水泥混凝土路面修補材料的研制和應用
摘要:水泥混凝土路在使用過程中,因施工質量等原因造成路面產(chǎn)生裂紋、斷板、露石等現(xiàn)象。JH24-25型或JH48-25型水泥混凝土修補材料,24h或48h其主要性能符合公路修補要求。半年來,在黑龍江、吉林省部分高等級公路進行快速修補,初見成效?,F(xiàn)處于推廣應用階段,使用前景很好。 關鍵詞:特種水泥;早強;補償收縮;耐久;JH24-25型、 JH48-25型特種混凝土 0 引言 2006年9月,由吉林省建筑材料工業(yè)設計研究院研究,吉林省航起機場場道材料有限公司生產(chǎn)《機場水泥混凝土道面修補用JH型水泥混凝土》項目通過吉林省建設廳及新產(chǎn)品鑒定。2007年5月受黑龍江佳木斯世俊路面裂紋處理有限公司,吉林省中交路橋科技有限公司等單位的委托,吉、黑兩省高等級公路在建設及使用階段出現(xiàn)不同程度斷板、脫皮、露石等現(xiàn)象,為保證公路建設驗收及長期安全運行。項目組通過半年多的研制與應用,JH24-25型、JH48-25型公路路面修補混凝土曾在佳木斯市同三公路、長春市長-雙公路等試點應用,施工單位及用戶反映良好,現(xiàn)將主要技術資料歸納如下: 1 原材料的選擇 項目組在半年內(nèi)進行了36組混凝土配方與17組砂漿配方試驗,初步確定原材料的品質要求。 ?、?水泥的制備 以新型干法水泥生產(chǎn)線熟料為主要組分加入混合材料粒狀高爐礦渣及緩凝劑專用石膏,經(jīng)過粉磨成一定細度的水硬性膠凝材料稱之特種水泥,其熟料品質符合JC/T853-1999,且抗壓強度≥55.0Mpa。 ?、?外加劑0# 此材料外進,以硅酸三鈣、氟鋁酸鈣為主要成分粉狀材料。 ?、?外加劑及緩凝劑 外加劑以高效減水劑為主,緩凝劑減緩混凝土中水泥的水化硬化。 ?、?膨脹摻合料 以膨脹劑與緩凝劑兩種成分組成。 ?、?中砂 以中砂為細骨料,除了考慮顆粒級配、細度模數(shù)達到GB/T14684-2001《建筑用砂》規(guī)定,中砂的含泥量≤1%為佳。 ⑹ 碎石 按照公路修補材料要求,以碎石為粗骨料,不但要考慮石材的抗壓強度,而且必須檢測骨料碎石的顆粒級配及含泥、泥塊含量等項目。符合GB/T14685-2001《建筑用碎石、卵石》規(guī)定,其中顆粒級配應為連續(xù)粒級,針片狀≤10%,最好≤5%,含泥量≤1%。 根據(jù)修補厚度如70mm,選擇公稱粒徑5-31.5 mm;修補厚度30 mm ,選擇公稱粒徑5-16mm。 2 公路修補材料配合比試
從表1可見,序號1:48h水泥混凝土抗壓強度41.3MPa,符合2d抗壓強度≥25.0MPa,抗折強度4.95MPa,符合2d抗折強度≥4.5MPa規(guī)定。 序號2:由于特種水泥0.9,外加劑0#0.1與序號1相近配合比,1d抗壓強度38.5 MPa,超過25.0 MPa規(guī)定,抗折強度6.5 MPa,超過4.5 MPa規(guī)定。 序號3與序號2不同之處,膨脹摻合料從0.13提高到0.15,1d水泥混凝土干縮序號3優(yōu)于序號2,序號4與序號1不同之處,膨脹摻合料從0.13提高到0.15,2d水泥混凝土干縮序號4優(yōu)于序號1,序號3-1d抗壓強度優(yōu)于序號2。 綜合考慮序號4、序號2分別作為符2d與1d公路修補材料最佳配合比。 序號5-序號8,1d砂漿,由于每立米砂漿水泥用量574kg即特種水泥+外加劑0#。 序號1-序號4,每立米混凝土水泥用量417kg左右,從砂漿28d抗壓強度40.0-42.4MPa,而混凝土28d抗壓強度56.5-58.0MPa,故放棄砂漿作為路面修補,采用細石混凝土作為15-30(mm)厚度修補。 3 施工方法 遵循省級公路修補要求,結合實際施工的經(jīng)驗或實踐,按照吉林省建筑材料工業(yè)設計研究院提供的施工要點、試驗數(shù)據(jù),以吉林省航起機場場道材料有限公司生產(chǎn)產(chǎn)品,執(zhí)行公路修補規(guī)定、吉林省交通廳規(guī)定,斷板修補70mm厚度等要求。 ⑴ 首先通過委托方提出要求,與施工方簽訂合同,在要求修補施工區(qū)域內(nèi)劃線。如修補混凝土,提前預備合格中砂、一定粒徑碎石,達到規(guī)定含泥量。包括水泥等運至工地。 ?、?