專利名稱：一種貫入式水泥混凝土材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程建設(shè)領(lǐng)域，具體來說，涉及水泥混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結(jié)材料，集料(也稱為骨料) 和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的人造石材。因?yàn)榛炷辆哂性县S富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn)，所以其使用量越來越大。同時(shí)混凝土還具有抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬等特點(diǎn)，使得其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是在造船業(yè)，機(jī)械工業(yè)，海洋開發(fā)，地?zé)峁こ痰阮I(lǐng)域，混凝土也是重要的材料。
貫入式浙青路面是早期浙青路面的一種施工方法，其步驟為先把碎石鋪好，再在上面灑布一定用量的熱浙青，然后用細(xì)石料填縫，形成路面結(jié)構(gòu)層。同時(shí)，在鋪面工程中，還有一種方法是將干粉水泥砂漿加水?dāng)嚢韬?，將形成的超大流?dòng)度砂漿倒在攤鋪碾壓完成并冷卻后的開級(jí)配的浙青混凝土面層上，砂漿在自重作用下填滿開級(jí)配的浙青混凝土的空隙，刮平并刮除表面多余的砂漿，經(jīng)養(yǎng)生形成半剛半柔的路面。
在路基路面維修工程中，一方面要求混凝土強(qiáng)度高、開放交通快，但是另一方面工程規(guī)模一般較小，難以采用大規(guī)模生產(chǎn)的施工機(jī)械和設(shè)備，常常致使維修質(zhì)量低下。
所以，目前我們需要一種不需要采用大規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備就可使路面維修速度快、維修質(zhì)量高的材料或方法。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種貫入式水泥混凝土材料及其制備方法和用途，采用該方法，施工工藝簡便，設(shè)備投入低，可廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域；并且使用了高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿制作的貫入式水泥混凝土材料，強(qiáng)度高，強(qiáng)度增長快，特別適合公路和城市道路路基路面的快速維修。
本發(fā)明的第一個(gè)目的通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)一種貫入式水泥混凝土材料，用于制作貫入式水泥混凝土，包含以下成分碎石或碎石混合料，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60% 80% ；干粉水泥砂漿，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16% 32% ；水，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3% 8%。
本發(fā)明還可做以下改進(jìn)
所述水符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006。
所述干粉水泥砂漿為高強(qiáng)度，即砂漿28d抗壓強(qiáng)度> 60MPa、大流動(dòng)度，即流動(dòng)度 (18s/L的干粉水泥砂漿。
所述碎石混合料空隙率> 18 % ；所述干粉水泥砂漿質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為沈 觀％，所述水質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為干粉砂漿的22. 5 25%。
所述干粉水泥砂漿為自制和丹麥進(jìn)口中的至少一種；
所述自制干粉水泥砂漿采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30% 60%的水泥、20 30%的細(xì)度模數(shù)1. 6 2. 2為的細(xì)砂、5 10%的粉煤灰、10 15%的活性填料、3 10%的膨脹劑、0. 1 的早強(qiáng)劑配制；其具有高強(qiáng)度、大流動(dòng)性、較強(qiáng)浸潤能力、耐磨耐抗沖、耐化學(xué)品腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，并可快速施工并被投入使用；所述丹麥進(jìn)口水泥砂漿為丹麥Densit公司研發(fā)出的Densit高性能灌漿材料；其具有高強(qiáng)度、超大流動(dòng)性、超強(qiáng)浸潤能力；干縮小，不易開裂；耐磨耐抗沖、耐化學(xué)品腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，并具有淺色系列、可快速施工并被投入使用。