水泥混凝土路面修補(bǔ)材料的研制和應(yīng)用

摘要：水泥混凝土路在使用過(guò)程中，因施工質(zhì)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(bǔ)材料，24h或48h其主要性能符合公路修補(bǔ)要求。半年來(lái)，在黑龍江、吉林省部分高等級(jí)公路進(jìn)行快速修補(bǔ)，初見(jiàn)成效?，F(xiàn)處于推廣應(yīng)用階段，使用前景很好。

關(guān)鍵詞：特種水泥；早強(qiáng)；補(bǔ)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(shè)計(jì)研究院研究，吉林省航起機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道材料有限公司生產(chǎn)《機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面修補(bǔ)用JH型水泥混凝土》項(xiàng)目通過(guò)吉林省建設(shè)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(jí)公路在建設(shè)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(shè)驗(yàn)收及長(zhǎng)期安全運(yùn)行。項(xiàng)目組通過(guò)半年多的研制與應(yīng)用，JH24-25型、JH48-25型公路路面修補(bǔ)混凝土曾在佳木斯市同三公路、長(zhǎng)春市長(zhǎng)-雙公路等試點(diǎn)應(yīng)用，施工單位及用戶反映良好，現(xiàn)將主要技術(shù)資料歸納如下：

1 原材料的選擇

　　項(xiàng)目組在半年內(nèi)進(jìn)行了36組混凝土配方與17組砂漿配方試驗(yàn)，初步確定原材料的品質(zhì)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(zhuān)用石膏，經(jīng)過(guò)粉磨成一定細(xì)度的水硬性膠凝材料稱之特種水泥，其熟料品質(zhì)符合JC/T853-1999，且抗壓強(qiáng)度≥55.0Mpa。

　?、?外加劑0#

　　此材料外進(jìn)，以硅酸三鈣、氟鋁酸鈣為主要成分粉狀材料。

　　⑶ 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。

　　⑸ 中砂

　　以中砂為細(xì)骨料，除了考慮顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)達(dá)到GB/T14684-2001《建筑用砂》規(guī)定，中砂的含泥量≤1%為佳。

　?、?碎石

　　按照公路修補(bǔ)材料要求，以碎石為粗骨料，不但要考慮石材的抗壓強(qiáng)度，而且必須檢測(cè)骨料碎石的顆粒級(jí)配及含泥、泥塊含量等項(xiàng)目。符合GB/T14685-2001《建筑用碎石、卵石》規(guī)定，其中顆粒級(jí)配應(yīng)為連續(xù)粒級(jí)，針片狀≤10%，最好≤5%，含泥量≤1%。

　　根據(jù)修補(bǔ)厚度如70mm，選擇公稱粒徑5-31.5 mm；修補(bǔ)厚度30 mm ，選擇公稱粒徑5-16mm。

2 公路修補(bǔ)材料配合比試

　　從表1可見(jiàn)，序號(hào)1：48h水泥混凝土抗壓強(qiáng)度41.3MPa，符合2d抗壓強(qiáng)度≥25.0MPa，抗折強(qiáng)度4.95MPa，符合2d抗折強(qiáng)度≥4.5MPa規(guī)定。

　　序號(hào)2：由于特種水泥0.9，外加劑0#0.1與序號(hào)1相近配合比，1d抗壓強(qiáng)度38.5 MPa，超過(guò)25.0 MPa規(guī)定，抗折強(qiáng)度6.5 MPa，超過(guò)4.5 MPa規(guī)定。

　　序號(hào)3與序號(hào)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(hào)3優(yōu)于序號(hào)2，序號(hào)4與序號(hào)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(hào)4優(yōu)于序號(hào)1，序號(hào)3-1d抗壓強(qiáng)度優(yōu)于序號(hào)2。

　　綜合考慮序號(hào)4、序號(hào)2分別作為符2d與1d公路修補(bǔ)材料最佳配合比。

　　序號(hào)5-序號(hào)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(hào)1-序號(hào)4，每立米混凝土水泥用量417kg左右，從砂漿28d抗壓強(qiáng)度40.0-42.4MPa，而混凝土28d抗壓強(qiáng)度56.5-58.0MPa，故放棄砂漿作為路面修補(bǔ)，采用細(xì)石混凝土作為15-30（mm）厚度修補(bǔ)。

3 施工方法

　　遵循省級(jí)公路修補(bǔ)要求，結(jié)合實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn)或?qū)嵺`，按照吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院提供的施工要點(diǎn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以吉林省航起機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道材料有限公司生產(chǎn)產(chǎn)品，執(zhí)行公路修補(bǔ)規(guī)定、吉林省交通廳規(guī)定，斷板修補(bǔ)70mm厚度等要求。

　?、?首先通過(guò)委托方提出要求，與施工方簽訂合同，在要求修補(bǔ)施工區(qū)域內(nèi)劃線。如修補(bǔ)混凝土，提前預(yù)備合格中砂、一定粒徑碎石，達(dá)到規(guī)定含泥量。包括水泥等運(yùn)至工地。

　　⑵ 公路修補(bǔ)作為安全施工，施工期間做隔離措施。用經(jīng)過(guò)操作培訓(xùn)人員，考核合格后上崗，然后正常施工。

　?、?用切割機(jī)切割，以鑿巖機(jī)鑿開(kāi)舊混凝土，表面破壞如露石處理，用手提切割機(jī)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(qiáng)制攪拌機(jī)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(yù)埋分割縫板條或聚苯乙烯EPS板。

　?、?人工將坍落度為20±10mm混凝土料澆入?yún)^(qū)域內(nèi)

