一种速凝快硬超早强路面修补混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料
技术领域：
，特别是涉及一种速凝快硬超早强路面修补混凝土及其制备方法。
背景技术：
：速凝快硬超早强路面修补混凝土是指养护6小时，立方体抗压强度大于30MPa的混凝土。速凝快硬超早强路面修补混凝土因具有快速凝结硬化、早期强度高，可快速修复路面、减少道路封闭养护时间、降低由于道路修复导致的交通拥堵、降低反复维修次数等优点，其技术研究已经成为了道路养护行业重点关注的技术之一。随着国家高速公路的发展，城市交通日益发达，公路桥梁面层经常发生开裂、坑洞等破坏现象，而且城市市政公用设施的紧急抢修时有发生，速凝快硬超早强路面修补混凝土在城市公众设施的紧急抢修，保障城市有序运行等工程中具有突出的应用优势。目前，速凝快硬超早强路面修补混凝土其胶凝材料为不饱和聚酯树脂，但是其单价较高，而且该树脂固化时反应热高，收缩较严重，这两个原因阻碍了该高性能的聚合物混凝土的推广应用。除以上情况外，目前多数技术配制超早强路面修补混凝土时，胶凝材料体系复杂，一般会采用多种活性掺料改善性能。例如专利CN102701684A是将硫铝酸盐水泥、河砂、碎石、矿粉、固体早强组分、液体早强组分及自来水按重量配比进行混合并充分搅拌而成，固体早强组分为葡萄糖酸钠、氯化锂、氟化钾、硅灰中的一种或几种，液体早强组分为聚羧酸减水剂、甲基硅醇钠溶液中的一种或两种，体系复杂导致混凝土生产流程复杂，可变因素增加，养护条件高，使得该技术难以真正大规模应用于实际工程中，最终脱离实际应用。随着需求的迫切和研究的深入，速凝快硬超早强路面修补混凝土的缺点慢慢被改善，通过调整砂石级配，尽可能使混凝土密实，降低孔隙率，降低收缩率。通过提高树脂的利用率，可以降低该混凝土的成本。但是，现有技术中的速凝快硬超早强路面修补混凝土仍然存在因胶凝成分含量高而导致的成本高的问题，且收缩率、力学性能均不能达到理想要求的问题。因此，针对现有技术不足，提供一种速凝快硬超早强路面修补混凝土及其制备方法以克服现有技术不足甚为必要。技术实现要素：本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种速凝快硬超早强路面修补混凝土及其制备方法，该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量低、成本低廉，力学性能佳、收缩小，对道路养护条件要求低。本发明的上述目的通过如下技术手段实现。提供一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，由胶凝材料、河砂、碎石、水泥、引发剂和促进剂组成；按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料320～350，河砂730～790，碎石920～960，水泥250～350，引发剂3～4，促进剂1.5～2。优选的，上述的速凝快硬超早强路面修补混凝土，按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料330～350，河砂730～760，碎石920～960，水泥250～330，引发剂3.3～3.5，促进剂1.7～1.8。优选的，上述胶凝材料为191C不饱和聚酯树脂，固含量为63～69％，液体黏度为400～600MPa·s。本发明的速凝快硬超早强路面修补混凝土中所用的不饱和聚酯树脂，是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物，是一种热固性树脂，可以在室温下固化，常压下成型，工艺灵活方便。优选的，上述河砂为中砂，石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％，所述河砂的含水量不大于2％。优选的，上述碎石为5～31.5mm连续级配反击破碎石，针片状含量不大于5％，含泥量不大于0.5％，泥块含量不大于0.2％。优选的，上述的速凝快硬超早强路面修补混凝土，单方混凝土中含有，31.5～26.5mm粒径的碎石：115～120㎏；26.5～19mm粒径的碎石：200～209㎏；19～16mm粒径的碎石：95～98㎏；16～9.5mm粒径的碎石：250～261㎏；9.5～4.75mm粒径的碎石：260～272㎏；其中，31.5～26.5mm粒径的碎石的质量比为1，26.5～19mm粒径的碎石的质量比为1.75，19～16mm粒径的碎石的质量比为0.82，16～9.5mm粒径的碎石的质量比为2.18，9.5～4.75mm粒径的碎石的质量比为2.27。优选的，上述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥28d胶砂抗压强度不低于48MPa，水泥标准稠度用水量不大于26％；所述引发剂为过氧化甲乙酮，白色液体，密度为1.1～1.2g/ml；所述促进剂为钴含量1％异辛酸钴，蓝色液体，密度为1.1～1.2g/ml。