用于道路加固的灌浆料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法，所述灌浆料包含如下组分：水泥、矿粉、硅粉、减水剂和早强剂；所述灌浆料中还包含膨胀剂和增稠剂；各组分的重量百分含量如下：水泥30～80％；矿粉15～65％；硅粉2～5％；减水剂0.3～1％；早强剂0.3～5.5％；膨胀剂0～10％；增稠剂0～5％。本发明通过在水泥中添加矿粉、硅粉两种矿物掺合料，水泥浆体的孔结构得到了改善，两种矿物掺合料对水泥浆体的填充与分散效果更好，能够改善灌浆料的体积稳定性及流动性能，提高灌浆料的可操作性和后期强度；通过添加减水剂和早强剂，能够保证在合理的水灰比范围内，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度。
【专利说明】用于道路加固的灌浆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑材料及其制备方法，尤其涉及一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在对道路补强加固领域，注浆法由于其施工方便、技术可行、社会效益好等优点，在道路工程中得到了广泛的应用。用于道路加固的灌浆材料主要有水泥、水泥+水玻璃、水泥+粉煤灰。使用这些浆液作为灌浆料，为取得较好的施工性能，这些传统灌浆液往往使用比较大的水灰比，常常为1:1甚至更大。提高浆液水灰比可使浆液流动性能得以提高，但浆液的稳定性变差，泌水分层严重，在灌浆压力作用下，浆液更容易出现离析，并在灌浆管一端聚集，无法渗入砂土孔隙中，大大降低了浆液的可灌性。众所周知，波特兰水泥水化所需要的水灰比不超过0.42，水灰比越大，浆体凝结时间越长，硬化体的强度越低，收缩量越大，最终将导致浆体强度发展慢，耐久性差。而且，将超过水泥水化所需水量灌入路基和基层，会严重影响道路结构稳定性和使用寿命，其产生的负面作用是不言而喻的。
[0003]因此，有必要对现有的灌浆料进行改进，提供道路加固用高性能灌浆料，满足如下要求:I)、灌浆材料在合理的水灰比范围内，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性，并且流动性可以保持一定时间以利于施工。2)、注浆材料在压力下具有较好的保水性能及体积稳定性，不会离析分层。3)、浆液固化时，无收缩现象，固化后有一定的粘结性，能牢固地与土体、砾石及砂子等粘结。4)、浆液结石率高，结石体有一定的抗压强度和抗拉强度，不龟裂，抗渗性好。5)、针对目前日益增大的交通压力，灌浆材料具有较高的早期强度，施工后可以尽快开放交通。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于道路加固的灌浆料及其制备方法，能够保证在合理的水灰比范围内，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于道路加固的灌浆料，包含如下组分:水泥、矿粉、硅粉、减水剂和早强剂。
[0006]上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述灌浆料中还包含膨胀剂和增稠剂。
[0007] 上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述灌浆料中各组分的重量百分含量如下:
[0008]水濕30~陳I;
矿粉15~65%;
11?2 ~5%;
减水剂0.3~1%;
早强剂O, 3~5.5%；
膨胀麵O~10Χ;
增稠剂O~51
[0009]上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述水泥为强度等级等于或高于42.5的硅酸盐水泥。
[0010]上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述减水剂为萘系高效减水剂。
[0011]上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述早强剂为甲酸钙或甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂。
[0012]上述的用于道路加固的灌浆料，其中，所述早强剂为甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠的重量之比为0.5:2.5:2.5。
[0013]上述的用于道路加固的 灌浆料，其中，所述膨胀剂为ZY型膨胀剂，所述增稠剂为膨润土或甲基羟丙基纤维素醚。
[0014]本发明为解决上述技术问题还提供一种上述用于道路加固的灌浆料制备方法，其中，包括如下步骤:a)按照预定用量称取各组分原料，搅拌混合均匀后形成干粉混合料装袋备用；b)实际施工时，将所述干粉混合料置于搅拌机中，再加入占干粉混合料总重量20%~40 %的水，搅拌均匀后进行灌浆。
[0015]上述的用于道路加固的灌浆料制备方法，其中，所述步骤b)中的搅拌过程如下:加入水后先搅拌2分钟，然后停止搅拌30秒后再次搅拌2分钟。
[0016]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的用于道路加固的灌浆料及其制备方法，通过在水泥中添加矿粉、硅粉两种矿物掺合料，水泥浆体的孔结构得到了改善，两种矿物掺合料对水泥浆体的填充与分散效果更好，能够改善灌浆料的体积稳定性及流动性能，提高灌浆料的可操作性和后期强度；通过添加减水剂和早强剂，能够保证在合理的水灰比范围内，浆体凝结时间可控，浆液具有较好的流动性和早期强度，且能提高固化后的抗压强度和抗拉强度。此外，本发明通过增加膨胀剂和增稠剂，并合理选择各组分含量，可以进一步提升浆液的流动性、稳定性以及固化后的抗压强度和抗拉强度。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0018]本发明提供的用于道路加固的灌浆料，其中，各组分按照重量百分比进行如下配置:水泥30~80% ;矿粉15~65% ;硅粉2~5% ;减水剂0.3~1.0% ;早强剂0.3~5.5% ;膨胀剂O~10% ;增稠剂O~5%。
[0019]本发明还提供了一种上述灌浆料的制备方法，其中，包括如下步骤:按照预定用量配比称取各组分原料，搅拌混合均匀后形成干粉混合料装袋备用；实际施工时，将干粉混合料置于搅拌机中，加入占干粉总重量20 %~40 %的水，搅拌均匀后，即可进行灌浆。优选搅拌过程如下:加入水后先搅拌2分钟，然后停止搅拌30秒后再次搅拌2分钟，这样搅拌得到的浆体相对于常规持续搅拌得到的浆体具有更好的流动性。