本發(fā)明的第二個(gè)目的通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)一種貫入式水泥混凝土材料的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟1)將碎石混合料混合均勻，倒入預(yù)定位置并鋪平；若路面坑洞邊緣或底部有漏水口，須進(jìn)行處理，防止?jié){液外漏；2)將占干粉水泥砂漿質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20% 25%的水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將干粉水泥砂漿加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌240 360秒；3)取上述步驟2~)攪拌好的水泥砂漿樣，測定水泥砂漿流動(dòng)度，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；當(dāng)用作路面表面層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行拉毛處理；6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后即可投入使用。本發(fā)明還可做以下改進(jìn)步驟1)中，混合均勻的碎石混合料倒入預(yù)定位置后，還要振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊。步驟2、中，攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過，再將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)；干粉水泥砂漿加入攪拌鍋中的步驟在5秒內(nèi)完成。步驟幻中，測定水泥砂漿流動(dòng)度的實(shí)驗(yàn)方法包括以下步驟①漏斗垂直支撐穩(wěn)定后，用水沖洗漏斗內(nèi)壁；②將步驟②攪拌好的水泥砂漿樣倒人漏斗內(nèi)，先讓適量水泥砂漿從流出管流出， 然后用手指堵住流出管口，再向漏斗內(nèi)注入砂漿，直至規(guī)定的IOOOmL為止；③放開手指，水泥砂漿流出的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，直至連續(xù)流出的水泥砂漿完全流出的瞬間，讀出該瞬間的時(shí)間，精確至0. ls，即為流動(dòng)度值；④相同配比的水泥砂漿平行試驗(yàn)3次，取其算術(shù)平均值即為該水泥砂漿流動(dòng)度；上述實(shí)驗(yàn)中所述儀器為，漏斗，上端為圓柱體，內(nèi)徑178mm，高75mm;中段為圓錐體，上端內(nèi)徑178mm，下端內(nèi)徑13mm，高192mm ；下段為流出管，內(nèi)徑13mm，長38mm ；內(nèi)容量為 1725mL ；漏斗支撐架；精確至0. Is的秒表。本發(fā)明的第三個(gè)目的是將所述的一種貫入式水泥混凝土材料用于道路路基路面的快速維修中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為1)本發(fā)明采用的水泥砂漿貫入式成型方法，施工工藝簡便，無需使用大規(guī)模生產(chǎn)的施工機(jī)械和設(shè)備，設(shè)備投入低，可廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域。2)本發(fā)明使用了高強(qiáng)、超大流動(dòng)度的干粉水泥砂漿制作的貫入式水泥混凝土材料，強(qiáng)度高，強(qiáng)度增長快，適合于土木工程領(lǐng)域的各種情況，特別適合公路和城市道路路基路面的快速維修。


圖1為一種貫入式水泥混凝土材料的制備方法工藝流程圖。圖2為測定水泥砂漿流動(dòng)度所使用漏斗的形狀及尺寸示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1一種采用自制砂漿的貫入式水泥混凝土材料，其制備方法包括以下幾個(gè)步驟1)將總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%的粒徑為13. 2 16mm的與粒徑為19 26. 5mm的碎石混合料按質(zhì)量比1 3混合均勻，倒入預(yù)制模板內(nèi)，振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊；2)攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過后，按照水比自制干粉砂漿質(zhì)量比例 0.225 1準(zhǔn)備原料。先將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 26%的自制干粉水泥砂漿在^內(nèi)加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌300秒；所述自制干粉砂漿組成及質(zhì)量比例為水泥39%、細(xì)砂31 %、粉煤灰8%、偏高嶺土 14%、膨脹劑7. 6%、早強(qiáng)劑0. 4% ；其具有高強(qiáng)、超大流動(dòng)度的特點(diǎn)；3)取上述步驟2、攪拌好的水泥砂漿樣，按照說明書中方法測定水泥砂漿流動(dòng)度， 為 18s/L ；4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后可投入使用。制成自制砂漿混凝土材料1。本發(fā)明的貫入式水泥混凝土施工原理是，將預(yù)先配制好的高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿加水?dāng)嚢韬螅苯迂炄氲戒伷降拇止橇纤槭墓羌芸障吨?，通過砂漿自重免振搗填滿骨架空隙，經(jīng)養(yǎng)生硬結(jié)形成混凝土面層。實(shí)施例2一種采用丹麥進(jìn)口砂漿的貫入式水泥混凝土材料，其制備方法包括以下幾個(gè)步驟1)將總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%的粒徑為13. 2 16mm的與粒徑為19 26. 5mm的碎石混合料按質(zhì)量比1 3混合均勻，倒入預(yù)制模板內(nèi)，振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊；2)攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過后，按照水丹麥進(jìn)口干粉砂漿質(zhì)量比例 0.225 1準(zhǔn)備原料。先將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
