一种高速公路及城市道路的混凝土路面快速维修材料 |
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申请号 | CN200910043740.2 | 申请日 | 2009-06-22 | 公开(公告)号 | CN101585688A | 公开(公告)日 | 2009-11-25 |
申请人 | 长沙归一建材科技有限公司; | 发明人 | 石宗利; 刘文伟; 应俊; | ||||
摘要 | 一种高速公路及城市道路的 混凝土 路面快速维修材料,其包括灰料和 骨料 ,灰料和骨料的重量配比=20-40∶80-60;所述灰料各组成材料的重量配比为:低 碱 度硫 铝 酸盐 水 泥40%-100%, 石膏 基复合胶凝材料0-60%, 速凝剂 0-2.0‰, 缓凝剂 0-2.0‰。本 发明 之混凝土路面快速维修材料 凝结 时间适宜,硬化速度快, 早期强度 高,结合强度高,与混凝土有较好相容性,后期强度不倒缩,耐久性好,防水抗渗性好,收缩膨胀系数小。 | ||||||
权利要求 | 1、一种高速公路及城市道路的混凝土路面快速维修材料,包括灰料和骨 料,其特征在于,灰料和骨料的重量配比=20-40∶80-60;所述灰料各组成材料的 重量配比为:低碱度硫铝酸盐水泥40%-100%,石膏基复合胶凝材料0-60%,速 凝剂0-2.0‰,缓凝剂0-2.0‰。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种路面维修材料,尤其是涉及一种高速公路及城市道路的混 凝土路面快速维修材料。 技术背景 高速公路通车里程正以惊人的速度不断增加,随着时间的推移,公路路面 及桥面铺装层会出现不同程度的损坏,造成路面质量下降,这将直接影响车辆 行驶速度及安全。充分发挥高速公路的使用效率,延长使用年限,提高公路养 护维修的质量及速度,是高速公路发展进程中面临的一个新课题。 目前,混凝土路面常用的维修材料主要有三类:第一类,用普通硅酸盐水 泥和骨料配制的混凝土材料,其优点是成本低,与旧混凝土性能一致,但维修 混凝土与旧混凝土粘结不良,养护时间较长;第二类,有机高分子材料,如环 氧树脂、聚胺脂等,其优点是粘结性好,硬化快,抗渗性和抗腐蚀性能好,但 该材料成本高,容易老化,与旧混凝土的膨胀系数差异较大;第三类,特种材 料,主要有高铝水泥系列、水玻璃系列和磷酸盐水泥系列等,其优点是凝结硬 化快,早期强度高,与旧混凝土材性接近,但高铝水泥后期强度不稳定,容易 产生强度倒缩。 发明内容本发明的目的在于提供一种凝结时间适宜,硬化速度快,早期强度高,结 合强度高,与混凝土有较好相容性,后期强度不倒缩,耐久性好,防水抗渗性 好,收缩膨胀系数小的高速公路及城市道路的混凝土路面快速维修材料。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的: 本发明之混凝土路面维修材料主要由灰料和骨料组成,灰料和骨料的重量 配比=20-40∶80-60;灰料各组成材料的重量配比为:低碱度硫铝酸盐水泥 40%-100%(优选70%-90%),石膏基复合胶凝材料0-40%(优选10%-30%),速凝 剂0-2.0‰(优选0.5-1.5‰),缓凝剂0-2.0‰(优选0.5-1.5‰)。 所述石膏基复合胶凝材料主要由氟石膏、活性掺和料、碱性激发剂,促凝 剂组成,各组成材料的重量配比为:氟石膏∶活性掺和料∶碱性激发剂∶促凝 剂=55-70∶15-40∶5-15∶1-3,各组分较优选配比为70∶39∶9∶2。若上述活性掺和 料碱度(pH值小于9.0)不够时,还可添加1wt%-3wt%的石灰。 所述活性掺合料为选自磨细高炉矿渣、磨细水淬矿渣、磨细粉煤灰、磨细 炉渣、磨细氧化铁炉渣中的一种或两种以上的混合物,粒度≥100目。 所述碱性激发剂为硅酸盐水泥、石灰、碱渣或电石渣。 所述促凝剂为选自Na2SO4、k2SO4、NaHSO4、KHSO4、CuSO4、FeSO4、 Al2(SO4)3、ZnSO4、KAl(SO2)、K2Cr2O7中的一种或几种的混合物。 所述速凝剂为碳酸锂或硅酸钠或它们的混合物。 所述缓凝剂为硼酸或硼酸钠或它们的混合物。 所述骨料是砂子和碎石,砂子的粒径优选0.001-2.5mm,碎石的最大粒径 为20mm。 生产方法:将各种原料按预定的配比计量,然后混合均匀,包装,即成。 