[0020]本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，由水泥、矿粉、硅粉、减水剂、早强剂、膨胀剂、增稠剂组成；从而可以根据应用的环境条件，适当调整组份配比，可以获得所需性能。其中，所述的水泥优选为强度等级等于或高于42.5的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，所述的减水剂优选为萘系高效减水剂，所述的早强剂优选为甲酸钙或甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述的膨胀剂优选为ZY型膨胀剂，所述增稠剂优选为膨润土或甲基羟丙基纤维素醚。本发明优选采用ZY型膨胀剂和膨润土或甲基羟丙基纤维素醚进行配合，可以较为方便地调节灌浆料的粘稠度，从而使得浆体具有更好的流动性。试验方法均参照《公路路基与基层地聚合物注浆加固技术规程》(SZ-G-B04-2007)进行。具体优点如下:
[0021]I)施工性能优越:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，通过在水泥中添加矿粉、硅粉两种矿物掺合料，水泥浆体的孔结构得到了改善，两种矿物掺合料对水泥浆体的填充与分散效果更好，能够改善灌浆料的体积稳定性及流动性能，提高灌浆料的可操作性和后期强度；其在水灰比0.20~0.40范围内，水灰比水带较宽，施工现场比较容易控制浆液质量。浆体凝结时间可控，且具有较好的流动性，1.5小时内的流动度基本保持在16s~30s，经现场施工证明，即使流动度为30s，该材料仍然具有较好的施工性能和可灌性。
[0022]2)早强:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，通过添加早强剂，特别是优选使用甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠的重量之比优选为0.5:2.5:2.5，其Id强度可达30.0MPa以上，使道路灌浆后养护I天即可开放交通，大大缓解交通压力，具有很好的社会效益。
[0023]3)高强:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，后期强度持续增长，28d抗压强度可达 70.0MPa ~90.0MPa0
[0024]4)无收缩性:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，选用ZY型膨胀剂，并设当增加膨润土或甲基羟丙基纤维素醚作为增稠剂，其膨胀率0.0~0.01%，符合道路加固对于无收缩灌浆的要求。
[0025]5)稳定性好:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料，24h内不泌水分层。
[0026]6)适应环境温度较好:本发明提供的道路加固用高性能灌浆料能工作在很广的温度范围内，能满足在常温及通常季节性温度环境下施工。
[0027]对比例
[0028]该对比例选取道路注浆加固工程中常见的配比:
[0029]42.5普通硅酸盐水泥94.4%
[0030]萘系高效减水剂0.6%
[0031]膨胀剂5%
[0032]按重量百分比上述原料共混均匀后，加干混料40%水搅拌后测试相关性能发现:加水搅拌结束后流动度为30s，30分钟内的流动度每五分钟测试一次，均保持在30s以内，但是35分钟后流动度大于30s，逐渐失去流动性能，浆液的可灌性较差；3h浆体出现较严重离析分层现象，测试泌水率高达I %，28d膨胀率为-0.01 % (收缩)，Id抗压强度为
11.68MPa，28d 抗压强度为 48.8MPa。[0033]实施例1
[0034]
【权利要求】
1.一种用于道路加固的灌浆料，其特征在于，包含如下组分:水泥、矿粉、硅粉、减水剂和早强剂。
2.如权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述灌浆料中还包含膨胀剂和增稠剂。
3.如权利要求2所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述灌浆料中各组分的重量百分含量如下:
4.如权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述水泥为强度等级等于或高于42.5的硅酸盐水泥。
5.如权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述减水剂为萘系高效减水剂。
6.如权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述早强剂为甲酸钙或甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂。
7.如权利要求1所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述早强剂为甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠复合早强剂，所述甲酸钙、脱硫石膏和亚硝酸钠的重量之比为0.5:2.5:2.5。
8.如权利要求2所述的用于道路加固的灌浆料，其特征在于，所述膨胀剂为ZY型膨胀剂，所述增稠剂为膨润土或甲基羟丙基纤维素醚。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的用于道路加固的灌浆料制备方法，其特征在于，包括如下步骤: a)按照预定用量称取各组分原料，搅拌混合均匀后形成干粉混合料装袋备用； b)实际施工时，将所述干粉混合料置于搅拌机中，再加入占干粉混合料总重量20%~40 %的水，搅拌均匀后进行灌浆。
10.如权利要求9所述的用于道路加固的灌浆料制备方法，其特征在于，所述步骤b)中的搅拌过程如下:加入水后先搅拌2分钟，然后停止搅拌30秒后再次搅拌2分钟。
【文档编号】C04B28/04GK103951353SQ201410185159
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】季晓丽 申请人:上海力阳道路加固科技有限公司