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一種速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法與流程

文檔序號:12636971閱讀:249來源:國知局
一種速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法與流程
本發(fā)明涉及建筑材料
技術領域
,特別是涉及一種速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法。
背景技術
:速凝快硬超早強路面修補混凝土是指養(yǎng)護6小時,立方體抗壓強度大于30MPa的混凝土。速凝快硬超早強路面修補混凝土因具有快速凝結硬化、早期強度高,可快速修復路面、減少道路封閉養(yǎng)護時間、降低由于道路修復導致的交通擁堵、降低反復維修次數(shù)等優(yōu)點,其技術研究已經成為了道路養(yǎng)護行業(yè)重點關注的技術之一。隨著國家高速公路的發(fā)展,城市交通日益發(fā)達,公路橋梁面層經常發(fā)生開裂、坑洞等破壞現(xiàn)象,而且城市市政公用設施的緊急搶修時有發(fā)生,速凝快硬超早強路面修補混凝土在城市公眾設施的緊急搶修,保障城市有序運行等工程中具有突出的應用優(yōu)勢。目前,速凝快硬超早強路面修補混凝土其膠凝材料為不飽和聚酯樹脂,但是其單價較高,而且該樹脂固化時反應熱高,收縮較嚴重,這兩個原因阻礙了該高性能的聚合物混凝土的推廣應用。除以上情況外,目前多數(shù)技術配制超早強路面修補混凝土時,膠凝材料體系復雜,一般會采用多種活性摻料改善性能。例如專利CN102701684A是將硫鋁酸鹽水泥、河砂、碎石、礦粉、固體早強組分、液體早強組分及自來水按重量配比進行混合并充分攪拌而成,固體早強組分為葡萄糖酸鈉、氯化鋰、氟化鉀、硅灰中的一種或幾種,液體早強組分為聚羧酸減水劑、甲基硅醇鈉溶液中的一種或兩種,體系復雜導致混凝土生產流程復雜,可變因素增加,養(yǎng)護條件高,使得該技術難以真正大規(guī)模應用于實際工程中,最終脫離實際應用。隨著需求的迫切和研究的深入,速凝快硬超早強路面修補混凝土的缺點慢慢被改善,通過調整砂石級配,盡可能使混凝土密實,降低孔隙率,降低收縮率。通過提高樹脂的利用率,可以降低該混凝土的成本。但是,現(xiàn)有技術中的速凝快硬超早強路面修補混凝土仍然存在因膠凝成分含量高而導致的成本高的問題,且收縮率、力學性能均不能達到理想要求的問題。因此,針對現(xiàn)有技術不足,提供一種速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法以克服現(xiàn)有技術不足甚為必要。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法,該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量低、成本低廉,力學性能佳、收縮小,對道路養(yǎng)護條件要求低。本發(fā)明的上述目的通過如下技術手段實現(xiàn)。提供一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,由膠凝材料、河砂、碎石、水泥、引發(fā)劑和促進劑組成;按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料320~350,河砂730~790,碎石920~960,水泥250~350,引發(fā)劑3~4,促進劑1.5~2。優(yōu)選的,上述的速凝快硬超早強路面修補混凝土,按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料330~350,河砂730~760,碎石920~960,水泥250~330,引發(fā)劑3.3~3.5,促進劑1.7~1.8。優(yōu)選的,上述膠凝材料為191C不飽和聚酯樹脂,固含量為63~69%,液體黏度為400~600MPa·s。本發(fā)明的速凝快硬超早強路面修補混凝土中所用的不飽和聚酯樹脂,是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物,是一種熱固性樹脂,可以在室溫下固化,常壓下成型,工藝靈活方便。