的進(jìn)口干粉水泥砂漿在^內(nèi)加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌300秒；
3)取上述步驟2~)攪拌好的水泥砂漿樣，按照說明書中方法測定水泥砂漿流動(dòng)度， 為 14s/L ；
4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；
5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；
6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后可投入使用。
制成進(jìn)口砂漿混凝土材料。
本發(fā)明的貫入式水泥混凝土施工原理是，將預(yù)先配制好的高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿加水?dāng)嚢韬?，直接貫入到鋪平的粗骨料碎石的骨架空隙中，通過砂漿自重免振搗填滿骨架空隙，經(jīng)養(yǎng)生硬結(jié)形成混凝土面層。
實(shí)施例3
一種采用自制砂漿的貫入式水泥混凝土材料，其制備方法包括以下幾個(gè)步驟
1)將總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%粒徑為19 26. 5mm的開級(jí)配碎石倒入預(yù)制模板內(nèi)，振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊；
2)攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過后，按照水比自制干粉砂漿質(zhì)量比例0.25 1 準(zhǔn)備原料。先將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%自制干粉水泥砂漿在^內(nèi)加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌300秒；
所述自制干粉砂漿組成及質(zhì)量比例為水泥39%、細(xì)砂31 %、粉煤灰8%、偏高嶺土 14%、膨脹劑7. 6%、早強(qiáng)劑0. 4% ；其具有高強(qiáng)、超大流動(dòng)度的特點(diǎn)；
3)取上述步驟2、攪拌好的水泥砂漿樣，按照說明書中方法測定水泥砂漿流動(dòng)度， 為 18s/L ；
4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；
5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；
6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后可投入使用。
制成自制砂漿混凝土材料2。
本發(fā)明的貫入式水泥混凝土施工原理是，將預(yù)先配制好的高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿加水?dāng)嚢韬?，直接貫入到鋪平的粗骨料碎石的骨架空隙中，通過砂漿自重免振搗填滿骨架空隙，經(jīng)養(yǎng)生硬結(jié)形成混凝土面層。
實(shí)施例4
一種采用自制砂漿的貫入式水泥混凝土材料，其制備方法包括以下幾個(gè)步驟
1)將總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%粒徑為2. 36 4. 75mm和粒徑為9. 5 13. 2mm的開級(jí)配碎石按質(zhì)量比1 3混合均勻，倒入預(yù)制模板內(nèi)，振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊；
2)攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過后，按照水自制干粉砂漿質(zhì)量比例0. 25 1 準(zhǔn)備原料。先將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%自制干粉水泥砂漿在^內(nèi)加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌300秒；
所述自制干粉砂漿組成及質(zhì)量比例為水泥39%、細(xì)砂31 %、粉煤灰8%、偏高嶺土 14%、膨脹劑7. 6%、早強(qiáng)劑0. 4% ；其具有高強(qiáng)、超大流動(dòng)度的特點(diǎn)；
3)取上述步驟2、攪拌好的水泥砂漿樣，按照說明書中方法測定水泥砂漿流動(dòng)度， 為 17s/L ；
4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；
5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；
6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后可投入使用。
