CN117342837A - 一种uhpc地面材料、缝隙式透水路面及其铺装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UHPC地面材料、缝隙式透水路面及其铺装方法，该UHPC地面材料包括以下重量百分比的组分：硅酸盐水泥32％‑37％，超细粉煤灰20％‑24％，减缩增强剂4％‑8％，膨润土1％‑2％，硅灰1％‑2％，石英砂骨料10％‑20％，橡胶颗粒8％‑10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％‑5％，缓凝剂0.2％‑0.4％，减水剂0.02％‑0.05％，可再分散性乳胶粉1％‑2％，聚乙烯醇纤维1％‑1.5％，聚酰亚胺树脂2％‑4％，防水剂0.3％‑0.4％。本申请UHPC地面材料，在薄层铺装时同样具有优异的抗裂抗拉强度，可满足切缝要求，将其应用于现浇缝隙式透水路面，填补了目前无现浇缝隙式透水路面的空白。
Description
技术领域
本申请属于城市市政道路建设领域，具体涉及一种UHPC地面材料、缝隙式透水路面及其铺装方法。
背景技术
海绵城市的建设发展带来了透水材料(例如透水混凝土)的飞速发展，透水混凝土的透水特性广受大众青睐。为了具备透水功能，透水混凝土表面和内部均存在较多孔隙，这些透水孔隙实质牺牲了材料的部分强度，导致透水混凝土使用过程中易出现强度等问题。
为既具备透水功能又具有优异的强度，市面上逐渐涌现出缝隙式透水路面。顾名思义，缝隙式透水路面不再依靠材料本身的孔隙来实现透水，而是在路面基础上进行留缝或切缝，利用缝隙进行渗水。目前的缝隙式透水路面多采用连锁式缝隙透水路面砖，由于现有混凝土材料进行地面铺装时，其整体的强度与混凝土材料铺装厚度相关，薄层铺装会极大降低其强度，留缝或切缝时已出现开裂或粉碎等问题；厚度又不利于留缝或切缝。故目前并无现浇缝隙式透水路面。
发明内容
本申请的目的是提供一种UHPC地面材料、缝隙式透水路面及其铺装方法，该UHPC地面材料在薄层铺装时同样具有优异的强度，可满足切缝要求，可填补目前无现浇缝隙式透水路面的空白。
一方面，本申请提供的一种UHPC地面材料，包括以下重量百分比的组分：
硅酸盐水泥32％-37％，超细粉煤灰20％-24％，减缩增强剂4％-8％，膨润土1％-2％，硅灰1％-2％，石英砂骨料10％-20％，橡胶颗粒8％-10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％-5％，缓凝剂0.2％-0.4％，减水剂0.02％-0.05％，可再分散性乳胶粉1％-2％，聚乙烯醇纤维1％-1.5％，聚酰亚胺树脂2％-4％，防水剂0.3％-0.4％。
在一些具体实施方式中，上述UHPC地面材料，包括以下重量百分比的组分：
硅酸盐水泥32％-35％，超细粉煤灰23％-24％，减缩增强剂4％-8％，膨润土1％-2％，硅灰1％-2％，石英砂骨料10％-20％，橡胶颗粒8％-10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％-5％，缓凝剂0.2％-0.4％，减水剂0.02％-0.05％，可再分散性乳胶粉1％-2％，聚乙烯醇纤维1％-1.5％，聚酰亚胺树脂2％-4％，防水剂0.3％-0.4％。
在一些具体实施方式中，石英砂骨料的重量百分比为12.65％-18.48％。
在一些具体实施方式中，减缩增强剂由质量比为1：(1-2)的硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂与硫铝酸盐熟料复配而成。
在一些具体实施方式中，石英砂骨料粒径10-20目。
在一些具体实施方式中，橡胶颗粒粒径3-6mm。
在一些具体实施方式中，聚乙烯醇纤维的粗细13-50微米，长度4-6毫米。
另一方面，本申请提供的缝隙式透水路面，从下至上依次包括素土夯实层，碎石垫层，透水混凝土基层，UHPC面层；UHPC面层上切割有缝隙，缝隙的深度同UHPC面层的厚度；所述UHPC面层采用上述UHPC地面材料。
在一些具体实施方式中，UHPC面层厚度为0.5cm-1cm。
再一方面，本申请提供的上述缝隙式透水路面的铺装方法，包括：
依次铺设素土夯实层，碎石垫层，透水混凝土基层，洒水润湿透水混凝土基层；
取上述UHPC地面材料100重量份，加入20-25重量份的水，搅拌得到浆体；
将浆体摊铺于透水混凝土基层表面并找平，摊铺厚度为0.5cm-1cm；
自然养护24小时以上至终凝，得到UHPC面层；
对UHPC面层进行切缝处理。
与现有技术相比，本申请具有如下优点和有益效果：
1.本申请提供的UHPC地面材料，其在薄层铺装时同样具有优异的抗裂抗拉强度，可满足切缝要求，可将其应用于现浇缝隙式透水路面，填补了目前无现浇缝隙式透水路面的空白。
2.本申请缝隙式透水路面具有优异的抗裂性能，此外，相对缝隙透水路面砖，本申请缝隙式透水路面还可切割出丰富多变的造型，从而赋予路面设计感。
附图说明
图1为本申请缝隙式透水路面的一种具体结构。