優(yōu)選的,上述河砂為中砂,石粉含量不大于4%,泥塊含量不大于0.5%,所述河砂的含水量不大于2%。優(yōu)選的,上述碎石為5~31.5mm連續(xù)級配反擊破碎石,針片狀含量不大于5%,含泥量不大于0.5%,泥塊含量不大于0.2%。優(yōu)選的,上述的速凝快硬超早強路面修補混凝土,單方混凝土中含有,31.5~26.5mm粒徑的碎石:115~120㎏;26.5~19mm粒徑的碎石:200~209㎏;19~16mm粒徑的碎石:95~98㎏;16~9.5mm粒徑的碎石:250~261㎏;9.5~4.75mm粒徑的碎石:260~272㎏;其中,31.5~26.5mm粒徑的碎石的質量比為1,26.5~19mm粒徑的碎石的質量比為1.75,19~16mm粒徑的碎石的質量比為0.82,16~9.5mm粒徑的碎石的質量比為2.18,9.5~4.75mm粒徑的碎石的質量比為2.27。優(yōu)選的,上述水泥為P·O42.5普通硅酸鹽水泥,水泥28d膠砂抗壓強度不低于48MPa,水泥標準稠度用水量不大于26%;所述引發(fā)劑為過氧化甲乙酮,白色液體,密度為1.1~1.2g/ml;所述促進劑為鈷含量1%異辛酸鈷,藍色液體,密度為1.1~1.2g/ml。優(yōu)選的,上述速凝快硬超早強路面修補混凝土,按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料340,河砂750,碎石960,水泥250,引發(fā)劑3.4,促進劑1.7;或者膠凝材料330,河砂750,碎石920,水泥300,引發(fā)劑3.3,促進劑1.7;或者膠凝材料350,河砂760,碎石920,水泥270,引發(fā)劑3.5,促進劑1.8;或者膠凝材料350,河砂730,碎石920,水泥330,引發(fā)劑3.5,促進劑1.8。本發(fā)明同時提供上述速凝快硬超早強路面修補混凝土的制備方法,通過如下步驟制備,步驟1.將河砂分別放入烘箱烘干水分,使其含水量低于2%;步驟2.分別按比例稱量河砂、碎石、水泥、膠凝材料、引發(fā)劑和促進劑;步驟3.將河砂、碎石、水泥攪拌均勻作為骨料混合物;同時進行樹脂混合物的配置;樹脂混合物的配置具體是:將引發(fā)劑加入膠凝材料中攪拌均勻,再加入促進劑并攪拌均勻作為樹脂混合物;步驟4.將樹脂混合物加入到骨料混合物,攪拌均勻形成速凝快硬超早強路面修補混凝土。優(yōu)選的,上述步驟4具體是,將樹脂混合物分兩次加入到強制式攪拌機中的骨料混合物,第一次加入量為60-70%,攪拌60-90秒,第二次加入剩余的樹脂混合物,再攪拌60-90秒。本發(fā)明的速凝快硬超早強路面修補混凝土及其制備方法,混凝土由膠凝材料、河砂、碎石、水泥、引發(fā)劑和促進劑組成;按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料320~350,河砂730~790,碎石920~960,水泥250~350,引發(fā)劑3~4,促進劑1.5~2。該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量為320~350㎏/m3,膠凝材料含量低、成本低廉,力學性能佳、收縮小,6小時抗壓強度不低于30MPa,總收縮率為0.3~0.5‰,7d抗壓強度高于60MPa,28d抗壓強度高于72.6MPa,對道路養(yǎng)護條件要求低,解決了現(xiàn)有技術中由于普通混凝土養(yǎng)護條件苛刻,養(yǎng)護時間久,導致路面修補恢復通車時間久影響交通的問題。本發(fā)明的混凝土可以改變現(xiàn)時管養(yǎng)的路段橋梁橋面鋪裝層破碎、橋梁伸縮縫和路面坑槽等病害修復模式,能夠實現(xiàn)及時修復,快速使混凝土達到強度,及時開放交通,避免反復維修,降低養(yǎng)護成本,高效完成任務,減少對交通造成的影響。附圖說明利用附圖對本發(fā)明作進一步的說明,但附圖中的內容不構成對本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明一種速凝快硬超早強路面修補混凝土應用的工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明實施例6的速凝快硬超早強路面修補混凝土修補橋梁伸縮縫的現(xiàn)場施工完6小時、通車前的現(xiàn)場圖片;圖3是本發(fā)明實施例6的速凝快硬超早強路面修補混凝土修補橋梁伸縮縫的現(xiàn)場施工完3天后現(xiàn)場圖片;圖4是本發(fā)明實施例6的速凝快硬超早強路面修補混凝土修補橋梁伸縮縫的現(xiàn)場施工完28天后現(xiàn)場圖片;圖5是本發(fā)明實施例6的速凝快硬超早強路面修補混凝土修補橋梁伸縮縫的現(xiàn)場施工試件的抗壓強度與時間關系圖。