本發(fā)明涉及一種用于混凝土路面的快速修補(bǔ)材料制備方法，屬于道路工程材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全的重要命脈，由于其特有的優(yōu)越性和靈活性，發(fā)揮著其他運(yùn)輸方式所不可替代的作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)發(fā)展，近幾年交通量急劇增長(zhǎng)和車(chē)載重量劇增，我國(guó)水泥混凝土路面的破損日益嚴(yán)重，不僅早期修建的水泥混凝土路面接近其使用壽命，而且近年來(lái)新建的混凝土路面在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)年限時(shí)出現(xiàn)不同程度的破壞，除此之外，復(fù)雜惡劣的使用環(huán)境也會(huì)使道面在服役一段時(shí)間后，不可避免地要出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。上述各種原因引起的道面損壞不僅影響了人們的正常生活而且造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于交通繁忙的道路進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，不允許長(zhǎng)時(shí)間封閉交通，尤其是高速公路和城市道路，若采用普通水泥混凝土修補(bǔ)，養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)，早期強(qiáng)度低，一般需要5～7天才能開(kāi)放交通。所以其維修盡量應(yīng)在運(yùn)營(yíng)間隙的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行修補(bǔ)。
目前，常用的水泥基快速修補(bǔ)材料多為干硬、半干硬狀態(tài)，采用干壓或振動(dòng)成型。這樣不但影響施工時(shí)間，不利于快速開(kāi)放交通，增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且這類(lèi)材料早期強(qiáng)度低、與舊混凝土粘結(jié)性較差，易產(chǎn)生裂縫，影響道面的修補(bǔ)效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于混凝土路面的快速修補(bǔ)材料制備方法。以解決現(xiàn)有技術(shù)施工麻煩，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工后強(qiáng)度低、與舊混凝土粘結(jié)性較差，易產(chǎn)生裂縫，影響道面的修補(bǔ)效果的不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種用于混凝土路面的快速修補(bǔ)材料制備方法，該方法按以下質(zhì)量份材料：復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰5～15份、礦粉5～15份、聚丙烯纖維0.1～0.5份、調(diào)凝組分0.15～0.35份、減水組分1～1.5份、細(xì)集料150～300份、粗集料0～400份加、水28～35份拌合而成。
前述方法中，該方法按以下質(zhì)量份材料：復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰8份、礦粉6份，聚丙烯纖維0.3份、調(diào)凝組分0.25份、減水組分1.2份、細(xì)集料150份、粗集料380份、水30份拌合而成。
前述方法中，所述調(diào)凝組分為葡萄糖酸鈉和氯化鈣，質(zhì)量比例為1:4～2:5。
前述方法中，所述粉煤灰為Ⅰ級(jí)灰，需水比不大于95%。
前述方法中，所述礦粉比表面積不小于650m2/kg。
前述方法中，所述細(xì)集料為0～4.75mm連續(xù)級(jí)配河砂，所述粗集料為5～15mm連續(xù)級(jí)石灰石。
前述方法中，所述加水拌合過(guò)程是①加入復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料、粉煤灰、礦粉、聚丙烯纖維、調(diào)凝組分、減水組分及總用水量的2/3進(jìn)行低速攪拌30s；②加入細(xì)集料高速攪拌30s；③加入粗集料及剩余的水?dāng)嚢?min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的修補(bǔ)材料以無(wú)機(jī)成分為主，與原混凝土物理性能相當(dāng)，這使得修補(bǔ)材料在外力作用和溫、濕度變化下發(fā)生的各種彈、塑性變形與原路面較為一致，能夠減少因二者變形差過(guò)大引起的過(guò)渡區(qū)開(kāi)裂、修補(bǔ)材料脫落等情況的發(fā)生。