摘 要:介绍一种混凝土路面快速修补材料的主要组成与性能原理,其4 h 胶砂抗折强度可达5 Mpa、抗压强度达25 Mpa 以上,具有流动性大、快凝、早强、微膨胀、后期强度继续增长等特性,适用于混凝土路面养护、桥梁的快速修补及抢修、抢建、加固工程。
关键词:道路;快速修补;混凝土
中图分类号:U4161217 文献标识码:C 文章编号:1008 - 3383 (2006) 11 - 0058 - 01
1 组成与性能原理
该材料由基料、复合减水剂、促凝剂与缓凝剂等组成。基料由硫铝酸盐水泥(或熟料) 与硅酸盐水泥(或熟料) 按一定比例组成,二者发挥各自的特性产生性能互补,前者提供早期强度,后者提供后期强度;前者具有微膨胀及抗盐类侵蚀性,有利于补偿收缩与减轻开裂;后者促进前者的水化、使材料更具快凝、快硬性,并避免单独使用前者时表面易起砂现象、增强耐磨性。后者的引入使水泥石碱度提高,有利减轻碳化与避免钢筋锈蚀。复合碱水剂的作用是降低混凝土拌和的用水量、增加流动性、提高致密度及强度,提高新旧混凝土的粘结力、抗渗性、减少泌水率等。促凝、促强剂的作用是对4 h 或6 h 强度提供必须的快速凝结硬化保证条件,加速强度增长速度。加入缓凝剂的目的是调整施工操作所需要的凝结时间。
2 主要性能
凝结时间:材料分W 型和S 型,W 型适宜冬季施工,S 型适宜夏季施工。在试验室标准条件下检验,W 型初凝时间不早于10 min ,终凝时间不迟于30 min ;S 型初凝时间不早于25 min ,终凝时间不迟于60 min。当使用该产品制备修补混凝土时,在同等温度条件下,凝结时间比产品试验结果一般略有延长;当环境温度低于或高于试验温度(20 ℃) 时,会使凝结时间有所延长或提前。
胶砂长期强度及耐磨性:表1 列出了道路修补材料胶砂长期强度值,说明本材料早期抗折强度高,后期不倒缩,有明显递增;抗压强度后期则增长较快。早期强度高有利于实现快速抢修,后期强度继续增高则表明该材料具有较好的耐久性。修补材料砂浆耐磨性试验表明优于单一使用的快硬硫铝酸盐水泥,与硅酸盐水泥相当。单位面积磨损量为0193 kgPm2 。
3 混凝土性能及应用
强度:抽取两个混凝土道桥快速修补材料样品、使用两个混凝土配合比。可以看出,水灰比0．31～0．34 、砂率33 %～36 %时混凝土工作性能良好。当调整混凝土配合比降低砂率时,4 h 强度指标明显提高。根据公路修补对抗折强度大于3．5 Mpa 或抗压强度大于20 Mpa 的一般要求,在修补后4～6 h 可开放交通。
膨胀性:使用40 mm ×40 mm ×160 mm 试件测定快速修补混凝土在水及空气中的自由膨胀率,与普硅水泥、快硬硫铝酸盐水泥进行对比试验,快速修补混凝土在水中7 d 自由膨胀率约为0103 % ,至28 d 龄期已经稳定;经干空28 d 后,干缩很小,优于两种水泥混凝土试件,说明这种微膨胀可以补偿收缩,有利于填充饱满,粘结牢固及防止开裂。
耐蚀性:根据胶砂在不同侵蚀一定龄期后的强度比,试件尺寸20 mm ×20 mm ×20 mm。可以看出,在抗碱侵蚀方面,本材料低于硅酸盐水泥、优于快硬水泥;在抗侵蚀方面,则由于上述两种水泥,说明该材料对于冬季撒盐化雪、化冰的路面修补,具有使用价值。
抗渗性与抗冻性: 使用3 d 抗压强度为53．6Mpa 混凝土,经150 次冻融循环(慢冻法) 试验,强度损失率为0．5 % ,抗渗标号达P8 以上。
4 结束语
(1) 混凝土道路快速修补材料按施工季节不同分两个型号, 4 h 或6 h 胶砂抗折强度可达6．5 MPa 、抗压强度可达40 Mpa 以上;至180d 时抗压强度可继续增长到80 Mpa 以上。
(2) 使用本材料可配制C50混凝土,6 h 抗折强度可达4 MPa、抗压强度可达25 Mpa 以上;配制C30混凝土, 1 d 抗折强度可达4 MPa、抗压强度可达27 Mpa 以上;并且后期强度有较大增长,用于道路修补施工4～6 h 可开放交通。
(3) 使用本材料配制混凝土具有:微膨胀性,和混凝土干缩可以互补;抗盐类侵蚀、抗渗、抗冻等特性;有利于减轻开裂,增强与原有混凝土的粘结。