具體實施方式結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例1。一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,由膠凝材料、河砂、碎石、水泥、引發(fā)劑和促進劑組成;按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料320~350,河砂730~790,碎石920~960,水泥250~350,引發(fā)劑3~4,促進劑1.5~2。其中,膠凝材料為191C不飽和聚酯樹脂,固含量為63~69%,液體黏度為400~600MPa·s。本發(fā)明的速凝快硬超早強路面修補混凝土中所用的不飽和聚酯樹脂,是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物,是一種熱固性樹脂,可以在室溫下固化,常壓下成型,工藝靈活方便。河砂為中砂,石粉含量不大于4%,泥塊含量不大于0.5%,所述河砂的含水量不大于2%。碎石為5~31.5mm連續(xù)級配反擊破碎石,針片狀含量不大于5%,含泥量不大于0.5%,泥塊含量不大于0.2%。該速凝快硬超早強路面修補混凝土,單方混凝土中含有,31.5~26.5mm粒徑的碎石:115~120㎏;26.5~19mm粒徑的碎石:200~209㎏;19~16mm粒徑的碎石:95~98㎏;16~9.5mm粒徑的碎石:250~261㎏;9.5~4.75mm粒徑的碎石:260~272㎏;其中,31.5~26.5mm粒徑的碎石的質量比為1,26.5~19mm粒徑的碎石的質量比為1.75,19~16mm粒徑的碎石的質量比為0.82,16~9.5mm粒徑的碎石的質量比為2.18,9.5~4.75mm粒徑的碎石的質量比為2.27。水泥為P·O42.5普通硅酸鹽水泥,水泥28d膠砂抗壓強度不低于48MPa,水泥標準稠度用水量不大于26%。引發(fā)劑為過氧化甲乙酮,白色液體,俗稱白水,密度為1.1~1.2g/ml。促進劑為鈷含量1%異辛酸鈷,藍色液體,俗稱藍水,密度為1.1~1.2g/ml。該速凝快硬超早強路面修補混凝土,其制備方法包括如下步驟:步驟1.將河砂分別放入烘箱烘干水分,使其含水量低于2%;步驟2.分別按比例稱量河砂、碎石、水泥、膠凝材料、引發(fā)劑和促進劑;步驟3.將河砂、碎石、水泥攪拌均勻作為骨料混合物;同時進行樹脂混合物的配置;樹脂混合物的配置具體是:將引發(fā)劑加入膠凝材料中攪拌均勻,再加入促進劑并攪拌均勻作為樹脂混合物;步驟4.將樹脂混合物加入到骨料混合物,攪拌均勻形成速凝快硬超早強路面修補混凝土。步驟4具體是,將樹脂混合物分兩次加入到強制式攪拌機中的骨料混合物,第一次加入量為60-70%,攪拌60-90秒,第二次加入剩余的樹脂混合物,再攪拌60-90秒。將本發(fā)明步驟4制備的速凝快硬超早強路面修補混凝土澆筑到道路的待修補處,用振動棒振搗1min,使混凝土密室,然后用抹刀抹平表面,靜置6小時即可完成對路面的修護。待修補處的路面預先進行過處理,待修補路面預先進行清干凈浮渣、保持干燥并嚴禁用水沖洗。通過本發(fā)明的速凝快硬超早強路面修補混凝土進行路面修護的流程圖如圖1所示。本發(fā)明的速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量為320~350㎏/m3,膠凝材料含量低、成本低廉,力學性能佳、收縮小。通過對其性能進行檢查,6小時抗壓強度不低于30MPa,總收縮率為0.3~0.5‰,7d抗壓強度高于60MPa,28d抗壓強度高于72.6MPa。本發(fā)明的混凝土對道路養(yǎng)護條件要求低,解決了現(xiàn)有技術中由于普通混凝土養(yǎng)護條件苛刻,養(yǎng)護時間久,導致路面修補恢復通車時間久影響交通的問題。本發(fā)明的混凝土可以改變現(xiàn)時管養(yǎng)的路段橋梁橋面鋪裝層破碎、橋梁伸縮縫和路面坑槽等病害修復模式,能夠實現(xiàn)及時修復,快速使混凝土達到強度,及時開放交通,避免反復維修,降低養(yǎng)護成本,高效完成任務,減少對交通造成的影響。