本發(fā)明的修補(bǔ)材料與原路面混凝土性比具有更好的性能，如早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度不倒縮、強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速、耐久性良好、低滲透、低收縮等，這使得混凝土路面經(jīng)修補(bǔ)后，恢復(fù)或有更高的綜合性能。本發(fā)明的修補(bǔ)材料具有較好的流動(dòng)性，在鋼筋密集區(qū)無(wú)需振搗而能夠達(dá)到自流平，極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少施工帶來(lái)的環(huán)境負(fù)荷。本發(fā)明的修補(bǔ)材料能夠在短時(shí)間內(nèi)完成修補(bǔ)并恢復(fù)通車(chē)，并且拌合物凝結(jié)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體的施工情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，可控性強(qiáng)。本發(fā)明的修補(bǔ)材料主要由復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料組成，所用原材料來(lái)源廣泛、成本低廉，并添加了較大量的工業(yè)廢渣，適應(yīng)建材行業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的要求。本發(fā)明在使用時(shí)只需按規(guī)定的水灰比加水及集料拌和均勻，機(jī)械泵送或人工施工后，無(wú)需人工抹平，靠漿體在自重作用下流動(dòng)形成平整表面。本發(fā)明的修補(bǔ)材料可以廣泛地應(yīng)用于道路、機(jī)場(chǎng)、橋面、隧道、停車(chē)場(chǎng)、港口、碼頭等水泥混凝土結(jié)構(gòu)的快速修補(bǔ)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
一種用于混凝土路面的快速修補(bǔ)材料制備方法，該方法按以下質(zhì)量份材料：復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰5～15份、礦粉5～15份、聚丙烯纖維0.1～0.5份、調(diào)凝組分0.15～0.35份、減水組分1～1.5份、細(xì)集料150～300份、粗集料0～400份加、水28～35份拌合而成。最佳的質(zhì)量份材料為：復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰8份、礦粉6份，聚丙烯纖維0.3份、調(diào)凝組分0.25份、減水組分1.2份、細(xì)集料150份、粗集料380份、水30份。其中調(diào)凝組分為葡萄糖酸鈉和氯化鈣，質(zhì)量比例為1:4～2:5；粉煤灰為Ⅰ級(jí)灰，需水比不大于95%；礦粉比表面積不小于650m2/kg；所述細(xì)集料為0～4.75mm連續(xù)級(jí)配河砂，所述粗集料為5～15mm連續(xù)級(jí)石灰石。其加水拌合過(guò)程是①加入復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料、粉煤灰、礦粉、聚丙烯纖維、調(diào)凝組分、減水組分入細(xì)集料、及總用水量的2/3進(jìn)行低速攪拌30s；②加入細(xì)集料高速攪拌30s；③加入粗集料剩余的10份水?dāng)嚢?min。
實(shí)施例一
本例施工地點(diǎn)：西部地區(qū)某公路隧道路面；修補(bǔ)部位：路面薄層罩面；病害類(lèi)型：道面起皮、開(kāi)裂。
施工步驟如下：
步驟一、用砂紙、鋼刷清除病害表面混凝土碎屑；
步驟二、用清水潤(rùn)濕病害表面，達(dá)到飽和面干；
步驟三、人工拌和，在現(xiàn)場(chǎng)制備修補(bǔ)材料，拌和工藝如下：①加入復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰9份、礦粉6份、聚丙烯纖維0.03份、調(diào)凝組分0.15份、減水組分1.23份、水22份低速攪拌30s；②加入細(xì)集料300份、水11份高速攪拌1.5min。步驟四、將修補(bǔ)材料置于破損部位，使其自動(dòng)流平，輔以人工抹面，30min完成修補(bǔ)施工；
步驟五、自然養(yǎng)護(hù)。
施工效果：初凝時(shí)間為45分鐘，終凝時(shí)間為50分鐘；施工完成2小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為25.6MPa, 施工完成24小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為47.9MPa, 施工完成3天的抗壓強(qiáng)度為51.8MPa；施工完成2小時(shí)的抗折強(qiáng)度為3.8MPa, 施工完成24小時(shí)的抗折強(qiáng)度為4.5MPa, 施工完成3天的抗折強(qiáng)度為4.8MPa；施工完成28天后的膨脹率為7×10-4%。本例施工經(jīng)過(guò)三年多的使用，修補(bǔ)區(qū)與原混凝土具有較好的粘結(jié)性，未出現(xiàn)起皮、剝落、開(kāi)裂等病害現(xiàn)象。
