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半柔路面水泥基特種灌漿材料

產品簡介
抗裂快凝快硬高貝利特硫鋁酸鹽水泥、活性粉料、高分子聚合物、減水、調凝等外加劑精確配料混拌的干粉,加水攪拌后填充于半柔路面高連通孔隙瀝青混合物中的具有高可注性、抗裂、快凝快硬高強等優異性能的水泥基灌漿材料。
性能特點

體積變化率

半柔性路面普通水泥基灌漿材料60d -0.5-0.5%,體積變化率大,容易開裂,嚴重影響耐久性。本材料體積變化率很小,60d標準指標-0.05~0.05%,為國內常規產品標準指標的1/10,實測60d-0.021~0.035%,具有很好的抗裂性能。

1、采用水泥區別

北極熊公司研發的抗裂快凝快硬高貝利特硫鋁酸鹽水泥(以下簡稱抗裂雙快水泥)28d自由干縮率僅為硅酸鹽水泥的1/10左右,從根本上保證了水泥基特種灌漿材料很小的干燥收縮和化學收縮,大大提高了抗開裂性能。

2、用水量區別,

普通的水泥基灌漿料水料比大多在0.4以上,水泥水化所需要的水料比理論為0.23,大量的富余水后期會蒸發掉,提高了水泥灌漿材料的收縮率,本材料水膠比低,只有0.34左右,多余水分少,體積收縮小。

3、可注性

可注性要保證高連通孔隙率的瀝青混凝土中空隙填充飽滿密實,另外漿體的擴散度也應較大,只考慮前者,不考慮粘度,可注性也是不好的。

a、很多水泥基灌漿材料加入了很多砂,有的粒徑甚至很大,一些砂很難注入到空隙中,將積存于表面,注入孔隙中的水泥基灌漿材料離析率、致密性也是不同的。

b、本產品全部為粉料,加入了降粘組分,流動度(S)小,漿體的擴散度大,依靠自身重力即可注入,自動找平,無需機械設備,省工省時,效率很高。

4、、快凝快硬高強

a、快凝快硬

本材料采用的是公司新研發的抗裂雙快高貝利特硫鋁酸鹽水泥,具有快凝快硬的性能,本材料4h實測抗折與抗壓強度可達5.1/16.3 MPa,能夠縮短工期,提高施工效率。

b、市場上半柔性路面水泥基灌漿材料28d抗壓強度10-20MPa,本材料可達8.2/45.0MPa,將大大提高半柔路面的承載能力。 

5、、抗硫酸鹽腐蝕性能好

    采用的抗裂雙快水泥優異的耐硫酸鹽腐蝕性能使本材料產生了同樣的功能,這對北方冬季除雪劑對路面的腐蝕破壞提供了防護功能;同樣亦適用于沿海路面工程。

6、較高的粘接強度

    較小的體積變化率、高分子聚合物的加入,是本材料具有較高的粘接強度,能使孔隙中的水泥基灌漿材料牢固的和瀝青混合物結合在一起,共同承受荷載,起到剛柔相濟的作用。

7、本材料為單組份,按規定水灰比加水攪拌即可應用,現場施工簡單,能較好保證工程質量。

  • 技術指標

    表  半柔性路面特種水泥基灌漿材料實測技術指標

    性能

    養護齡期

    國內常規  產品標準   

    BJX企業標準及實測值

    Ⅰ型 指標

    實測值

    Ⅱ型 指標

    實測值

    初始擴展度/mm ≥

    -

    -

    330

    360

    300

    320

    流動度/s

    -

    10~14

    10~14

    13.2

    10~14

    12.0

    泌水率/%

    0.5h≯

    0.5h≯5

    0.5h≯3

    1.0

    0.5h≯3

    0.4

    離析率/%

    3d≯

    3d≯5

    3d≯5

    2.6

    3d≯5

    1.5

    瀝青粘附性

    7d≮

    7d≮3

    7d≮3

    2.1

    7d≮3

    2.3

    體積變化率   自由膨脹率  (干空/濕養)%

    60d(初長在成型24h測定)

    -0.5~0.5

    -0.05~0.05

    -0.015/ 0.026

    -0.05~0.05

    -0.021/ 0.035

    結石率(%)≥

     

    -

    98.0

    99.3

    98.0

    99.5

    抗折強度/    抗壓強度  (MPa)

    4h>

    -

    4.0/12.5

    5.1/16.3

    3.5/10.0

    4.9/13.7

    3d>

    4.0/15.0

    5.0/25.0

    5.5/33.0

    4.5/20.0

    5.8/23.9

    28d>

    6.0/20.0

    7.5/40.0

    8.2/45.0

    7.0/35.0

    8.2/43.9

    彈性模量/MPa

    28d≯

    28d≯25000

    28d≯25000

    24200

    28d≯ 25000

    24650


  • 使用范圍

    一、開發新型長壽命半柔路面高等級公路的迫切性

    目前我國公路建設水平在提高,但是我國的重載及溫度等環境因素使得很多新修路面在通車不久后出現破壞,基本上5-6年就要進行大修,嚴重的浪費資源,影響了我國經濟的健康發展,而這也是與我們現行社會提倡的“環境友好型、資源節約型”兩型社會的建設要求是相悖的。因此,開發出新型長壽命高等級路面材料是十分有必要的。

