CN114085063B - 半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法和应用 - Google Patents

半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法和应用，以矿渣和水玻璃为凝胶材料，矿渣在水玻璃的作用下逐渐溶解生成硅氧四面体及铝氧四面体单体，随后两种单体以及固体水玻璃溶解生成的硅氧四面体相互链接、碰撞生成低聚体，单体与单体或低聚体进一步缩聚脱水形成具有三维网状空腔结构的高聚物即无机凝胶；细河沙粉和粗河沙作为细粗集料能有效延长灌浆料的凝结时间和抑制裂纹扩展；本发明的灌浆材料，经济环保，能够代替或者部分代替传统硅酸盐水泥灌浆料，减少水泥使用量，降低CO2排放。本发明的碱灌浆材料与现有的灌浆料相比，早强快硬，浆料质地均匀不离析不泌水，凝结时间可控，抗压抗折强度高，7d收缩小于0.4％。

Description

半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及路面材料技术领域，尤其涉及一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法和应用。
背景技术
当前路面可分为两种，一种是刚性水泥混凝土路面，另一种是柔性沥青路面。由于水泥混凝土路面易开裂，行车颠簸逐渐被沥青路面所取代。随社会巨大变革，日益增长的交通负载量加剧了沥青路面在城市道路的公交站、十字路口；高速公路的收费站、隧道进出口；进出码头的港口道路以上三种部位的耐久性差及使用寿命短等问题。为解决上述问题，一种刚柔并济的新型路面结构即半柔性路面逐渐成熟。
当前半柔性路面灌浆料以硅酸盐水泥为主，国内外研究表明传统硅酸盐水泥灌浆料存在凝结时间长、流动性差、早期强度较低，高水灰比下泌水严重，收缩大等缺点，需要较多种类的外加剂来改善流动性能，降缩以及缩短凝结时间和提高早期强度。
基于目前的半柔性路面灌浆料存在的缺陷，有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
本发明提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：52.5～87.5份的矿渣、8.75-25份的水玻璃、5～30份的细河沙粉、0.1～0.5份的保水剂、10～50份的粗河沙、32～40份的水。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，所述矿渣为高炉矿渣，所述矿渣的粒径为2～200μm。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，所述水玻璃的模数为1.5～3。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，所述细河沙粉的粒径为2～300μm。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，所述粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，所述保水剂为羧甲基淀粉钠。
第二方面，本发明还提供了一种所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合后，加水，搅拌即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
优选的是，所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合以小于100r/min的速率搅拌，加水后以1000～1500r/min继续搅拌，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
第三方面，本发明还提供了一种所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料在半柔性路面灌浆材料中的应用。
本发明的一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙，矿渣和水玻璃为凝胶材料，矿渣在水玻璃的作用下(水为反应介质)逐渐溶解生成硅氧四面体及铝氧四面体单体，随后两种单体以及固体水玻璃溶解生成的硅氧四面体相互链接、碰撞生成低聚体，单体与单体或低聚体进一步缩聚脱水形成具有三维网状空腔结构的高聚物，即无机凝胶；细河沙粉和粗河沙作为细粗集料能有效延长灌浆料的凝结时间和抑制裂纹扩展；本发明的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，无需较多的水性外加剂，相对稳定，经济环保，能够代替或者部分代替传统硅酸盐水泥灌浆料，减少水泥使用量，降低CO2排放。本申请的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料与现有的水泥基灌浆料相比，早强快硬，浆料质地均匀不离析不泌水，凝结时间可控，初凝时间40-70min，终凝时间50-86min；3d抗压强度35-45MPa，28d抗压强度55-65MPa；3d抗折强度3.5-7MPa，28d抗折强度4-8MPa；7d收缩小于0.4％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度结果图；
图2为本发明实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度结果图；
图3为本发明实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度结果图；
图4为本发明实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度结果图；
图5为本发明实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度结果图；
图6为本发明实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度结果图；
图7为本发明实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度结果图；
图8为本发明实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度结果图；
图9为本发明实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度结果图；
图10为本发明实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度结果图；
图11为本发明实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度结果图；
图12为本发明实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度结果图；
图13为本发明实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度结果图；
图14为本发明实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度结果图；
图15为本发明实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度结果图；
图16为本发明实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值结果图；
图17为本发明实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值结果图；
图18为本发明实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值结果图；
图19为本发明实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值结果图；
图20为本发明实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：52.5～87.5份的矿渣、8.75-25份的水玻璃、5～30份的细河沙粉、0.1～0.5份的保水剂、10～50份的粗河沙、32～40份的水。
本申请的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，矿渣和水玻璃为凝胶材料，矿渣在水玻璃的作用下(水为反应介质)逐渐溶解生成硅氧四面体及铝氧四面体单体，随后两种单体以及固体水玻璃溶解生成的硅氧四面体相互链接、碰撞生成低聚体，单体与单体或低聚体进一步缩聚脱水形成具有三维网状空腔结构的高聚物，即无机凝胶；细河沙粉和粗河沙作为细粗集料能有效延长灌浆料的凝结时间和抑制裂纹扩展；本申请的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，无需较多的水性外加剂，相对稳定，经济环保，能够代替或者部分代替传统硅酸盐水泥灌浆料，减少水泥使用量，降低CO2排放。本申请的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料与现有的水泥基灌浆料相比，早强快硬，浆料质地均匀不离析不泌水，凝结时间可控，初凝时间(即可操作时间)40-70min，终凝时间50-86min；3d抗压强度35-45MPa，28d抗压强度55-65MPa；3d抗折强度3.5-7MPa，28d抗折强度4-8MPa；7d收缩小于0.4％。
在一些实施例中，矿渣为高炉矿渣，矿渣的粒径为2～200μm。具体的，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm。
在一些实施例中，水玻璃的模数为1.5～3。具体的，水玻璃模数指的是水玻璃中二氧化硅与氧化钠摩尔数的比值M(SiO2/Na2O)。
在一些实施例中，细河沙粉的粒径为2～300μm。具体的，细河沙粉由干净的河沙经球磨制得，球磨至粒径为2～300μm。