优选的，上述速凝快硬超早强路面修补混凝土，按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料340，河砂750，碎石960，水泥250，引发剂3.4，促进剂1.7；或者胶凝材料330，河砂750，碎石920，水泥300，引发剂3.3，促进剂1.7；或者胶凝材料350，河砂760，碎石920，水泥270，引发剂3.5，促进剂1.8；或者胶凝材料350，河砂730，碎石920，水泥330，引发剂3.5，促进剂1.8。本发明同时提供上述速凝快硬超早强路面修补混凝土的制备方法，通过如下步骤制备，步骤1.将河砂分别放入烘箱烘干水分，使其含水量低于2％；步骤2.分别按比例称量河砂、碎石、水泥、胶凝材料、引发剂和促进剂；步骤3.将河砂、碎石、水泥搅拌均匀作为骨料混合物；同时进行树脂混合物的配置；树脂混合物的配置具体是：将引发剂加入胶凝材料中搅拌均匀，再加入促进剂并搅拌均匀作为树脂混合物；步骤4.将树脂混合物加入到骨料混合物，搅拌均匀形成速凝快硬超早强路面修补混凝土。优选的，上述步骤4具体是，将树脂混合物分两次加入到强制式搅拌机中的骨料混合物，第一次加入量为60-70％，搅拌60-90秒，第二次加入剩余的树脂混合物，再搅拌60-90秒。本发明的速凝快硬超早强路面修补混凝土及其制备方法，混凝土由胶凝材料、河砂、碎石、水泥、引发剂和促进剂组成；按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料320～350，河砂730～790，碎石920～960，水泥250～350，引发剂3～4，促进剂1.5～2。该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量为320～350㎏/m3，胶凝材料含量低、成本低廉，力学性能佳、收缩小，6小时抗压强度不低于30MPa，总收缩率为0.3～0.5‰，7d抗压强度高于60MPa，28d抗压强度高于72.6MPa，对道路养护条件要求低，解决了现有技术中由于普通混凝土养护条件苛刻，养护时间久，导致路面修补恢复通车时间久影响交通的问题。本发明的混凝土可以改变现时管养的路段桥梁桥面铺装层破碎、桥梁伸缩缝和路面坑槽等病害修复模式，能够实现及时修复，快速使混凝土达到强度，及时开放交通，避免反复维修，降低养护成本，高效完成任务，减少对交通造成的影响。附图说明利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。图1是本发明一种速凝快硬超早强路面修补混凝土应用的工艺流程示意图。图2是本发明实施例6的速凝快硬超早强路面修补混凝土修补桥梁伸缩缝的现场施工完6小时、通车前的现场图片；图3是本发明实施例6的速凝快硬超早强路面修补混凝土修补桥梁伸缩缝的现场施工完3天后现场图片；图4是本发明实施例6的速凝快硬超早强路面修补混凝土修补桥梁伸缩缝的现场施工完28天后现场图片；图5是本发明实施例6的速凝快硬超早强路面修补混凝土修补桥梁伸缩缝的现场施工试件的抗压强度与时间关系图。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。实施例1。一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，由胶凝材料、河砂、碎石、水泥、引发剂和促进剂组成；按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料320～350，河砂730～790，碎石920～960，水泥250～350，引发剂3～4，促进剂1.5～2。其中，胶凝材料为191C不饱和聚酯树脂，固含量为63～69％，液体黏度为400～600MPa·s。本发明的速凝快硬超早强路面修补混凝土中所用的不饱和聚酯树脂，是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物，是一种热固性树脂，可以在室温下固化，常压下成型，工艺灵活方便。河砂为中砂，石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％，所述河砂的含水量不大于2％。碎石为5～31.5mm连续级配反击破碎石，针片状含量不大于5％，含泥量不大于0.5％，泥块含量不大于0.2％。该速凝快硬超早强路面修补混凝土，单方混凝土中含有，31.5～26.5mm粒径的碎石：115～120㎏；26.5～19mm粒径的碎石：200～209㎏；19～16mm粒径的碎石：95～98㎏；16～9.5mm粒径的碎石：250～261㎏；9.5～4.75mm粒径的碎石：260～272㎏；其中，31.5～26.5mm粒径的碎石的质量比为1，26.5～19mm粒径的碎石的质量比为1.75，19～16mm粒径的碎石的质量比为0.82，16～9.5mm粒径的碎石的质量比为2.18，9.5～4.75mm粒径的碎石的质量比为2.27。水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥28d胶砂抗压强度不低于48MPa，水泥标准稠度用水量不大于26％。引发剂为过氧化甲乙酮，白色液体，俗称白水，密度为1.1～1.2g/ml。促进剂为钴含量1％异辛酸钴，蓝色液体，俗称蓝水，密度为1.1～1.2g/ml。该速凝快硬超早强路面修补混凝土，其制备方法包括如下步骤：步骤1.