公路修補作為安全施工,施工期間做隔離措施。用經(jīng)過操作培訓人員,考核合格后上崗,然后正常施工。 ?、?用切割機切割,以鑿巖機鑿開舊混凝土,表面破壞如露石處理,用手提切割機打毛,將坑內(nèi)舊混凝土雜物清理干凈。 ?、?用水將澆灌區(qū)域淋水保潮。 ?、?按規(guī)定配合比,水泥等材料與砂、碎石干拌30秒,盡量采用強制攪拌機攪拌,將外加劑及緩凝劑溶于規(guī)定量水中溶解,加入外加劑水溶液濕拌1.5分鐘。預埋分割縫板條或聚苯乙烯EPS板。 ⑹ 人工將坍落度為20±10mm混凝土料澆入?yún)^(qū)域內(nèi) ?、?用抹子將混凝土分布均勻,以振搗器振實,然后用抹子抹平。 ?、?待30分鐘后,表面發(fā)干,混凝土達到一定強度,壓光,過10-30分鐘拉毛防滑處理。 ?、?從加入水開始約1小時用塑料布保潮養(yǎng)護。 ?、?待6-12小時后,適當淋水養(yǎng)護或覆蓋濕砂養(yǎng)護。 ⑾ 繼續(xù)養(yǎng)護3-7天,一般1天混凝土施工,2天通車;2天混凝土施工,3天通車。 ⑿ 由于重載車上修補區(qū)域,要求修補混凝土抗壓強度C40為宜。施工溫度15-35℃,低于15℃配合比有所變化。 4 試點應用實例 6月30日,我們將吉林省航起機場場道材料有限公司生產(chǎn)JH24-25型、JH48-25型材料進行試驗修補,其路面修補厚度30mm或50mm,地點在長春龍嘉機場一處水泥混凝土公路,7月27日將所配制的1天砂漿 在龍嘉機場另一處水泥混凝土公路修補。8月初,在長春-雙陽原胡家店收費站進行1天砂漿15-30(mm)厚度試點修補。9月10日又在原胡家店收費站進行24小時細石5-10(mm)混凝土及5-31.5(mm)、25-70(mm)厚度修補,以1天或2天公路修補材料施工經(jīng)過1周1個月觀察,經(jīng)過實際運行,如原胡家店收費站,運行車輛頻繁,載重量80噸/輛左右,汽車研壓修補混凝土無破壞現(xiàn)象,修補砂漿基本完好。 7月中旬,我們在佳木斯市同江加油站,原來使用其它材料修補7次均出現(xiàn)破損現(xiàn)象,本公司生產(chǎn)的公路修補材料使用效果良好。 8月份在長春-磐石煙囪山之間公路進行試點修補初見效果。 經(jīng)過2個多月,工程施工應用,結合施工單位總結掌握施工技術,共使用40余噸水泥基材料配制快凝快硬混凝土進行路面修補,初見成效。 5 結語 ?、虐凑展沸扪a工程施工要求,原高等級公路路面混凝土28天抗壓強度≥25.0MPa,抗折強度≥4.5MPa,故研究的快凝快硬混凝土在24小時或48小時之內(nèi)達到以上兩個基本技術要求。 ⑵ 以《機場水泥混凝土道面修補用JH4-30型水泥混凝土》技術為基礎,在原有4小時水泥混凝土抗壓強度≥30.0MPa,進行技術延伸,通過科學配方,試驗室配方優(yōu)化,干縮性能1天-3個月≤300×10-6,屬于補償收縮混凝土系列產(chǎn)品,經(jīng)過試點應用效果符合公路交通規(guī)定。 ?、菄篮貐^(qū)黑龍江省、吉林省,該項目水泥混凝土28天抗壓強度≥50.0MPa,經(jīng)過300次抗凍性試驗,此試驗結果正在進行中,耐80%NaOH溶液1個月,耐15%NaCl溶液1個月,主要考慮堿骨料反應,冬季除雪等因素,試驗中進行專項檢測,實際工程中經(jīng)過1年、2年以上考驗,確保交通安全暢通。 ?、?施工方法很關鍵,分割縫設置,大面積施工如長4米,寬4米,則中間留分割縫,1天以后抹砂漿,可以釋放應力,避免產(chǎn)生裂紋,原有斷板裂縫應該在裂縫處加寬處理。未貫通裂縫,修補區(qū)域避免三角形或異形,要求為長方形或正方形。修補厚度一般為70mm,15-70mm為宜。 ?、?砂漿修補成本高,且28天抗壓強度不如水泥混凝土材料,故選擇細石混凝土作為原道面脫皮露石修補。 ?、世^續(xù)作好試驗,見證施工和驗收等工作,以確保公路建設驗收及公路長期安全使用,待試點應用以后再作出全面總結,不斷作好評價推廣應用工作。 作者簡介:呂國惠,男,42歲,吉林省德惠市鑫雨水泥有限責任公司,副總經(jīng)理,工程師。 |
原作者: 呂國惠 錢惠生 錢紅宇 |
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