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，在黑龍江、吉林省部分高等級公路進(jìn)行快速修補(bǔ)，初見成效。現(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)計研究院研究，吉林省航起機(jī)場場道材料有限公司生產(chǎn)《機(jī)場水泥混凝土道面修補(bǔ)用JH型水泥混凝土》項目通過吉林省建設(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)驗收及長期安全運行。項目組通過半年多的研制與應(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、長春市長-雙公路等試點應(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，初步確定原材料的品質(zhì)要求。

⑴ 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(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。

⑵ 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。

⑷ 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。

⑹ 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(yīng)為連續(xù)粒級，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，序號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(qiáng)度38.5 MPa，超過25.0 MPa規(guī)定，抗折強(qiáng)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(qiáng)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(bǔ)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(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厚度修補(bǔ)。

3 施工方法

遵循省級公路修補(bǔ)要求，結(jié)合實際施工的經(jīng)驗或?qū)嵺`，按照吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院提供的施工要點、試驗數(shù)據(jù)，以吉林省航起機(jī)場場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。

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(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)過操作培訓(xùn)人員，考核合格后上崗，然后正常施工。

⑶ 用切割機(jī)切割，以鑿巖機(jī)鑿開舊混凝土，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。

⑷ 用水將澆灌區(qū)域淋水保潮。

⑸ 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。

⑹ 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，然后用抹子抹平。

⑻ 待30分鐘后，表面發(fā)干，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，壓光，過10-30分鐘拉毛防滑處理。

⑼ 從加入水開始約1小時用塑料布保潮養(yǎng)護(hù)。

⑽ 待6-12小時后，適當(dāng)淋水養(yǎng)護(hù)或覆蓋濕砂養(yǎng)護(hù)。

⑾ 繼續(xù)養(yǎng)護(hù)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(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 試點應(yīng)用實例

6月30日，我們將吉林省航起機(jī)場場道材料有限公司生產(chǎn)JH24-25型、JH48-25型材料進(jìn)行試驗修補(bǔ)，其路面修補(bǔ)厚度30mm或50mm，地點在長春龍嘉機(jī)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(jī)場另一處水泥混凝土公路修補(bǔ)。8月初，在長春-雙陽原胡家店收費站進(jìn)行1天砂漿15-30厚度試點修補(bǔ)。9月10日又在原胡家店收費站進(jìn)行24小時細(xì)石5-10混凝土及5-31.5、25-70厚度修補(bǔ)，以1天或2天公路修補(bǔ)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(bǔ)混凝土無破壞現(xiàn)象，修補(bǔ)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(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月份在長春-磐石煙囪山之間公路進(jìn)行試點修補(bǔ)初見效果。

經(jīng)過2個多月，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)，初見成效。

5 結(jié)語

⑴按照公路修補(bǔ)工程施工要求，原高等級公路路面混凝土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小時或48小時之內(nèi)達(dá)到以上兩個基本技術(shù)要求。

⑵ 以《機(jī)場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小時水泥混凝土抗壓強(qiáng)度≥30.0MPa，進(jìn)行技術(shù)延伸，通過科學(xué)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(bǔ)償收縮混凝土系列產(chǎn)品，經(jīng)過試點應(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，該項目水泥混凝土28天抗壓強(qiáng)度≥50.0MPa，經(jīng)過300次抗凍性試驗，此試驗結(jié)果正在進(jìn)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(yīng)，冬季除雪等因素，試驗中進(jìn)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。

⑷ 施工方法很關(guān)鍵，分割縫設(shè)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(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，要求為長方形或正方形。修補(bǔ)厚度一般為70mm，15-70mm為宜。

⑸ 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)。

⑹繼續(xù)作好試驗，見證施工和驗收等工作，以確保公路建設(shè)驗收及公路長期安全使用，待試點應(yīng)用以后再作出全面總結(jié)，不斷作好評價推廣應(yīng)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(zé)任公司，副總經(jīng)理，工程師。