在一些实施例中，粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％。
在一些实施例中，保水剂为羧甲基淀粉钠。羧甲基淀粉钠作为保水剂能有效改善灌浆料的泌水情况及触变性能。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合后，加水，搅拌即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
在一些实施例中，将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合以小于100r/min的速率搅拌，加水后以1000～1500r/min继续搅拌，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
具体的，在一些实施例中，将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合以10～90r/min的速率搅拌均匀后，加入2/3质量的水在1000～1500r/min下搅拌2min，最后加入余下的1/3质量的水继续搅拌均匀，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
本发明的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，将各原料混合后加水搅拌即可使用，制备工艺简单，具有较好的流动性能易于灌入。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了上述制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料在半柔性路面灌浆材料中的应用。
以下进一步以具体实施例说明本申请的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料及其制备方法。
实施例1
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合以50r/min的速率搅拌均匀后，加入2/3质量的水在1200r/min下搅拌2min，最后加入余下的1/3质量的水继续搅拌均匀，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
测试上述实施例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能，结果如下表1所示。
表1-实施例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能
Figure BDA0003396785480000051
Figure BDA0003396785480000061
表1中，可操作性时间就是初凝时间，根据JT/T 1238—2019进行测试；1725ML漏斗流失时间就是流动度，根据JT/T 1238—2019进行测试。
实施例2
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、20份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为80份，矿渣和水玻璃的重量比为5:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例3
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、30份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为70份，矿渣和水玻璃的重量比为5:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为100份，矿渣和水玻璃的重量比为5:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
将矿渣、水玻璃、保水剂、粗河沙混合以50r/min的速率搅拌均匀后，加入2/3质量的水在1200r/min下搅拌2min，最后加入余下的1/3质量的水继续搅拌均匀，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
实施例4
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：67.5份的矿渣、22.5份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
测试上述实施例4中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能，结果如下表4所示。
表2-实施例4中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能
Figure BDA0003396785480000071
实施例5
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为90份，矿渣和水玻璃的重量比为4:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例6
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为90份，矿渣和水玻璃的重量比为6:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例7
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：矿渣、水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水，矿渣和水玻璃的重量份之和为90份，矿渣和水玻璃的重量比为7:1；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例8
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、20份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
测试上述实施例8中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能，结果如下表3所示。
表3-实施例8中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能
Figure BDA0003396785480000081
实施例9
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、10份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例10
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、30份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例11
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、50份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例12
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、38份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
测试上述实施例12中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能，结果如下表4所示。
表4-实施例12中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能
Figure BDA0003396785480000091
Figure BDA0003396785480000101
实施例13
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、34份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例14
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、35份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例15
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、37份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例16
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.1份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
测试上述实施例16中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能，结果如下表5所示。
表5-实施例16中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的性能
Figure BDA0003396785480000111
实施例17
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.3份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
实施例18
本申请实施例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.4份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠。
