一种早强型路基修复水泥的制作方法

文档序号:19739196发布日期:2020-01-18 04:57阅读:210来源:国知局

本发明涉及水泥的制备工艺技术领域,尤其涉及一种早强型路基修复水泥。



背景技术:

水泥作为建筑行业三大基础材料之一,是用量最多的建筑材料,其使用广,用量大,作为一种粉状水硬性无机胶凝材料,水泥料通常是在加水搅拌后制成的砂浆或混凝土,被广泛应用于建筑工程、交通工程、海上平台等基建工程中。

然而,普通的混凝土往往存在着脆性大、抗压强度小的缺陷,再加上水泥水化往往伴随着体积收缩等缺陷,在使用过程中随着混凝土材料龄期的增长,其结构在外界各种因素的作用下会出现裂缝、冻融效应、氯硫侵蚀或其它类型的腐蚀,导致混凝土结构出现诸如裂缝、剥蚀、孔洞等问题,显著降低了混凝土的强度和使用性能,而在公路工程中,随着交通量不断增加,机车载重增加,这种破坏会更加明显和快速,且在行车荷载耦合作用下,会出现开裂、唧浆和断板现象,使水泥混凝土脱空导致路面结构破坏,进而波及周围,造成更大面积的损坏,从而影响公路的整体性以及稳定性,若不能及时进行修补处理就有可能加重对结构的破坏,造成安全隐患。

目前,对混凝土结构进行修改的常用材料为磷酸镁水泥,但磷酸镁水泥自身存在着脆性大、强度不足的缺点,在对公路路基进行修补时存在强度缺陷,容易发生二次破坏。



技术实现要素:

本发明所解决的技术问题在于提供一种早强型路基修复水泥,这种复合水泥早期强度较高,后期强度发展稳定,具有较低的长期收缩性能与良好的弯曲韧性,以解决现有技术中的技术缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:

一种早强型路基修复水泥,包括以下质量份的原料:

其中,所述水泥熟料为快硬硫铝酸盐水泥或者是快硬硫铝酸盐水泥与磷酸镁水泥按照质量比2:1~3:1的比例制备的混合物水泥熟料;

所述增强材料为耐碱性玻璃纤维、钢纤维、玄武岩纤维的比例混合物,且混合物中耐碱性玻璃纤维的质量百分比为40~62%、钢纤维的质量百分比为17~22%,而玄武岩纤维则补齐至100%;其中,所述耐碱性玻璃纤维采用zro2的含12.5wt%~14wt%的耐碱性玻璃纤维,并经过表面改性处理,其表面改性处理的方式为将耐碱性玻璃纤维与间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂、脱氢乙酸、1-3丙二醇按照60:5:5:1的比例混合均匀后静置保持30~40min,然后一同加入硅烷偶联剂kh570中混合搅拌60~90min后,热风烘干即得到改性处理后的耐碱性玻璃纤维;而所述钢纤维与所述玄武岩纤维均包括一定比例的短切纤维,且所述短切纤维的占比不低于50%。

作为进一步限定,所述助剂中包括30~40%的纤维素醚、0~30%的消泡剂、0~30%的减水剂、15~20%的氢氧化铝、5~15%的憎水剂以及10~15%的碳酸镁。其中,纤维素醚为乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种;消泡剂为聚醚类消泡剂;消泡剂为有机硅氧烷;憎水剂为甲基硅酸钠憎水剂。

作为进一步限定,原料中可选择性添加早强剂,以加速水泥水化速度,促进混凝土早期强度的发展。

作为进一步限定,所述粗集料为连续粒径、级配良好的石灰石。

作为进一步限定,所述细集料为模数为2.4~2.8的石英砂。

有益效果:本发明流动性较好、早期强度较高,能在保证强度的条件下,对水泥熟料的基体进行增韧改性,通过纤维料的组合在水泥体系内形成交联结构,与同强度等级普通水泥混凝土相比,其收缩明显降低且耐磨性良好,成型后理化性能优越,能有效防止被修补的裂缝发生二次开裂。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。

实施例一:

在实施例一中早强型路基修复水泥由以下组分的原料制备:

水泥熟料800kg、粉煤灰300kg、粗集料200kg、矿渣100kg、细集料100kg、增强材料30kg、助剂30kg,其中,水泥熟料采用快硬硫铝酸盐水泥;粗集料为连续粒径、级配良好的石灰石;细集料为模数为2.4~2.6的石英砂;增强材料为纤维混合物,包括60%的耐碱性玻璃纤维、9%的钢纤维、9%的短切钢纤维、11%的玄武岩纤维以及11%的玄武岩短切纤维,而耐碱性玻璃纤维以含14wt%zro2的耐碱性玻璃纤维作为原料经过表面改性处理制得,其进行改性处理时先将作为原料的耐碱性玻璃纤维与间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂、脱氢乙酸、1-3丙二醇按照60:5:5:1的比例混合均匀后静置保持40min,然后加入硅烷偶联剂kh570中混合搅拌80min后热风烘干制得。

而在配方中采用的助剂包括30%的纤维素醚、20%的消泡剂、10%的减水剂、15%的氢氧化铝、10%的憎水剂以及15%的碳酸镁。其中,纤维素醚为乙基甲基纤维素醚;消泡剂为甘油聚醚消泡剂;消泡剂为有机硅氧烷;憎水剂为甲基硅酸钠憎水剂。

使用时,将上述重量份数的水泥熟料、粉煤灰、粗集料、矿渣、细集料在容器中搅拌混合均匀后粉碎后得到半成品水泥;然后将上述半成品水泥放入搅拌桶中,加入水、增强材料以及助剂后按照普通混凝土的使用方式搅拌均匀后浇筑即可。

实施例二:

在实施例二中早强型路基修复水泥由以下组分的原料制备:

水泥熟料700kg、粉煤灰350kg、粗集料250kg、矿渣120kg、细集料120kg、增强材料60kg、助剂20kg,其中,水泥熟料采用磷酸镁水泥按照质量比2:1~3:1的比例制备;粗集料为连续粒径、级配良好的石灰石;细集料为模数为2.6~2.8的石英砂;增强材料为纤维混合物,包括55%的耐碱性玻璃纤维、8%的钢纤维、12%的短切钢纤维、10%的玄武岩纤维以及15%的玄武岩短切纤维,而耐碱性玻璃纤维以含13.6wt%zro2的耐碱性玻璃纤维作为原料经过表面改性处理制得,其进行改性处理时先将作为原料的耐碱性玻璃纤维与间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂、脱氢乙酸、1-3丙二醇按照60:5:5:1的比例混合均匀后静置保持35min,然后加入硅烷偶联剂kh570中进行混合搅拌,搅拌80min后热风烘干制得。

而在配方中采用的助剂包括35%的纤维素醚、10%的消泡剂、10%的减水剂、18%的氢氧化铝、12%的憎水剂以及15%的碳酸镁。其中,纤维素醚为羧甲基纤维素醚;消泡剂为甘油聚醚消泡剂;消泡剂为有机硅氧烷;憎水剂为甲基硅酸钠憎水剂。

使用时,将上述重量份数的水泥熟料、粉煤灰、粗集料、矿渣、细集料在容器中搅拌混合均匀后粉碎后得到半成品水泥;然后将上述半成品水泥放入搅拌桶中,加入水、增强材料以及助剂后搭配使用早强剂,按照普通混凝土的使用方式搅拌均匀后浇筑即可。

本发明的实施例一以及实施例二制得的早强型路基修复水泥,通过增强材料的加入能有效在成型后的补强结构层中形成交联结构,由于钢纤维和玄武岩纤维虽然能显著改善超早强水泥基材料的力学性能,尤其是抗弯拉性能,但是会降低超早强水泥基材料的工作性能与长期收缩性能,因而,通过加入改性的耐碱性玻璃纤维能有效缓解这种收缩性能的降低,同时,在钢纤维和玄武岩纤维中掺入了一定比例的短切纤维,能在补强层内部的微观裂纹形成的早期通过短切纤维抑制微裂纹的发生和扩展,并通过长纤维和耐碱性玻璃纤维形成交联结构,这种不同拉伸强度的材质组成的混杂交联结构对超早强水泥基材料力学性能的提高更明显,在裂缝逐渐扩展成宏观裂纹时,短细钢纤维大部分会被拔出而失去阻裂作用时通过长纤维稳定后的交联网产生抑制裂缝的发展的作用,长短钢纤维之间的混杂在不同阶段发挥各自的功能,有效提高了早强型路基修复水泥的修复效果,尤其适合于路面结构的修复。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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