将河砂分别放入烘箱烘干水分，使其含水量低于2％；步骤2.分别按比例称量河砂、碎石、水泥、胶凝材料、引发剂和促进剂；步骤3.将河砂、碎石、水泥搅拌均匀作为骨料混合物；同时进行树脂混合物的配置；树脂混合物的配置具体是：将引发剂加入胶凝材料中搅拌均匀，再加入促进剂并搅拌均匀作为树脂混合物；步骤4.将树脂混合物加入到骨料混合物，搅拌均匀形成速凝快硬超早强路面修补混凝土。步骤4具体是，将树脂混合物分两次加入到强制式搅拌机中的骨料混合物，第一次加入量为60-70％，搅拌60-90秒，第二次加入剩余的树脂混合物，再搅拌60-90秒。将本发明步骤4制备的速凝快硬超早强路面修补混凝土浇筑到道路的待修补处，用振动棒振捣1min，使混凝土密室，然后用抹刀抹平表面，静置6小时即可完成对路面的修护。待修补处的路面预先进行过处理，待修补路面预先进行清干净浮渣、保持干燥并严禁用水冲洗。通过本发明的速凝快硬超早强路面修补混凝土进行路面修护的流程图如图1所示。本发明的速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量为320～350㎏/m3，胶凝材料含量低、成本低廉，力学性能佳、收缩小。通过对其性能进行检查，6小时抗压强度不低于30MPa，总收缩率为0.3～0.5‰，7d抗压强度高于60MPa，28d抗压强度高于72.6MPa。本发明的混凝土对道路养护条件要求低，解决了现有技术中由于普通混凝土养护条件苛刻，养护时间久，导致路面修补恢复通车时间久影响交通的问题。本发明的混凝土可以改变现时管养的路段桥梁桥面铺装层破碎、桥梁伸缩缝和路面坑槽等病害修复模式，能够实现及时修复，快速使混凝土达到强度，及时开放交通，避免反复维修，降低养护成本，高效完成任务，减少对交通造成的影响。实施例2。一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，其它特征与实施例1相同，不同之处在于采用如下配备，按照单方用量㎏/m3标准计，各成分的用量如下：胶凝材料330～350，河砂730～760，碎石920～960，水泥250～330，引发剂3.3～3.5，促进剂1.7～1.8。该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量为330～350㎏/m3，胶凝材料含量低、成本低廉，力学性能佳、收缩小。通过对其性能进行检查，6小时抗压强度不低于30MPa，总收缩率为0.3～0.5‰，7d抗压强度高于60MPa，28d抗压强度高于72.6MPa。本发明的混凝土对道路养护条件要求低，解决了现有技术中由于普通混凝土养护条件苛刻，养护时间久，导致路面修补恢复通车时间久影响交通的问题。本发明的混凝土可以改变现时管养的路段桥梁桥面铺装层破碎、桥梁伸缩缝和路面坑槽等病害修复模式，能够实现及时修复，快速使混凝土达到强度，及时开放交通，避免反复维修，降低养护成本，高效完成任务，减少对交通造成的影响。实施例3。一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：不饱和聚酯树脂330㎏，5-10的碎石920㎏，河砂750㎏，水泥300㎏，引发剂3.3㎏，促进剂1.7㎏。材料准备齐全后，按以下步骤进行操作：第一步：干燥砂石，筛分石子，同时处理待修补路面；第二步：每盘拌制混凝土100L(0.1m3)，计算称量每组分质量，不饱和聚酯树脂33㎏、河砂75㎏、碎石92㎏、水泥30㎏、引发剂300ml、促进剂150ml。碎石各组分质量如表1所示：表1粒径(mm)单方混凝土碎石各组分质量(㎏)31.5-26.511.526.5-192019-169.516-9.5259.5-4.7526第三步：将河砂、碎石、水泥按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀；第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂加入到不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂，搅拌均匀；第五步：将树脂混合物分两次加入到强制式搅拌机中，第一次加入70％，搅拌60s，第二次将加入剩余树脂，再搅拌60s，即可得到本发明中的一种速凝快硬超早强路面修补混凝土；第六步：浇筑混凝土到已处理好的待修补处，振动棒振捣60s，抹刀抹平表面，静置6小时。本发明中的速凝快硬超早强路面修补混凝土，混凝土工作性能、力学性能佳。混凝土硬化性能、收缩率如表2所示。表2实施例3混凝土性能实验结果该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量低、成本低廉，力学性能佳、收缩小，6小时抗压强度为31.3MPa，总收缩率为0.4‰，7d抗压强度为60.4MPa，28d抗压强度为72.63MPa。对道路养护条件要求低，能够较快进行道路修复。实施例4。一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：不饱和聚酯树脂340㎏，5-10的碎石960㎏，河砂750㎏，水泥250㎏，引发剂3.4㎏，促进剂1.7㎏。