图中，1-素土夯实层，2-碎石垫层，3-透水混凝土基层，4-UHPC面层，5-缝隙。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本申请作更进一步地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本申请的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本申请保护的范围。
本申请UHPC地面材料，包括以下重量百分比的组分：硅酸盐水泥32％-38％，超细粉煤灰20％-24％，减缩增强剂4％-8％，膨润土1％-2％，硅灰1％-2％，石英砂骨料10％-20％，橡胶颗粒8％-10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％-5％，缓凝剂0.2％-0.4％，减水剂0.02％-0.05％，可再分散性乳胶粉1％-2％，聚乙烯醇纤维1％-1.5％，聚酰亚胺树脂2％-4％，防水剂0.3％-0.4％。
硅酸盐水泥和超细粉煤灰作为胶凝材料，超细粉煤灰的加入还可降低水化热。本申请中硅酸盐水泥的重量百分比可为32％-38％，32％-35％，或35％-38％；超细粉煤灰的重量百分比可为20％-24％，20％-23％或23％-24％。
减缩增强剂用来使砂浆产生微膨胀，微膨胀产生的预应力可有效补偿砂浆自身干缩产生的拉应力，降低尺寸变化率，从而防止开裂。本申请实施例中减缩增强剂由重量比为1：(1-2)的硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂与硫铝酸盐熟料复配而成，其中，硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂用来与硅酸盐水泥水化，产生钙矾石结晶水化物，使砂浆发生微膨胀；硫铝酸盐熟料可提供砂浆早期强度，补充硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂带来的强度损失。本申请中减缩增强剂的重量百分比可为4％-8％，4％-5％或5％-8％。
石英砂骨料用来提供强度，本申请中石英砂骨料的重量百分比可为10％-20％，12.65％-18.48％，12.65％-14.87％或14.87％-18.48％。橡胶颗粒代替部分骨料，可增强韧性，本申请中橡胶颗粒粒径3-6mm，其重量百分比可为8％-10％。纳米级纯丙烯酸乳液与硅酸盐水泥复合，可提高材料的粘结和抗裂性能；聚乙烯醇纤维和高相对分子质量聚酰亚胺树脂都具有高韧性，与硅酸盐水泥复合可以有效增强其韧性。橡胶颗粒，聚乙烯醇纤维和聚酰亚胺树脂的结合，有效增强了抗裂性能和抗拉性能。本申请中，纳米级纯丙烯酸乳液的重量百分比可为2％-5％，2％-4％或4％-5％；聚乙烯醇纤维的重量百分比可1％-1.5％；聚酰亚胺树脂的重量百分比可2％-4％，2％-3％或3％-4％。
可再分散乳胶粉能够增强砂浆的内聚力，增加砂浆的柔韧性，提高砂浆与基层的粘结力；减水剂用来减少用水量，硅灰用来增加砂浆的密实性，与防水剂共同使用进一步提高砂浆的抗渗性能。防水剂可选硬脂酸钙或硬脂酸钾,其重量百分比可为0.3％-0.4％；减水剂的重量百分比可为0.2％-0.4％；可再分散乳胶粉的重量百分比可为1％-2％,1％-1.5％,或1.5％-2％。
实施例和对比例所用原料具体如下：
硅酸盐水泥：华新PI52.5硅酸盐水泥；超细粉煤灰：渭电磨细Ⅰ级灰；减缩增强剂：市售硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂与硫铝酸盐熟料复配，质量比1:1；膨润土：钙基膨润土；硅灰，市售粒径0.01mm-0.03mm的硅灰；石英砂骨料：市售10-20目石英砂；橡胶颗粒：废旧橡胶轮胎加工而成的橡胶颗粒，粒径3-6mm；纳米级纯丙烯酸乳液：昕特玛纳米级阴离子型纯丙烯酸乳液PR3500，粒径30nm，固含量为29wt.％±1wt.％；缓凝剂：市售葡萄糖酸钠；减水剂：龙湖P20粉体聚羧酸减水剂；可再分散性乳胶粉：瓦克328胶粉；聚乙烯醇纤维：安徽皖维高新材料生产的高强高模聚乙烯醇纤维，粗细13-50微米，长度4-6毫米；聚酰亚胺树脂：齐飞医药化工生产的聚酰亚胺树脂粉末，相对分子质量4500-5000；防水剂：市售硬脂酸钙。
实施例和对比例中各原料组分的用量见表1所示，其中各组分用量采用重量份表示。按表1取原料，每100重量份原料加入20重量份的水进行搅拌，将所得浆体进行摊铺，摊铺厚度10mm，经过自然养护获得UHPC面层，分别检测对比例和实施例各UHPC面层的性能参数，数据见表2。从表2可以看出，实施例1-3的UHPC面层均同时具备优秀的抗压强度，抗折强度，粘结强度，抗拉强度，以及极小的尺寸变化率，大的尺寸变化率更易造成开裂等现象。
表1实施例和对比例中各组分的用量
表2实施例和对比例所得UHPC面层的性能参数数据