本发明之混凝土路面维修材料中,硫铝酸盐水泥快速硬化,生成的钙矾石 给材料提供了早期强度;石膏基复合材料在后期不断水化,促进硅酸钙凝胶的 形成,使材料强度不断提高;凝胶材料的硬化体中,含有少量钙矾石、水化硫 铝酸钙、硅酸盐凝胶、铝酸凝胶和二水石膏晶体,二水石膏晶体、水化硫铝酸 钙和钙矾石晶体交错堆积,硅酸盐凝胶和铝酸盐凝胶包裹和填充在这些晶体周 围,可加固水泥石的结构,进一步提高材料的强度和耐水抗渗性能。 本发明之混凝土路面维修材料可以应用于高速公路路面的抢修、机场路面 抢修和各种工程抢修中。 具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步说明。 (一)硫铝酸盐水泥配比优选实施例 原料:低碱度硫铝酸盐水泥(425#);石膏基复合胶凝材料的粒度100目, 促凝剂选用钾明矾;速凝剂选用碳酸锂。 石膏基复合材料各组分的重量配比: 氟石膏∶水淬矿渣∶硅酸盐水泥∶石灰∶明矾 60.9 26.1 8.9 2 2.1 石膏基复合胶凝材料-硫铝酸盐水泥复合维修材料组成的重量配合比: 试样 硫铝酸盐水泥∶石膏基复合胶凝材料∶速凝剂 1# 60 39.9 0.1 2# 70 29.9 0.1 3# 80 19.9 0.1 按上述配比,称取原料,混合均匀, 加水搅拌,水灰比0.3,按GB/T17671 -1999测定12小时和24小时强度,按GB/T1346-2001测试凝结时间,结果见 表1。 表1 硫铝酸盐水泥配比对材料物理力学性能影响实验结果 试样 初凝时 间 min 终凝时 间 min 抗折强 度(12h) MPa 抗压强 度(12h) MPa 抗折强 度(24h) MPa 抗压强 度(24h) MPa 1# 18 30 3.8 31.2 3.9 33.7 2# 14 27 3.9 32.3 4.1 34.2 3# 10 24 3.8 31.1 3.85 32.4 从表1可见,随着硫铝酸盐水泥配比的增加,初凝、终凝时间缩短,强度 先增后减,3#试样强度下降主要是凝结时间过快,导致硬化体中气泡较多。三组 试样初凝、终凝时间都较短,不便施工,但是可以用于快速抢修工程中。 (二)缓凝剂配比实施例 原料:低碱度硫铝酸盐水泥(425#);石膏基复合胶凝材料的粒度100目, 促凝剂选用钾明矾;速凝剂选碳酸锂,缓凝剂选硼酸。 石膏基复合材料个组成的重量配比: 氟石膏∶水淬矿渣∶硅酸盐水泥∶石灰∶明矾 60.9 26.1 8.9 2 2.1 石膏基复合胶凝材料-硫铝酸盐水泥复合维修材料组成的重量配合比: 试样 硫铝酸盐水泥∶石膏基复合胶凝材料∶速凝剂∶缓凝剂 4# 69.95 29.9 0.1 0.05 5# 69.9 29.9 0.1 0.1 按上述配比,称取原料,混合均匀,加水搅拌,水灰比0.3,按GB/T17671 -1999测定12小时和24小时强度,按GB/T1346-2001测试凝结时间,结果见 表1。 表2缓凝剂配比对材料物理力学性能的影响实验结果 试样 初凝时 间 min 终凝时 间 min 抗折强 度(12h) MPa 抗压强 度(12h) MPa 抗折强 度(24h) MPa 抗压强 度(24h) MPa 4# 20 32 3.8 31.2 4.1 34.5 5# 26 39 3.7 30.4 4.3 36.3 从表2中可见,随着硼酸的加入量的增加,初凝、终凝时间延长。12小时 和24小时的抗压强度都在30MPa以上。 (三)骨料配比优选实施例 原料:低碱度硫铝酸盐水泥(425#);石膏基复合胶凝材料的粒度100 目,促凝剂选用钾明矾;速凝剂选碳酸锂,缓凝剂选硼酸,骨料选砂子、和碎 石,所用的无机胶凝材料以5#试样的配比混合的复合胶凝材料,无机胶凝材料、 砂子、碎石的重量配比为: 试样 无机胶凝材料∶砂子∶碎石 6# 28.6 42.9 28.5 7# 28.6 47.6 23.8 8# 28.6 52.4 19 按上述配比,称取原料,混合均匀,加水搅拌,水灰比为0.3,按GB/T17671 -1999测定12小时和24小时强度,结果见表3 表3 骨料配比对材料的物理力学性能的影响实验结果 试样 抗折强度 (12h)MPa 抗压强度 (12h)MPa 抗折强度(24h) MPa 抗压强度 (24h)MPa 6# 3.2 28.9 3.3 30.3 7# 3.6 30.1 4.1 33.4 8# 3.3 28.3 3.6 30.7 从表3可见,岁着骨料中碎石的减少和砂子的增多,12小时和24小时的抗 折、抗压强度先增后减,7#试样的抗压强度在30MPa以上。 |