材料准备齐全后，按以下步骤操作：第一步：干燥河砂，筛分石子，同时处理待修补路面。第二步：每盘拌制混凝土100L(0.1m3)，计算称量每组分质量，不饱和聚酯树脂34㎏、河砂75㎏、碎石96㎏、水泥25㎏、引发剂310ml、促进剂150ml。碎石各组分质量如表3所示：表3第三步：将河砂、碎石、水泥按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀。第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂加入到树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂，搅拌均匀。第五步：将树脂混合物分两次加入到强制式搅拌机中，第一次加入70％，搅拌60s，第二次将加入剩余树脂，再搅拌60s，即可得到本发明中的一种速凝快硬超早强路面修补混凝土。第六步：浇筑混凝土到已处理好的待修补处，振动棒振捣60s，抹刀抹平表面，静置6小时。本发明中的速凝快硬超早强路面修补混凝土，混凝土工作性能、力学性能佳。混凝土硬化性能、收缩率如表4所示。表4实施例4混凝土性能实验结果该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量低、成本低廉。力学性能佳、收缩小，6小时抗压强度为33.2MPa，总收缩率为0.3‰，7d抗压强度为61.8MPa，28d抗压强度为72.39MPa。对道路养护条件要求低，能够较快进行道路修复。实施例5。一种速凝快硬超早强路面修补混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：不饱和聚酯树脂350㎏，5-10的碎石920㎏，河砂760㎏，水泥270㎏，引发剂3.5㎏，促进剂1.8㎏。材料准备齐全后，按以下步骤操作：第一步：干燥河砂，筛分石子，同时处理待修补路面；第二步：每盘拌制混凝土50L(0.05m3)，计算称量每组分质量，树脂17.5㎏，河砂38㎏、碎石46㎏、水泥13.5㎏、引发剂160ml、促进剂80ml；碎石各组分质量如表5所示：表5第三步：将河砂、碎石、水泥按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀；第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂加入到树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂，搅拌均匀；第五步：将树脂混合物一次性加入到强制式搅拌机中搅拌90s，即可得到本发明中的一种速凝快硬超早强路面修补混凝土；第六步：浇筑混凝土到已处理好的待修补处，振动棒振捣60s，抹刀抹平表面，静置6小时。本发明中的速凝快硬超早强路面修补混凝土，混凝土工作性能、力学性能佳。混凝土硬化性能、收缩率如表6所示。表6实施例5混凝土性能实验结果表5中，总收缩包括化学收缩、干燥收缩。该速凝快硬超早强路面修补混凝土胶凝材料含量低、成本低廉。力学性能佳、收缩小，6小时抗压强度为32.3MPa，总收缩率为0.3‰，7d抗压强度为60.3MPa，28d抗压强度为71.79MPa。对道路养护条件要求低，能够较快进行道路修复。实施例6。广东省中山市东升镇公路养护所管养段国道105线狮窖口大桥桥梁伸缩缝修补用速凝快硬超早强路面修补混凝土，总方量0.4m3。单方(m3)混凝土组分如下：不饱和聚酯树脂350㎏，5-10的碎石920㎏，河砂730㎏，水泥330㎏，引发剂3.5㎏，促进剂1.8㎏。材料准备齐全后，按以下步骤操作：第一步：干燥河砂，筛分石子，同时处理待修补路面；第二步：每盘拌制混凝土50L(0.05m3)，计算称量每组分质量,树脂17.5㎏、河砂36.5㎏、碎石46㎏、水泥16.5㎏、引发剂160ml、促进剂80ml；碎石各组分质量图表7所示：表7第三步：将河砂、碎石、水泥按从粗到细的投料顺序投入到强制式搅拌机中，搅拌60s，以致均匀；第四步：与第三步同时进行，首先将引发剂加入到树脂中，搅拌均匀，然后加入促进剂，搅拌均匀；第五步：将树脂混合物一次性加入到强制式搅拌机中搅拌90s，即可得到本发明中的一种速凝快硬超早强路面修补混凝土；第六步：浇筑混凝土到已处理好的待修补处，振动棒振捣60s，抹刀抹平表面，静置6小时。本实施例中的速凝快硬超早强路面修补混凝土修补桥梁伸缩缝的现场情况如图2至5所示，其中，图2是施工完6小时、通车前的现场图片；图3是施工完3天后现场图片；图4是施工完28天的现场图片；图5是现场施工试件的抗压强度与时间关系图。从图中可以看出，本技术方案所述速凝快硬超早强路面修补混凝土无倒缩现象；随养护时间增加，抗压强度随之增强；6小时抗压强度大于30MPa，，7d抗压强度为60.4MPa，28d标准养护时间强度达到了72.6MPa，性能良好。该性能可以满足东升公路养护所管养国道G105日均车流量高达10万车次的顺利安全通行要求，并且达到“当天能修复、当天达强度、当天能通车”的良好效果，改变了以往传统水泥混凝土的“一天修复，养生许久”所导致交通执拥堵的严重弊端。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 2 3