實施例2。一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,其它特征與實施例1相同,不同之處在于采用如下配備,按照單方用量㎏/m3標準計,各成分的用量如下:膠凝材料330~350,河砂730~760,碎石920~960,水泥250~330,引發(fā)劑3.3~3.5,促進劑1.7~1.8。該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量為330~350㎏/m3,膠凝材料含量低、成本低廉,力學性能佳、收縮小。通過對其性能進行檢查,6小時抗壓強度不低于30MPa,總收縮率為0.3~0.5‰,7d抗壓強度高于60MPa,28d抗壓強度高于72.6MPa。本發(fā)明的混凝土對道路養(yǎng)護條件要求低,解決了現(xiàn)有技術中由于普通混凝土養(yǎng)護條件苛刻,養(yǎng)護時間久,導致路面修補恢復通車時間久影響交通的問題。本發(fā)明的混凝土可以改變現(xiàn)時管養(yǎng)的路段橋梁橋面鋪裝層破碎、橋梁伸縮縫和路面坑槽等病害修復模式,能夠實現(xiàn)及時修復,快速使混凝土達到強度,及時開放交通,避免反復維修,降低養(yǎng)護成本,高效完成任務,減少對交通造成的影響。實施例3。一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,單方(m3)混凝土組分如下:不飽和聚酯樹脂330㎏,5-10的碎石920㎏,河砂750㎏,水泥300㎏,引發(fā)劑3.3㎏,促進劑1.7㎏。材料準備齊全后,按以下步驟進行操作:第一步:干燥砂石,篩分石子,同時處理待修補路面;第二步:每盤拌制混凝土100L(0.1m3),計算稱量每組分質量,不飽和聚酯樹脂33㎏、河砂75㎏、碎石92㎏、水泥30㎏、引發(fā)劑300ml、促進劑150ml。碎石各組分質量如表1所示:表1粒徑(mm)單方混凝土碎石各組分質量(㎏)31.5-26.511.526.5-192019-169.516-9.5259.5-4.7526第三步:將河砂、碎石、水泥按從粗到細的投料順序投入到強制式攪拌機中,攪拌60s,以致均勻;第四步:與第三步同時進行,首先將引發(fā)劑加入到不飽和聚酯樹脂中,攪拌均勻,然后加入促進劑,攪拌均勻;第五步:將樹脂混合物分兩次加入到強制式攪拌機中,第一次加入70%,攪拌60s,第二次將加入剩余樹脂,再攪拌60s,即可得到本發(fā)明中的一種速凝快硬超早強路面修補混凝土;第六步:澆筑混凝土到已處理好的待修補處,振動棒振搗60s,抹刀抹平表面,靜置6小時。本發(fā)明中的速凝快硬超早強路面修補混凝土,混凝土工作性能、力學性能佳?;炷劣不阅堋⑹湛s率如表2所示。表2實施例3混凝土性能實驗結果該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量低、成本低廉,力學性能佳、收縮小,6小時抗壓強度為31.3MPa,總收縮率為0.4‰,7d抗壓強度為60.4MPa,28d抗壓強度為72.63MPa。對道路養(yǎng)護條件要求低,能夠較快進行道路修復。實施例4。一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,單方(m3)混凝土組分如下:不飽和聚酯樹脂340㎏,5-10的碎石960㎏,河砂750㎏,水泥250㎏,引發(fā)劑3.4㎏,促進劑1.7㎏。材料準備齊全后,按以下步驟操作:第一步:干燥河砂,篩分石子,同時處理待修補路面。第二步:每盤拌制混凝土100L(0.1m3),計算稱量每組分質量,不飽和聚酯樹脂34㎏、河砂75㎏、碎石96㎏、水泥25㎏、引發(fā)劑310ml、促進劑150ml。碎石各組分質量如表3所示:表3第三步:將河砂、碎石、水泥按從粗到細的投料順序投入到強制式攪拌機中,攪拌60s,以致均勻。第四步:與第三步同時進行,首先將引發(fā)劑加入到樹脂中,攪拌均勻,然后加入促進劑,攪拌均勻。第五步:將樹脂混合物分兩次加入到強制式攪拌機中,第一次加入70%,攪拌60s,第二次將加入剩余樹脂,再攪拌60s,即可得到本發(fā)明中的一種速凝快硬超早強路面修補混凝土。第六步:澆筑混凝土到已處理好的待修補處,振動棒振搗60s,抹刀抹平表面,靜置6小時。