一種膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水泥混凝±路面材料制備領域，具體設及一種膨脹型高流動水泥基路 面注漿補強材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 水泥混凝±路面是我國高等級路面的重要結構形式，具有使用壽命長，養護工作 量小和養護費用低，施工簡便等優點。20世紀80年代W來，我國的水泥混凝±路面得到迅 猛發展。據統計，截至2013年年底，我國公路通車總里程約達450萬公里，各類等級水泥路 面約占鋪裝路面總里程70%左右。但由于路面結構排水不楊、路面結構組合不當、施工工藝 不符合規范、材料組成不合理等原因，我國水泥混凝±路面使用狀況不佳，使用壽命大大低 于設計使用年限，路面板斷裂、脫空、卿泥等病害十分普遍。調查發現，混凝±路面板的斷裂 損壞大多與基層的不良支撐狀況有關，且剛性基層與半剛性基層對水泥混凝±面層的影響 有較大區別。剛性基層水泥混凝±路面的破壞主要是溫度翅曲應力與荷載應力禪合作用的 結果，而半剛性基層水泥混凝±路面結構的破壞主要是由脫空引起的。
[0003] 水泥注漿材料強度高、造價低廉、材料來源豐富、漿液配置方便、操作簡單，是使用 量最大的漿材。隨著時間發展，人們在實踐中發現普通水泥的粒徑較大，當向較小裂隙的± 體注入時顯得無能為力，于是開始研究化學漿液和超細水泥。化學漿材可注性較好，漿液粘 度低，但一般都具有毒性且價格較高。因此化學漿液的應用范圍也受到限制。于是各種低 毒、無毒、高效能的改進漿材逐漸出現。至今，國內外各種注漿漿材品種達百余種W上。
[0004] 快裂型乳化漸青是一種有效的注漿材料。乳化漸青破乳后，能夠與基層材料形成 一層防水隔離層，達到下封層的目的，可有效防止脫空處再次發生水損害，并且具有很好的 流動性，易于灌入板底，灌漿壓力小于0. 5MPa，施工較為簡便。乳化漸青的主要缺點是強度 偏低，使得基層剛度不足，且乳化漸青材料受溫度的影響大。因此，單純利用乳化漸青進行 壓漿處理脫空難W達到目的。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種膨脹型高流動水 泥基路面注漿補強材料及其制備方法，本發明的注漿材料黏度低，流動性好，能夠進入細小 孔隙或粉細砂層中，漿液凝固時間在一定范圍內可調，并能夠準確控制，同時漿液穩定性 好，在常溫、常壓下較長時間存放不改變其基本性質。
[0006] 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] 一種膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料，W質量分數計，其制備材料包括： 35%~45%水泥、27%~35%粉煤灰、3%~6%早強劑、2%~4%膨脹劑、0. 32%~0. 7% 減水劑、0. 3%~0. 7%纖維W及20%~25%水。
[0008] 進一步地，所述的水泥為娃酸鹽水泥，表觀密度為3. 0~3. 3g/cm3;所述的粉煤灰 為一級粉煤灰，表觀密度為2. 1~2. 5g/cm3。
[0009] 進一步地，所述的早強劑為甲酸巧和=異丙醇胺的組合物，其中，W質量分數計， 甲酸巧占70%~80%，S異丙醇胺占20%~30%。
[0010] 進一步地，所述的膨脹劑為氧化儀復合膨脹劑和硫侶酸巧膨脹劑的組合物，其中，W質量分數計，氧化儀復合膨脹劑占60%~80%，硫侶酸巧膨脹劑占20%~40%。
[0011] 進一步地，所述的減水劑為聚簇酸類高效減水劑，其固含量為30%，減水率為 25%。