　　⑺ 用抹子將混凝土分布均勻，以振搗器振實(shí)，然后用抹子抹平。

　?、?待30分鐘后，表面發(fā)干，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，壓光，過(guò)10-30分鐘拉毛防滑處理。

　?、?從加入水開(kāi)始約1小時(shí)用塑料布保潮養(yǎng)護(hù)。

　?、?待6-12小時(shí)后，適當(dāng)淋水養(yǎng)護(hù)或覆蓋濕砂養(yǎng)護(hù)。

　?、?繼續(xù)養(yǎng)護(hù)3-7天，一般1天混凝土施工，2天通車(chē)；2天混凝土施工，3天通車(chē)。

　?、?由于重載車(chē)上修補(bǔ)區(qū)域，要求修補(bǔ)混凝土抗壓強(qiáng)度C40為宜。施工溫度15-35℃，低于15℃配合比有所變化。

4 試點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例

　　6月30日，我們將吉林省航起機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道材料有限公司生產(chǎn)JH24-25型、JH48-25型材料進(jìn)行試驗(yàn)修補(bǔ)，其路面修補(bǔ)厚度30mm或50mm，地點(diǎn)在長(zhǎng)春龍嘉機(jī)場(chǎng)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(jī)場(chǎng)另一處水泥混凝土公路修補(bǔ)。8月初，在長(zhǎng)春-雙陽(yáng)原胡家店收費(fèi)站進(jìn)行1天砂漿15-30（mm）厚度試點(diǎn)修補(bǔ)。9月10日又在原胡家店收費(fèi)站進(jìn)行24小時(shí)細(xì)石5-10（mm）混凝土及5-31.5（mm）、25-70（mm）厚度修補(bǔ)，以1天或2天公路修補(bǔ)材料施工經(jīng)過(guò)1周1個(gè)月觀察，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行，如原胡家店收費(fèi)站，運(yùn)行車(chē)輛頻繁，載重量80噸/輛左右，汽車(chē)研壓修補(bǔ)混凝土無(wú)破壞現(xiàn)象，修補(bǔ)砂漿基本完好。

　　7月中旬，我們?cè)诩涯舅故型佑驼?，原?lái)使用其它材料修補(bǔ)7次均出現(xiàn)破損現(xiàn)象，本公司生產(chǎn)的公路修補(bǔ)材料使用效果良好。

　　8月份在長(zhǎng)春-磐石煙囪山之間公路進(jìn)行試點(diǎn)修補(bǔ)初見(jiàn)效果。

　　經(jīng)過(guò)2個(gè)多月，工程施工應(yīng)用，結(jié)合施工單位總結(jié)掌握施工技術(shù)，共使用40余噸水泥基材料配制快凝快硬混凝土進(jìn)行路面修補(bǔ)，初見(jiàn)成效。

5 結(jié)語(yǔ)

　?、虐凑展沸扪a(bǔ)工程施工要求，原高等級(jí)公路路面混凝土28天抗壓強(qiáng)度≥25.0MPa，抗折強(qiáng)度≥4.5MPa，故研究的快凝快硬混凝土在24小時(shí)或48小時(shí)之內(nèi)達(dá)到以上兩個(gè)基本技術(shù)要求。

　?、?以《機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面修補(bǔ)用JH4-30型水泥混凝土》技術(shù)為基礎(chǔ)，在原有4小時(shí)水泥混凝土抗壓強(qiáng)度≥30.0MPa，進(jìn)行技術(shù)延伸，通過(guò)科學(xué)配方，試驗(yàn)室配方優(yōu)化，干縮性能1天-3個(gè)月≤300×10-6，屬于補(bǔ)償收縮混凝土系列產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)試點(diǎn)應(yīng)用效果符合公路交通規(guī)定。

　　⑶嚴(yán)寒地區(qū)黑龍江省、吉林省，該項(xiàng)目水泥混凝土28天抗壓強(qiáng)度≥50.0MPa，經(jīng)過(guò)300次抗凍性試驗(yàn)，此試驗(yàn)結(jié)果正在進(jìn)行中，耐80%NaOH溶液1個(gè)月，耐15%NaCl溶液1個(gè)月，主要考慮堿骨料反應(yīng)，冬季除雪等因素，試驗(yàn)中進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)，實(shí)際工程中經(jīng)過(guò)1年、2年以上考驗(yàn)，確保交通安全暢通。

　?、?施工方法很關(guān)鍵，分割縫設(shè)置，大面積施工如長(zhǎng)4米，寬4米，則中間留分割縫，1天以后抹砂漿，可以釋放應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋，原有斷板裂縫應(yīng)該在裂縫處加寬處理。未貫通裂縫，修補(bǔ)區(qū)域避免三角形或異形，要求為長(zhǎng)方形或正方形。修補(bǔ)厚度一般為70mm，15-70mm為宜。

　?、?砂漿修補(bǔ)成本高，且28天抗壓強(qiáng)度不如水泥混凝土材料，故選擇細(xì)石混凝土作為原道面脫皮露石修補(bǔ)。

　?、世^續(xù)作好試驗(yàn)，見(jiàn)證施工和驗(yàn)收等工作，以確保公路建設(shè)驗(yàn)收及公路長(zhǎng)期安全使用，待試點(diǎn)應(yīng)用以后再作出全面總結(jié)，不斷作好評(píng)價(jià)推廣應(yīng)用工作。

　　作者簡(jiǎn)介:呂國(guó)惠，男，42歲，吉林省德惠市鑫雨水泥有限責(zé)任公司，副總經(jīng)理，工程師。