本發(fā)明中的速凝快硬超早強路面修補混凝土,混凝土工作性能、力學性能佳?;炷劣不阅?、收縮率如表4所示。表4實施例4混凝土性能實驗結果該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量低、成本低廉。力學性能佳、收縮小,6小時抗壓強度為33.2MPa,總收縮率為0.3‰,7d抗壓強度為61.8MPa,28d抗壓強度為72.39MPa。對道路養(yǎng)護條件要求低,能夠較快進行道路修復。實施例5。一種速凝快硬超早強路面修補混凝土,單方(m3)混凝土組分如下:不飽和聚酯樹脂350㎏,5-10的碎石920㎏,河砂760㎏,水泥270㎏,引發(fā)劑3.5㎏,促進劑1.8㎏。材料準備齊全后,按以下步驟操作:第一步:干燥河砂,篩分石子,同時處理待修補路面;第二步:每盤拌制混凝土50L(0.05m3),計算稱量每組分質量,樹脂17.5㎏,河砂38㎏、碎石46㎏、水泥13.5㎏、引發(fā)劑160ml、促進劑80ml;碎石各組分質量如表5所示:表5第三步:將河砂、碎石、水泥按從粗到細的投料順序投入到強制式攪拌機中,攪拌60s,以致均勻;第四步:與第三步同時進行,首先將引發(fā)劑加入到樹脂中,攪拌均勻,然后加入促進劑,攪拌均勻;第五步:將樹脂混合物一次性加入到強制式攪拌機中攪拌90s,即可得到本發(fā)明中的一種速凝快硬超早強路面修補混凝土;第六步:澆筑混凝土到已處理好的待修補處,振動棒振搗60s,抹刀抹平表面,靜置6小時。本發(fā)明中的速凝快硬超早強路面修補混凝土,混凝土工作性能、力學性能佳?;炷劣不阅堋⑹湛s率如表6所示。表6實施例5混凝土性能實驗結果表5中,總收縮包括化學收縮、干燥收縮。該速凝快硬超早強路面修補混凝土膠凝材料含量低、成本低廉。力學性能佳、收縮小,6小時抗壓強度為32.3MPa,總收縮率為0.3‰,7d抗壓強度為60.3MPa,28d抗壓強度為71.79MPa。對道路養(yǎng)護條件要求低,能夠較快進行道路修復。實施例6。廣東省中山市東升鎮(zhèn)公路養(yǎng)護所管養(yǎng)段國道105線獅窖口大橋橋梁伸縮縫修補用速凝快硬超早強路面修補混凝土,總方量0.4m3。單方(m3)混凝土組分如下:不飽和聚酯樹脂350㎏,5-10的碎石920㎏,河砂730㎏,水泥330㎏,引發(fā)劑3.5㎏,促進劑1.8㎏。材料準備齊全后,按以下步驟操作:第一步:干燥河砂,篩分石子,同時處理待修補路面;第二步:每盤拌制混凝土50L(0.05m3),計算稱量每組分質量,樹脂17.5㎏、河砂36.5㎏、碎石46㎏、水泥16.5㎏、引發(fā)劑160ml、促進劑80ml;碎石各組分質量圖表7所示:表7第三步:將河砂、碎石、水泥按從粗到細的投料順序投入到強制式攪拌機中,攪拌60s,以致均勻;第四步:與第三步同時進行,首先將引發(fā)劑加入到樹脂中,攪拌均勻,然后加入促進劑,攪拌均勻;第五步:將樹脂混合物一次性加入到強制式攪拌機中攪拌90s,即可得到本發(fā)明中的一種速凝快硬超早強路面修補混凝土;第六步:澆筑混凝土到已處理好的待修補處,振動棒振搗60s,抹刀抹平表面,靜置6小時。本實施例中的速凝快硬超早強路面修補混凝土修補橋梁伸縮縫的現(xiàn)場情況如圖2至5所示,其中,圖2是施工完6小時、通車前的現(xiàn)場圖片;圖3是施工完3天后現(xiàn)場圖片;圖4是施工完28天的現(xiàn)場圖片;圖5是現(xiàn)場施工試件的抗壓強度與時間關系圖。從圖中可以看出,本技術方案所述速凝快硬超早強路面修補混凝土無倒縮現(xiàn)象;隨養(yǎng)護時間增加,抗壓強度隨之增強;6小時抗壓強度大于30MPa,,7d抗壓強度為60.4MPa,28d標準養(yǎng)護時間強度達到了72.6MPa,性能良好。該性能可以滿足東升公路養(yǎng)護所管養(yǎng)國道G105日均車流量高達10萬車次的順利安全通行要求,并且達到“當天能修復、當天達強度、當天能通車”的良好效果,改變了以往傳統(tǒng)水泥混凝土的“一天修復,養(yǎng)生許久”所導致交通執(zhí)擁堵的嚴重弊端。最后應當說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。當前第1頁1 2 3 
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