CN1736939A - 水泥稳定基层的超早强修补剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：蔗糖0.02％～0.13％，Na2SO4 6.6％～31.5％，NaCl 3.2％～22.1％，氟铝酸盐水泥6.2％～23.4％，硫铝酸盐水泥41.3％～79.8％，FDN高效减水剂1.0％～5.0％。本发明的该修补剂易于保存，使用方便，能够明显提高水泥稳定基层的早期强度，使其在较短的时间内达到工程要求，加快水泥水化，提高水泥稳定基层的早期强度，后期强度能持续发展。

Description

水泥稳定基层的超早强修补剂
技术领域
本发明属于无机复合材料，应用于路面工程中水泥稳定土领域，特别涉及一种水泥稳定基层的超早强修补剂。
背景技术
近年来中国在高等级公路上多采用半刚性路面，主要为二灰碎石和水泥稳定碎石或沙砾，这种结构层不但能提供重载车辆必需的承载能力，也具有良好的整体性和稳定性。对于水泥稳定基层，目前的施工方法是在碎石或沙砾中掺入水泥，在接近最佳含水量时碾压密实，经养生形成具有良好工程性质的水泥稳定基层。但这种材料有一个极其显著的特点是其强度的形成需要足够长的养生时间，在此期间，如果荷载的作用扰动了其整体结构，则半刚性材料的力学性质会受到很大的影响，表现为早期强度大幅度降低，后期强度增长也很缓慢，半刚性材料的其他性能也受到较大影响。然而，在工期紧的新建工程及不能过长中断交通的抢修工程中，客观上不可能有足够长的养生时间。这就要求基层必须在尽可能短的时间内达到强度要求以便进行面层的加铺。因此对半刚性基层材料进行特殊处理，使其在较短的时间内达到工程要求就十分必要。
发明内容
针对现有水泥稳定基层工艺的不足，本发明提出一种水泥稳定基层的超早强修补剂，该修补剂易于保存，使用方便，能够明显提高水泥稳定基层的早期强度，使其在较短的时间内达到工程要求，后期强度能持续发展。
本发明的技术方案是这样实现的：超早强水泥稳定基层修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                0.02％～0.13％
Na2SO4           6.6％～31.5％
NaCl                3.2％～22.1％
氟铝酸盐水泥        6.2％～23.4％
硫铝酸盐水泥        41.3％～79.8％
FDN高效减水剂       1.0％～5.0％
本发明包含的机理主要是两方面：一方面是通过加快水泥的凝结硬化，使水泥中硅酸盐的水化数量增多，提高早期强度；另一方面是掺入的早强剂中内部含有适量的阻裂及膨胀组分，能够消除或减少部分水泥石收缩所产生的内部应力，并进一步减少了集料-水泥浆界面处的缺陷。
在本修补剂制作过程中，先将上述各组分制备成比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，再按上述质量比混合均匀而成。在工程运用中，其用量为水泥重量的3％～15％。
本发明的修补剂经过试验室试验，与不掺修补剂的水泥稳定材料相比较，添加修补剂的水泥稳定材料24小时强度提高的比例超过20％，3天强度提高的比例超过15％。部分试验结果列于表-1中。
                   部分试验结果  表-1
项目            抗压强度(MPa)
    1d     2d     3d
  水泥剂量5％普通水泥稳定碎石     2.45     4.28     4.99
  水泥剂量5％掺加     3.27     5.23     5.94
    8％早强剂的水泥稳定碎石
具体实施方式
本发明的早强剂是将各组分先制成粉体材料(其表面积≥3000m2/kg)，按比例混合均匀制成修补剂。在应用时，将其作为一种外掺剂加入水泥中，其用量为水泥重量的3％～15％。在拌制混合料时，先将碎石、水泥与修补剂拌和均匀，再加入水继续拌和至形成均匀的水泥稳定碎石混合料。
本发明所用的试验方法，击实试验采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实使用方法(T0804-94)，抗压强度试验采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行测定。
实施例1
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                      0.05％
Na2SO4                 7.45％
NaCl                      8.0％
氟铝酸盐水泥              7.0％
硫铝酸盐水泥              75.0％
FDN高效减水剂             2.5％
将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-2。
超早强水泥稳定碎石抗压强度  表-2
龄期，h     16     24
抗压强度，MPa     3.82     4.35
如表-2，掺加超早强修补剂的水泥稳定碎石强度16h就可达到3.82MPa。
实施例2
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                     0.07％
Na2SO4                18.63％
NaCl                     12.5％
氟铝酸盐水泥             12.3％
硫铝酸盐水泥             54.0％
FDN高效减水剂            2.5％
将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-3。
            超早强水泥稳定碎石抗压强度  表-3
龄期，h     16     24
抗压强度，MPa     3.74     4.28
如表-3，掺加超早强修补剂的水泥稳定碎石强度16h就可达到3.74MPa。
实施例3
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                     0.11％
Na2SO4                19.99％
NaCl                     19.3％
氟铝酸盐水泥             14.3％
硫铝酸盐水泥             42.8％
FDN高效减水剂            3.5％
将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-4。
超早强水泥稳定碎石抗压强度  表-4
龄期，h     16     24
抗压强度，MPa     3.69     4.16
如表-4，掺加超早强修补剂的水泥稳定碎石强度16h就可达到3.69MPa。
实施例4
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                     0.03％
Na2SO4                19.27％
NaCl                     8.4％
氟铝酸盐水泥             18.0％
硫铝酸盐水泥             50.8％
FDN高效减水剂            3.5％
本实施例配制温度为25℃，16h可加铺面层的超早强水泥稳定碎石。将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-5。
超早强水泥稳定碎石抗压强度  表-5
龄期，h     16     24
抗压强度，MPa     3.78     4.25
如表-5，掺加超早强修补剂16h就可达到强度要求。
实施例5
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖               0.09％
Na2SO4          14.91％
NaCl               11.0％
氟铝酸盐水泥       12.0％
硫铝酸盐水泥       59.0％
FDN高效减水剂      3.0％
本实施例配制温度为17℃，48h可加铺面层的超早强水泥稳定碎石。将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的8％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-6。
表-6  超早强水泥稳定碎石抗压强度
龄期，h     48     72
抗压强度，MPa     3.96     4.23
如表-6，掺加超早强修补剂48h就可达到强度要求。
实施例6
水泥稳定基层的超早强修补剂，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                     0.10％
Na2SO4             15.51％
NaCl                  10.0％
氟铝酸盐水泥          14.0％
硫铝酸盐水泥          57.29％
FDN高效减水剂         3.1％
本实施例配制温度为20℃，36h可加铺面层的超早强水泥稳定碎石。将上述各组分先制成比表面积大于比表面积≥3000cm2/g的粉体材料，按上述质量比混合均匀制成修补剂。在水泥稳定碎石中按水泥重量的15％添加。然后按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的击实试验方法(T0804-94)进行击实试验确定出确定出最大干密度及最佳含水量。按照98％的压实度，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ 057-94)中的无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805-94)进行强度试验。其抗压强度如表-7。
  表-7  超早强水泥稳定碎石抗压强度
龄期，h     36     48
抗压强度，MPa     3.18     3.65
如表-7，掺加超早强修补剂36h可达到强度要求。