本申请UHPC地面材料对水泥基材料进行改进，通过多种功能外加剂的相互协同，使UHPC地面材料具有优异的抗裂抗拉性能等，同时还具有良好防水抗渗性，适用薄层铺装的切缝工作。本申请中橡胶颗粒和聚乙烯醇纤维协同增强材料的韧性和结构弹性，有利于促进增强材料的抗裂抗拉性能；聚酰亚胺树脂与橡胶颗粒和聚乙烯醇纤维复合，通过聚酰亚胺树脂自身的粘结力，将橡胶颗粒和聚乙烯醇纤维更好的连接，在其他原料为特定用量时，可进一步显著增强材料的抗裂抗拉性能。
本实施例提供的透水路面的铺装方法如下：
先铺设素土夯实层，碎石垫层，透水混凝土基层，扫除透水混凝土基层表面的灰尘或残渣，洒水润湿处理；按表1配方取各原料，将所有原料预先搅拌混合，之后按照每一百质量份原料混合物加23质量份水的比例，缓慢加入拌合水，搅拌5min至浆体均匀无结团，静置1min；再搅拌2min，即可开始摊铺；将浆体均匀摊铺在润湿的透水混凝土基层上，保证摊铺厚度达到10mm，找平；摊铺完成后，进行24h养护；待路面完全终凝获得UHPC面层。对UHPC面层进行切缝处理，切缝处理未引发开裂、粉碎等现象，缝隙宽度控制为1cm，每平方缝隙率为8％；随后进行扫灰和冲洗，即完成施工。
雨天时，雨水顺着UHPC面层4上的缝隙5流到透水混凝土基层3，经透水混凝土基层3渗入到碎石垫层2，经碎石垫层2中碎石间的缝隙向下流动，再经设置于碎石垫层2的排水管道排出雨水，从而避免了路面积水。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。
Claims (10)
1.一种UHPC地面材料，其特征是，包括以下重量百分比的组分：
硅酸盐水泥32％-37％，超细粉煤灰20％-24％，减缩增强剂4％-8％，膨润土1％-2％，硅灰1％-2％，石英砂骨料10％-20％，橡胶颗粒8％-10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％-5％，缓凝剂0.2％-0.4％，减水剂0.02％-0.05％，可再分散性乳胶粉1％-2％，聚乙烯醇纤维1％-1.5％，聚酰亚胺树脂2％-4％，防水剂0.3％-0.4％。
2.如权利要求1所述的UHPC地面材料，其特征是，包括以下重量百分比的组分：
硅酸盐水泥32％-35％，超细粉煤灰23％-24％，减缩增强剂4％-8％，膨润土1％-2％，硅灰1％-2％，石英砂骨料10％-20％，橡胶颗粒8％-10％，纳米级纯丙烯酸乳液2％-5％，缓凝剂0.2％-0.4％，减水剂0.02％-0.05％，可再分散性乳胶粉1％-2％，聚乙烯醇纤维1％-1.5％，聚酰亚胺树脂2％-4％，防水剂0.3％-0.4％。
3.如权利要求1或2任一项所述的UHPC地面材料，其特征是：
所述石英砂骨料的重量百分比为12.65％-18.48％。
4.如权利要求1或2任一项所述的UHPC地面材料，其特征是：
所述减缩增强剂由质量比为1：(1-2)的硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂与硫铝酸盐熟料复配而成。
5.如权利要求1或2任一项所述的UHPC地面材料，其特征是：
所述石英砂骨料粒径10-20目。
6.如权利要求1或2任一项所述的UHPC地面材料，其特征是：
所述橡胶颗粒粒径3-6mm。
7.如权利要求1或2任一项所述的UHPC地面材料，其特征是：
所述聚乙烯醇纤维的粗细13-50微米，长度4-6毫米。
8.缝隙式透水路面，其特征是：
从下至上依次包括素土夯实层，碎石垫层，透水混凝土基层，UHPC面层；UHPC面层上切割有缝隙，缝隙的深度同UHPC面层的厚度；
所述UHPC面层采用权利要求1-7中任一项所述的UHPC地面材料。
9.如权利要求8所述的缝隙式透水路面，其特征是：
所述UHPC面层厚度为0.5cm-1cm。
10.权利要求8所述缝隙式透水路面的铺装方法，其特征是，包括：
依次铺设素土夯实层，碎石垫层，透水混凝土基层，洒水润湿透水混凝土基层；
取权利要求1-7中任一项所述的UHPC地面材料100重量份，加入20-25重量份的水，搅拌得到浆体；
将浆体摊铺于透水混凝土基层表面并找平，摊铺厚度为0.5cm-1cm；
自然养护24小时以上至终凝，得到UHPC面层；
对UHPC面层进行切缝处理。
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|---|---|---|---|
| CN202311208012.9A CN117342837A (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 一种uhpc地面材料、缝隙式透水路面及其铺装方法 |
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- 2023-09-19 CN CN202311208012.9A patent/CN117342837A/zh active Pending
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