浆材料的性能优于普通搅拌器，且河砂、水泥和煤灰在混合前经粉粹处理，可以提高灌浆材料的各性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半柔性路面专用灌浆材料，其特征在于，包括以下按重量份计的各组分：河砂80~90份、水泥65~75份、煤灰19~24份、膨胀剂8~11份、减水剂2~3份和消泡剂0.5~1.5份。

2.根据权利要求1所述的一种半柔性路面专用灌浆材料，其特征在于，所述水泥选用强度大于43MPa、比表面积大于450cm²的铝酸盐水泥 。

3.根据权利要求1所述的一种半柔性路面专用灌浆材料，其特征在于，所述膨胀剂为UEA低碱膨胀剂或HCSA膨胀剂。

4.根据权利要求1所述的一种半柔性路面专用灌浆材料，其特征在于，所述减水剂由聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠组成，所述聚羧酸醚类减水剂和三聚磷酸钠的质量比为（2~5）：（3~4）。

5.根据权利要求1所述的一种半柔性路面专用灌浆材料，其特征在于，所述消泡剂为酰胺类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1、将河砂洗净烘干后备用，分别取干燥的河砂、水泥和煤灰依次投入混合容器中，先进行粉碎处理，粉碎后的河砂、水泥和煤灰分开储存；

S2、将河砂、水泥和煤灰均匀混合在一起，慢速搅拌15~25min；

S3、加入膨胀剂、减水剂和消泡剂，再搅拌35~45min，得到灌浆材料。

7.根据权利要求6中所述的一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述混合容器包括罐体（1）和控制器，所述罐体（1）内部由上至下依次设置有粉碎机构、储存机构、下料机构和搅拌机构（2），所述粉碎机构包括第一粉碎辊（3）和第二粉碎辊（4），所述储存机构包括河砂储存桶（5）、水泥储存桶（6）和煤灰储存桶（7），所述河砂储存桶（5）、水泥储存桶（6）和煤灰储存桶（7）的底端均连通有下料管（8），所述下料机构包括河砂下料箱（9）、水泥下料箱（10）和煤灰下料箱（11），所述河砂下料箱（9）、水泥下料箱（10）和煤灰下料箱（11）的顶端均设置有多个加料口（9.1），底端设置有若干个均匀分布的漏孔（9.2），所述加料口（9.1）通过下料支管连通下料管（8）的底端，所述下料管（8）和下料支管均选用可伸缩软管，所述储存机构的下方固定设置有隔板（12），所述河砂下料箱（9）、水泥下料箱（10）和煤灰下料箱（11）的顶端两侧均通过滑动机构滑动连接于隔板（12）的底部，所述隔板（12）的中部设置有供下料支管穿过的长条开口（12.1），所述隔板（12）的下方固定有送药管（13），所述送药管（13）的底端连接有多个等间隔分布的喷头（14）。

8.根据权利要求7中所述的一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述滑动机构包括安装于隔板（12）底部的三组导轨、与导轨滑动连接的导块（15）和传动连接导块（15）的驱动电机，三组所述导块（15）分别安装于河砂下料箱（9）、水泥下料箱（10）和煤灰下料箱（11）顶端的两侧，通过所述驱动机构的驱动以实现河砂下料箱（9）、水泥下料箱（10）和煤灰下料箱（11）的左右移动。

9.根据权利要求7中所述的一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述第一粉碎辊（3）和第二粉碎辊（4）的下方固定设置有倒锥形挡料板（16），所述倒锥形挡料板（16）通过管路分别连通河砂储存桶（5）、水泥储存桶（6）和煤灰储存桶（7）。

10.根据权利要求7中所述的一种半柔性路面专用灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述罐体（1）的顶端设置有进料口（1.1）和出料口（1.2），罐体（1）侧壁的下部设置有进药口（1.3），所述进药口（1.3）通过管路连通送药管（13）。

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