Claims (7)

1.一种水泥稳定基层的超早强修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.02％～0.13％
Na2SO4            6.6％～31.5％
NaCl                 3.2％～22.1％
氟铝酸盐水泥         6.2％～23.4％
硫铝酸盐水泥         41.3％～79.8％
FDN高效减水剂        1.0％～5.0％
2.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.05％
Na2SO4            7.45％
NaCl                 8.0％
氟铝酸盐水泥         7.0％
硫铝酸盐水泥         75.0％
FDN高效减水剂        2.5％。
3.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.07％
Na2SO4            18.63％
NaCl                 12.5％
氟铝酸盐水泥         12.3％
硫铝酸盐水泥         54.0％
FDN高效减水剂        2.5％。
4.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.11％
Na2SO4            19.99％
NaCl                 19.3％
氟铝酸盐水泥         14.3％
硫铝酸盐水泥         42.8％
FDN高效减水剂        3.5％。
5.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.03％
Na2SO4            19.27％
NaCl                 8.4％
氟铝酸盐水泥         18.0％
硫铝酸盐水泥         50.8％
FDN高效减水剂        3.5％。
6.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.09％
Na2SO4            14.91％
NaCl                 11.0％
氟铝酸盐水泥         12.0％
硫铝酸盐水泥         59.0％
FDN高效减水剂        3.0％。
7.根据权利要求1所述的超早强水泥混凝土修补剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
蔗糖                 0.10％
Na2SO4            15.51％
NaCl                 10.0％
氟铝酸盐水泥         14.0％
硫铝酸盐水泥         57.29％
FDN高效减水剂        3.1％。
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