[0012] 進一步地，所述的纖維為聚乙締醇纖維，其長度為12mm，直徑為0.039mm，抗拉強 度為leOOMPa，模量為42GPa。
[0013] 一種膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料的制備方法，包括W下步驟：
[0014] 步驟一：W質量分數計，將35%~45%水泥、27%~35%粉煤灰、3%~6%早強 劑、2%~4%膨脹劑、0. 32%~0. 7%減水劑、0. 3%~0. 7%纖維W及20%~25%水按配比 稱量；
[0015] 步驟二：將稱量好的水泥和粉煤灰混合并充分攬拌得到混合物A;
[0016] 步驟=:將膨脹劑、早強劑均配置成質量濃度為1%~2%的水溶液，依次加入混 合物A中，攬拌1~2分鐘得到混合物B;
[0017] 步驟四：將纖維分散至水中，攬拌至纖維分散均勻無團聚；
[0018] 步驟五：將分散均勻的纖維、稱量好的減水劑W及剩余的水依次加入混合物B中， 攬拌至均勻即得到膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料。
[0019] 進一步地，所述的水泥為娃酸鹽水泥，表觀密度為3. 0~3. 3g/cm3;所述的粉煤灰 為一級粉煤灰，表觀密度為2. 1~2. 5g/cm3。
[0020] 進一步地，所述的早強劑為甲酸巧和=異丙醇胺的組合物，其中，W質量分數計， 甲酸巧占70 %~80 %，=異丙醇胺占20 %~30 %;所述的膨脹劑為氧化儀復合膨脹劑和硫 侶酸巧膨脹劑的組合物，其中，W質量分數計，氧化儀復合膨脹劑占60 %~80%，硫侶酸巧 膨脹劑占20 %~40%。
[0021] 進一步地，所述的減水劑為聚簇酸類高效減水劑，其固含量為30%，減水率為 25% ;所述的纖維為聚乙締醇纖維，其長度為12mm，直徑為0. 039mm，抗拉強度為leOOMPa， 模量為42GPa。
[0022] 與現有技術相比，本發明具有W下有益的技術效果：
[0023] 本發明的注漿材料工作性能、力學性能和耐久性能優異，能夠解決當前注漿材料 不具膨脹性的缺陷，為解決混凝上路面板底脫空提供了有效的解決方法，具有廣闊的應用 前景。本發明的注漿材料具有微膨脹性能，能夠較好的補償水泥在水化及使用過程中的收 縮，化后的自由膨脹率為1. 0~1. 5, 24h后的自由膨脹率達到1. 8~2. 4 ;配制的注漿料 可保證化內有效塑性，便于施工，且膨脹速率平穩。該注漿料30min流動度保持在19. 3~ 22. 1范圍內，流動性較大且比較穩定，說明該注漿料具有良好的和易性和工作性。同時 注漿料7d抗折強度最低達到7. 4MPa，遠高于規范要求。另外該材料的7d強度至少達到 42. 2MPa，且7d和28d強度都比較穩定，沒有大的波動，能夠有效防止注漿材料早期及后期 收縮，提高注漿材料硬化后的強度和耐久性。
[0024] 本發明方法操作簡單方便，不需專口技術人員操作，施工人員或者實驗人員參照 按照本發明方法即可進行操作。本發明提出先將早強劑和膨脹劑配置成一定比例的水溶 液，然后再加入混合物A中，此方法能使早強劑和膨脹劑與混合物充分接觸，使早強劑與膨 脹劑分散更加均勻，有助于早強劑和膨脹劑充分發揮作用。本發明方法將纖維在水中分散 均勻然后和減水劑W及水加入混合物B中，避免了纖維在攬拌中的團聚問題和分散不均勻 問題，更好的抑制硬化后注漿料微裂紋的產生，將分散好的纖維、減水劑、水依次加入上述 混合物中，然后進行最終的攬拌，此方法能減緩因攬拌時間過長對注漿料工作性能的影響。
【具體實施方式】
[00巧]下面對本發明的實施方式做進一步詳細描述：
