硫铝酸盐水泥混凝土路面快速修补材料试验研究.pdf

116STONE2023 No.8STONE材料应用石材硫铝酸盐水泥混凝土路面快速修补材料试验研究张丽萍（甘肃省白银公路事业发展中心白银公路段，甘肃白银7 3 0 9 0 0）引言水泥混凝土路面强度高、承载力大、不易变形，在公路建设中得到广泛应用。然而水泥混凝土路面也存在许多缺点，例如韧性低、脆性大，表面易磨损。常见的病害有凹坑、表面露骨麻面、断板等。对此类病害进行及时处理可以提高行车舒适性和安全性以及延长既有路面使用寿命、减少后续养护费用。水泥混凝土路面早期破坏现象越来越多，修补加固工作也日趋繁重。路面修补工作量大面广，因此路面修补工作力求施工工艺简单、可快速通车且后续维护成本低、无需重复进行修补。薄层快速修补技术主要是针对路面表层3 2 0 mm的病害 2，因此传统的纤维混凝土由于施工性较差，不太适用。在国外应用较多的是聚合物混凝土和修补砂浆，修补砂浆可喷射和灌注施工。聚合物混凝土具有快凝性，良好的强度和耐久性，与水泥的黏结性好，刚度高，以修补小于10 mm的混凝土见长，但环氧树脂等聚合物存在成本较高的问题。对于修补砂浆，国外各大建材公司有形形色色的产品，如Sika公司生产的Sika Top 123Plus，C T S C e me n t Ma n u f a c t u r i n g 生产的Rapid Set Non-Shrink Grout材料，其性能主要体现在快速硬化、黏结和抗压强度高、收缩率低等方面 3)。国内对于路面薄层快速修补也有较多的产品，但也存在可操作时间短、不能自流平作业、小时强度低，以及材料成本高等问题4)。结合以上背景，研究介绍了一种基于快硬硫铝酸盐水泥的混凝土路面薄层快速修补材料的开发及应用1原材料1.1水泥采用42.5快硬硫铝酸盐（代号SAC）和42.5普通硅酸盐（代号OPC）两种水泥复合，复合比例为8：2，其中快硬硫铝酸盐水泥比表面积3 9 8 m/kg，1d 强度32MPa，3 d 强度44.5MPa，2 8 d 强度51.2 MPa，快硬硫铝酸盐水泥化学组成见表1。1.2骨料该修补材料主要是进行薄层修复。因此，未使用粗骨料，细骨料采用的是不同目数的天然烘干河砂搭配而成，合成后的河砂最大粒径1.18 mm，细度模数1.9，属于区细砂，合成级配曲线见图1。12090%/*60一合成级配一三区上限卡限3000.150.30.61.22.44.8筛孔尺寸/m图1不同目数河砂子合成级配曲线1.3功能性小料功能性小料包括减水剂、消泡剂、流变稳定剂、缓凝剂、可再分散乳胶粉、塑性膨胀剂以及6 mm聚丙烯纤维。缓凝剂选用葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和酒石酸3种进行对比。表1快硬硫铝酸盐水泥化学组成化学成分CaoSiO2Al,03Fe2O3MgOSO3Na20K20烧失量含量/%51.4212.5716.421.482.3714.770.230.190.55作者简介：张丽萍（19 8 6 一），女，甘肃会宁人，工程师。研究方向为公路养护117石材2 0 2 3 年8 期SHICAI材料应用材2试验方案参考相关文献和以往产品开发经验，试验初期基准配合比见表2，设置水胶比为0.3 0。在此基础上通过调整配比参数和功能性小料的种类、用量使得薄层快速修补材料的工作性、小时抗压强度、黏结强度、耐磨性以及收缩率满足设计和施工要求。表2 薄层快速修补材料1kg基准配合比单位：g级配减水消泡流变稳缓凝塑性膨胀SACOPC砂剂剂定剂剂剂400100496.120.50.110.3流动性按照GB/T50448测试，其中初始截锥流动度+3 40 mm，2 0 m i n 后截锥流动度丈3 2 0 mm；抗压强度按照GB/T17671测试，其中2 h抗压强度 3 0 MPa，1d 抗压强度 40 MPa；黏结强度按照GB50728附录G测试，1d与基准混凝土黏结强度 1.5MPa；收缩率按照JTGE30T0511测试，2 8 d收缩率 0.0 2%；耐磨性按照JTGE30进行，磨损率301.55无可见裂缝5结语通过对薄层快速修补材料的实验室开发和现场试用，得出以下结论：（1）缓凝剂的加人可有效改善快速修补材料的工作性损失，确保施工操作时间，但缓凝剂掺量过高影响早期强度，通过试验确定的最佳缓凝剂种类为酒石酸，掺量为1.5g/kg，即胶凝材料的高质量的光照效果。所以设计人员在进行节能建筑设计时，需要重点考虑该建筑物窗户面积与窗户位置。从专业角度讲，有色玻璃可以较好地收集太阳光，并促成太阳光至光电的转变。所以建筑物窗户应用的玻璃面积如果较大，其相应的吸收阳光，转变光电的能力也越强。节能建筑设计者应该充分意识到这点，并以此为切人点，做好节能建筑的窗户节能设计。一方面，科学选择窗户材料，确保所应用的节能窗户材料坚固性高，吸光性能强。另一方面，确保节能窗户材料具有较强的抗压性与耐久力，能够长时期充分支撑起来自建筑物的压力。在节能窗户设计实践中，工作人员可以通过钢结构与玻璃的有效结合，充分实现节能建筑窗户节能、采光、通风、承压等各项功能。参考文献1】王珠.建筑设计与节能环保D.建筑与装饰,2 0 2 3(1):3 7-3 9.2年夫帅.节能建筑设计在建筑工程设计中的应用D.建材发展导向（上）,2 0 2 3,2 1(2):43-45.3】王雪英.建筑节能及其在建筑设计中的应用D.砖瓦世界，2023(2):46-48.4张勇.节能材料在建筑设计中的应用探析D.建材与装饰，2023,19(2):78-80.0.3%。（2）胶粉的加人可有效提升快速修补材料的黏结强度，纤维的加人可改善快速修补材料的磨损率。通过试验确定的最佳胶粉掺量为胶凝材料的1%，6mm聚丙烯纤维掺量为0.2%。（3）现场应用表明实验室研究开发的薄层快速修补材料达到了预期的效果，可快速通车，未出现肉眼可见裂缝和空鼓现象。参考文献1计旗槟，南兵，彭龙贵，等.基于混凝土表面缺陷的修补材料制备与耐污水腐蚀性能研究D).混凝土世界,2 0 2 2(12)：36-40.2侯柏青.基于顶升压浆工艺的受损水泥混凝土路面修复方案DJ.交通世界，2 0 2 2（3 0）：111-113.3】舒朗，乔欢欢.水泥基自流平砂浆的正交试验研究D.建材技术与应用，2 0 2 2（0 4）：7-11.4】王健丰.HC-1超快硬混凝土在公路修复中的性能研究D.混凝土世界，2 0 2 2（0 7）：8 0-8 2.5武鑫江，齐东有，邹德麟，等.硫铝酸盐水泥缓凝剂研究进展D).中国水泥，2 0 2 2（12）：8 1-8 5.6耿继双，徐鹏飞，王飞，等.水泥基修复材料和老混凝土界面粘结性能D).低温建筑技术，2 0 2 2，44（0 1）：6 5-6 9.