實(shí)施例二
本例施工地點(diǎn)：西部地區(qū)某機(jī)場(chǎng)路面；修補(bǔ)部位：機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪；病害類(lèi)型：混凝土道面斷板、掉角。
施工步驟如下：
步驟一、用砂紙、鋼刷清除病害表面混凝土碎屑；
步驟二、用清水潤(rùn)濕病害表面，達(dá)到飽和面干；
步驟三、人工拌和，在現(xiàn)場(chǎng)制備修補(bǔ)材料，拌和工藝如下：①加入復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰8份、礦粉8份、聚丙烯纖維0.06份、調(diào)凝組分0.15份、減水組分1.20份、水20份地速攪拌30s；②加入細(xì)集料150份進(jìn)行高速攪拌30s；③加入粗集料、水10份攪拌1min；
步驟四、將修補(bǔ)材料置于破損部位，使其自動(dòng)流平，輔以人工抹面，30min完成修補(bǔ)施工；
步驟五、自然養(yǎng)護(hù)。
施工效果：初凝時(shí)間為40分鐘，終凝時(shí)間為50分鐘；施工完成2小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為32.5MPa, 施工完成24小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為54MPa, 施工完成3天的抗壓強(qiáng)度為58.8MPa；施工完成2小時(shí)的抗折強(qiáng)度為4.2MPa, 施工完成24小時(shí)的抗折強(qiáng)度為5.3MPa, 施工完成3天的抗折強(qiáng)度為5.8MPa；施工完成28天后的膨脹率為25×10-4%。本例可在飛機(jī)的起飛間歇進(jìn)行施工，無(wú)需停航，2h即可滿(mǎn)足飛機(jī)起降的要求，保證快速通航。
實(shí)施例三
施工地點(diǎn)：西部地區(qū)某高速公路大橋混凝土鋪裝層；修補(bǔ)部位：公路干線；病害類(lèi)型：混凝土鋪裝層破碎。
施工過(guò)程：
步驟一、清除病害表面混凝土；
步驟二、用清水潤(rùn)濕病害表面，達(dá)到飽和面干；
步驟三、人工拌和，在現(xiàn)場(chǎng)制備修補(bǔ)材料，拌和工藝如下：①加入復(fù)合水泥基增強(qiáng)材料100份、粉煤灰7.5份、礦粉7份、聚丙烯纖維0.05份、調(diào)凝組分0.2份、減水組分1.20份，水22份低速攪拌30s；②加入細(xì)集料高速攪拌30s；③加入粗集料及剩余的水?dāng)嚢?min；
步驟四、將修補(bǔ)材料置于破損部位，使其自動(dòng)流平，輔助人工抹平，30min完成修補(bǔ)施工；
步驟五、自然養(yǎng)護(hù)。
施工效果：初凝時(shí)間為40分鐘，終凝時(shí)間為50分鐘；施工完成2小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為28.6MPa, 施工完成24小時(shí)的抗壓強(qiáng)度為48.9MPa, 施工完成3天的抗壓強(qiáng)度為56.7MPa；施工完成2小時(shí)的抗折強(qiáng)度為4MPa, 施工完成24小時(shí)的抗折強(qiáng)度為5MPa, 施工完成3天的抗折強(qiáng)度為5.5MPa；施工完成28天后的膨脹率為29×10-4%。本例修補(bǔ)過(guò)后2小時(shí)內(nèi)恢復(fù)通車(chē)，并且在之后一年多的使用過(guò)程中，維修部位外觀良好，與原混凝土具有較好的粘結(jié)性，病害沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展，維修材料發(fā)揮了預(yù)期的作用。
在使用過(guò)程中，本發(fā)明可代替混凝土中的水泥，采用二次拌和工藝，拌制均勻后便可直接用于施工，具有硬化速度快，早期強(qiáng)度高，收縮變形小，凝結(jié)時(shí)間可調(diào)等特點(diǎn)，并且工藝流程簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到自流平，有效地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且減少施工帶來(lái)的環(huán)境負(fù)荷，對(duì)周邊環(huán)境無(wú)污染，是一種新型綠色材料。本發(fā)明可應(yīng)用于公路、機(jī)場(chǎng)等道面修補(bǔ)，并彌補(bǔ)了目前同類(lèi)產(chǎn)品的諸多缺陷，本其摻入量可根據(jù)所需混凝土的標(biāo)號(hào)確定，在施工前需進(jìn)行混凝土設(shè)計(jì)，并按混凝土設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，按試驗(yàn)結(jié)果確定本修補(bǔ)材料的摻入量。