[00%] -種膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料，W質量分數計，其制備材料包括： 35%~45%水泥、27%~35%粉煤灰、3%~6%早強劑、2%~4%膨脹劑、0. 32%~0. 7% 減水劑、0. 3%~0. 7%纖維W及20%~25%水。
[0027] 所述的水泥為娃酸鹽水泥，表觀密度為3. 0~3. 3g/cm3;所述的粉煤灰為一級粉 煤灰，表觀密度為2. 1~2. 5g/cm3;所述的早強劑為甲酸巧和=異丙醇胺的組合物，其中， W質量分數計，甲酸巧占70%~80%，=異丙醇胺占20%~30% ;所述的膨脹劑為氧化儀 復合膨脹劑和硫侶酸巧膨脹劑的組合物，其中，W質量分數計，氧化儀復合膨脹劑占60%~ 80%，硫侶酸巧膨脹劑占20%~40% ;所述的減水劑為聚簇酸類高效減水劑，其固含量為 30%，減水率為25% ;所述的纖維為聚乙締醇纖維，其長度為12mm，直徑為0. 039mm，抗拉強 度為leOOMPa，模量為42GPa。
[0028] 一種膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料的制備方法，包括W下步驟：
[0029] 步驟一 ：W質量分數計，將35 %~45 %水泥、27 %~35 %粉煤灰、3 %~6 %早強 劑、2%~4%膨脹劑、0. 32%~0. 7%減水劑、0. 3%~0. 7%纖維W及20%~25%水按配 比稱量；所述的水泥為娃酸鹽水泥，表觀密度為3. 0~3. 3g/cm3;所述的粉煤灰為一級粉 煤灰，表觀密度為2. 1~2. 5g/cm3;所述的早強劑為甲酸巧和=異丙醇胺的組合物，其中， W質量分數計，甲酸巧占70%~80%，=異丙醇胺占20%~30% ;所述的膨脹劑為氧化儀 復合膨脹劑和硫侶酸巧膨脹劑的組合物，其中，W質量分數計，氧化儀復合膨脹劑占60%~ 80%，硫侶酸巧膨脹劑占20%~40% ;所述的減水劑為聚簇酸類高效減水劑，其固含量為 30%，減水率為25% ;所述的纖維為聚乙締醇纖維，其長度為12mm，直徑為0. 039mm，抗拉強 度為leOOMPa，模量為42GPa;
[0030] 步驟二：將稱量好的水泥和粉煤灰混合并充分攬拌得到混合物A;
[0031] 步驟=:將膨脹劑、早強劑均配置成質量濃度為1%~2%的水溶液，依次加入混 合物A中，攬拌1~2分鐘得到混合物B;
[0032] 步驟四：將纖維分散至水中，攬拌至纖維分散均勻無團聚；
[0033] 步驟五：將分散均勻的纖維、稱量好的減水劑W及除步驟=和步驟四用后剩余的 水依次加入混合物B中，攬拌至均勻即得到膨脹型高流動水泥基路面注漿補強材料。
[0034] 本發明提供了一種工藝簡單、成本低廉、性能優良的膨脹型高流動水泥混凝±路 面基層注漿補強材料及其制備方法。該注漿材料黏度低，流動性好，能夠進入細小孔隙或粉 細砂層中，漿液凝固時間在一定范圍內可調，并能夠準確控制，漿液穩定性好，在常溫、常壓 下較長時間存放不改變其基本性質，不發生強烈的化學反應且漿液固化時無縮率現象，固 化后與巖±體、混凝±等有一定的黏結性，耐老化性能好且價格低廉能有效實現對水泥混 凝±路面板底脫空的處治。
[0035] 下面結合實施例對本發明做進一步詳細描述： 陽〇36] 實施例1
[0037] 膨脹型高流動水泥混凝±路面基層注漿補強材料原材料組成為：W質量分數計， 水泥、粉煤灰、早強劑、膨脹劑、減水劑、纖維及水分別為36 %、30 %、6%、2%、0.5%、0.5%、 25%，其中早強劑中甲酸巧和S異丙醇胺的用量重量比為80:20 ;膨脹劑中氧化儀復合膨 脹劑和硫侶酸巧膨脹劑的用量重量比為60:40。
[0038] 制備方法如下