    二、目前瀝青路面和水泥混凝土路面的應用情況對比

    1、兩種路面的性能及經濟對比

    目前世界范圍內,高速公路及其他鋪裝路面類型大體可分為兩大類,即水泥混凝土路面和瀝青路面。水泥混凝土路面是剛性路面,具有較高的耐磨、耐沖擊、耐化學腐蝕性能及較高的負載能力,但是混凝土路面存在施工工期長、路面厚度大、行車舒適性差、維修困難、不利于未來效用升級等諸多缺點。而瀝青混凝土路面具有無接縫、表面平整性好、行車舒適等優點,而且施工機械化程度高、進度快、質量好、工期短、維護簡單。但是,瀝青是溫感性材料,瀝青路面材料強度有限。夏季高溫時,瀝青材料粘度的降低導致集料顆粒間凝聚力減弱,在水平力作用下,極易使瀝青混合料顆粒之間產生滑動和位移,導致瀝青路面結構層形成車轍、推移、坑槽、波浪、擁包之類的剪切變形破壞,尤其在重載交通時,瀝青混凝土路面路面變形更為嚴重,降低了行車的舒適性和安全性。在冬季低溫時,瀝青混凝土路面結構材料的強度雖然有所增高,但因瀝青材料粘度的提高表現出脆性,結果導致瀝青路面結構層開裂,產生橫向裂縫及縱向裂縫。路表水通過面層裂縫滲透至基層和路基,從而導致路面全面的損壞。

    2、瀝青道路常見車轍病害圖片

     

          

     

    三、半柔性路面材料的開發與應用

    1、半柔性路面

    半柔性路面材料是指在高連通孔隙基體瀝青混合料(連通孔隙率高達20%-30%)中灌入特殊性能的水泥基灌漿材料復合而成的路面材料,將瀝青的柔性與水泥的剛性相結合,形成半柔半剛的結構,提高了強度且不受冬夏季溫度變化的影響,有效地解決了瀝青路面的問題。

    半柔性路面材料是一種由瀝青混合料與水泥基材料復合而構成的路面,其典型的組成示意圖如下圖2。它利用骨料嵌擠原則,通過瀝青的粘彈性和灌注的水泥基材料共同形成復合材料的強度,提高了路面抵抗荷載作用的能力。其高溫穩定性能大大優十普通瀝青混凝土路面,其低溫抗裂性能、抗疲勞性能、抗滑性能、耐磨性能均優于普通瀝青混凝土路面。同時,半柔性路面材料具有耐油、耐酸、耐熱、耐除冰鹽、防水、抗滑、和易著色等特性。

    2、半柔性路面結構示意圖

     

    半柔性路面材料組成示意圖

    3、半柔性路面國內外發展情況

    3.1、半柔性路面國外研發應用

    半柔性路面最早于1954年在法國開展了應用研究;1987-2002年間,美國有10個以上的州的路面工程和10余條機場道面工程采用;80年代以來,在高連通孔隙率的瀝青混凝土中灌注水泥砂(乳)漿的半柔性面層在日本有了廣泛的應用與發展,每年的施工面積已超過20萬平方米。

    3.2、半柔性路面國內研發應用

    國內對半柔性路面的研究進行的比較緩慢,近年來眾多科研院校開展了大量半柔性路面材料的設計與性能研究,已經取得了一些研究成果并鋪設了部分試驗段。

    4、水泥基灌漿材料的性能至關重要,是半柔路面的核心技術。

    4.1、提高了半柔路面材料的高溫穩定性、水穩定性、抗剪性能、抗裂性能。

    水泥基灌漿材料緊密包裹瀝青混合料,大大擠壓了自由瀝青的空間,使結構瀝青的比例增加,半柔性路面材料的粘聚力也愈大。從而提高了半柔路面材料的高溫穩定性、水穩定性、抗剪性能、抗裂性能。

    4.2、降低了半柔性路面材料的線收縮系數與熱膨脹系數,降低了溫度對路面材料性能影響。

    水泥基灌漿材料不同于瀝青這種溫感性材料,其在高連通孔隙瀝青混合料中的嵌擠結構能有效的抑制瀝青在高溫或車輛荷載作用時的流變性。在低溫作用時,水泥基灌漿材料防止瀝青混合料之間共同的收縮變形,起著阻隔保護的作用。這很好的降低了半柔路面材料的線收縮系數與熱膨脹系數,減小了體積變形。同時降低了瀝青混合料內部的溫度應力,提高了半柔路面材料的低溫彎曲強度與劈裂強度。

    4.3、使瀝青、水泥基灌漿材料中水泥水化產物、礦料填充聯結密實,提高了面層的抗變形能力。

    水泥基灌漿材料中的水泥水化后形成高強致密的水化產物,填充在高連通孔隙瀝青混合料中,與瀝青膜直接緊密接觸,間接地裹附礦料,加強了瀝青膜對礦料的直接包裹。在某些礦料表面形成的瀝青膜較薄時,水泥的水化后的針狀水化產物會刺穿瀝青膜,從而在礦料表面聯結生長開來,在礦料表面形成致密的鈣礬石礦物、C-S-H凝膠膜。而對于某些表面瀝青未覆蓋完全或者瀝青脫落的礦料來說,水泥膠漿對礦料的成膜保護作用更為明顯。這種密實復合聯結界面使得半柔路面內部有更好的抗變形能力。

    5、目前國內試用中的水泥基灌漿材料所存在的問題

    目前國內試驗試用中的水泥基灌漿材料的體積穩定性與抗開裂性能較差;水泥基灌漿材料的可注性不好,施工較為麻煩;有些加入了較大粒徑的砂,將不能注入空隙中,會覆著于表面,也會造成注入空隙中的灌漿料密度和強度的區別;抗折和抗壓強度較低。這些性能繼續改進,以進一步提高半柔路面的性能。

施工方法

應用注意事項:

1、嚴格按照產品出廠通知單規定的用水量加水。

2、加水后的漿料時間過長,已稠化無法注入瀝青混合物時,不得二次加水攪拌繼續使用。

3、嚴禁摻加其他材料。

4、凝結硬化后及時澆水或覆蓋密封養護。

5、本材料為快硬材料,需保存于干燥通風條件下。

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