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供了一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料，包括以下重量份原料：75份的矿渣、15份的水玻璃、10份的细河沙粉、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；
上述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
将矿渣、水玻璃、细河沙粉、粗河沙混合以50r/min的速率搅拌均匀后，加入2/3质量的水在1200r/min下搅拌2min，最后加入余下的1/3质量的水继续搅拌均匀，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
性能测试
测试实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度，结果如图1所示。图1中横坐标表示灌浆材料中细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度，结果如图2所示。图2中横坐标表示灌浆材料中矿渣和水玻璃的质量比。
测试实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度，结果如图3所示。图3中横坐标表示灌浆材料中粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度，结果如图4所示。图4中横坐标表示灌浆材料中水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的流动度，结果如图5所示。图5中横坐标表示灌浆材料中保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
从图1～5中可以看出，水量对灌浆料的流动度具有积极作用，而矿渣和水玻璃配比、细沙、粗砂及保水剂掺量对流动度有负面效果。以上配比的灌浆料流动度主要集中在21.9-48S，具有部分自流入效果，在施工过程中可采取振捣技术或者压力灌浆以便达到较高的灌注率。就流动度而言推荐配比：细河沙粉掺量10％(即细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)、矿渣与水玻璃的质量比为(3～5):1，粗河沙掺量(即粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)为0.3～0.4、水量0.36～0.38(即水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)、保水剂掺量0.1～0.2％(保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)。
测试实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度，结果如图6所示。图6中横坐标表示灌浆材料中细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度，结果如图7所示。图7中横坐标表示灌浆材料中矿渣和水玻璃的质量比。
测试实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度，结果如图8所示。图8中横坐标表示灌浆材料中粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度，结果如图9所示。图9中横坐标表示灌浆材料中水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗折强度，结果如图10所示。图10中横坐标表示灌浆材料中保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
从图6～10中可以看出，以上配比的灌浆材料抗折强度7d≥4Mpa，完全符合《半柔性混合料用水泥基灌浆材料》(JT/T 1238—2019)要求灌浆料抗折强度7d≥2Mpa，所以在以上的配比当中无推荐要求，可根据其它性能的技术要求进行选择。
测试实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度，结果如图11所示。图11中横坐标表示灌浆材料中细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度，结果如图12所示。图12中横坐标表示灌浆材料中矿渣和水玻璃的质量比。
测试实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度，结果如图13所示。图13中横坐标表示灌浆材料中粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度，结果如图14所示。图14中横坐标表示灌浆材料中水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的抗压强度，结果如图15所示。图15中横坐标表示灌浆材料中保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
从图11～15中可以看出，以上配比的灌浆材料抗折强度7d≥4Mpa，完全符合《半柔性混合料用水泥基灌浆材料》(JT/T 1238—2019)要求灌浆料抗折强度7d≥2Mpa，所以在以上的配比当中无推荐要求，可根据其它性能的技术要求进行选择。
测试实施例1～3以及对比例1中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值，结果如图16所示。图16中0％、10％、20％、30％表示灌浆材料中细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、4～7中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值，结果如图17所示。图17中3:1、4:1、5:1、6:1、7:1表示灌浆材料中矿渣和水玻璃的质量比。
测试实施例1、8～11中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值，结果如图18所示。图18中0.1、0.2、0.3、0.4、0.5表示灌浆材料中粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例1、12～15中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值，结果如图19所示。图19中0.34、0.35、0.36、0.37、0.38表示灌浆材料中水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
测试实施例实施例1、16～18和对比例2中制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的7d干燥收缩值，结果如图20所示。图15中中0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％表示灌浆材料中保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比。
从图16～20中可以看出，以上配比的灌浆材料干燥收缩具有一定的波动，不过波动均在可控范围内，灌浆材料的干燥收缩完全符合《道路灌注式半柔性路面技术规程》(T/CECS G:D51 01—2019)要求灌浆料7d干燥收缩≤0.3％；就干燥收缩性能而言推荐配比：细河沙粉掺量10％(即细河沙粉的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)、矿渣与水玻璃的质量比为(4～5):1、粗河沙掺量(即粗河沙的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)为0.3～0.4、水量0.36～0.38(即水的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)、保水剂掺量0～0.1％(保水剂的质量占细河沙粉、矿渣和水玻璃的质量之和的百分比)。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，其特征在于，
所述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料包括以下重量份原料：67.5份的矿渣、22.5份的水玻璃、10份的细河沙粉、0.2份的保水剂、40份的粗河沙、36份的水；
其中，矿渣由水淬粒化高炉矿渣经球磨而成，球磨至粒径为2～200μm；水玻璃模数为2；细河沙粉的粒径为2～300μm；粗河沙0.6mm的筛孔通过率为100％、0.075mm的筛孔通过率≤0.2％；保水剂为羧甲基淀粉钠；
所述半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合后，加水，搅拌即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
2.如权利要求1所述的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料的制备方法，其特征在于，将矿渣、水玻璃、细河沙粉、保水剂、粗河沙混合以小于100r/min的速率搅拌，加水后以1000～1500r/min继续搅拌，即得半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料。
3.一种如权利要求1所述的制备方法制备得到的半柔性路面用碱激发矿渣基灌浆材料在半柔性路面灌浆材料中的应用。
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