制成自制砂漿混凝土材料3。
本發(fā)明的貫入式水泥混凝土施工原理是，將預(yù)先配制好的高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿加水?dāng)嚢韬螅苯迂炄氲戒伷降拇止橇纤槭墓羌芸障吨?，通過砂漿自重免振搗填滿骨架空隙，經(jīng)養(yǎng)生硬結(jié)形成混凝土面層。
實(shí)施例5
對(duì)上述制得的混凝土材料進(jìn)行測試。
根據(jù)《水泥砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)》JTG E30-2005(T 0505-2005 T 0506-2005)試驗(yàn)方法， 制作標(biāo)準(zhǔn)水泥砂漿試件(160mmX40mmX40mm)，測得干粉水泥砂漿的性能為
表1水泥砂漿抗折/抗壓強(qiáng)度
權(quán)利要求
1.一種貫入式水泥混凝土材料，用于制作貫入式水泥混凝土，其特征在于包含以下成分碎石混合料，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60% 80%;干粉水泥砂漿，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16% 32%;水， 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3% 8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貫入式水泥混凝土材料，其特征在于所述水符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種貫入式水泥混凝土材料，其特征在于所述干粉水泥砂漿為高強(qiáng)度，即砂漿28d抗壓強(qiáng)度> 60MPa、大流動(dòng)度，即流動(dòng)度< .18s/L的干粉水泥砂漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種貫入式水泥混凝土材料，其特征在于所述碎石混合料空隙率> 18%;所述干粉水泥砂漿質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為沈 觀％，所述水質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為干粉砂漿的 22. 5 25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種貫入式水泥混凝土材料，其特征在于所述干粉水泥砂漿為自制和丹麥進(jìn)口中的至少一種；所述自制干粉水泥砂漿采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30% 60%的水泥、20 30%的細(xì)度模數(shù) 1. 6 2. 2為的細(xì)砂、5 10%的粉煤灰、10 15%的活性填料、3 10%的膨脹劑、0. 1 的早強(qiáng)劑配制；所述丹麥進(jìn)口水泥砂漿為丹麥Densit公司研發(fā)出的Densit高性能灌漿材料。
6.權(quán)利要求1-5所述任一項(xiàng)的貫入式水泥混凝土材料的制備方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟.1)將碎石混合料混合均勻，倒入預(yù)定位置并鋪平；.2)將占干粉水泥砂漿質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20% 25%的水加入水泥砂漿攪拌機(jī)的攪拌鍋中，低速攪拌，再將干粉水泥砂漿加入攪拌鍋中，待水與干粉水泥砂漿混合均勻后，高速攪拌240 360秒；.3)取上述步驟幻攪拌好的水泥砂漿樣，測定水泥砂漿流動(dòng)度，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；.4)將拌和好的水泥砂漿倒入步驟1)準(zhǔn)備好的碎石混合料表面，水泥砂漿在自重作用下，貫入碎石混合料的骨架空隙中，直至完全填滿為止；.5)刮平并刮除多余的水泥砂漿；.6)養(yǎng)護(hù)，待材料達(dá)到使用強(qiáng)度后即可投入使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種貫入式水泥混凝土材料的制備方法，其特征在于步驟.1)中，混合均勻的碎石混合料倒入預(yù)定位置后，還要振動(dòng)使其密實(shí)，并將表面處理平整，還須保證無結(jié)合在一起的碎石塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種貫入式水泥混凝土材料的制備方法，其特征在于步驟.2)中，攪拌鍋與攪拌葉片先用水潤濕過，再將水加入水泥砂漿攪拌機(jī)；干粉水泥砂漿加入攪拌鍋中的步驟在5秒內(nèi)完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種貫入式水泥混凝土材料的制備方法，其特征在于步驟3) 中，測定水泥砂漿流動(dòng)度的實(shí)驗(yàn)方法包括以下步驟①漏斗垂直支撐穩(wěn)定后，用水沖洗漏斗內(nèi)壁；②將步驟②攪拌好的水泥砂漿樣倒人漏斗內(nèi)，先讓適量水泥砂漿從流出管流出，然后用手指堵住流出管口，再向漏斗內(nèi)注入砂漿，直至規(guī)定的IOOOmL為止；③放開手指，水泥砂漿流出的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，直至連續(xù)流出的水泥砂漿完全流出的瞬間，讀出該瞬間的時(shí)間，精確至0. 1 s，即為流動(dòng)度值；④相同配比的水泥砂漿平行試驗(yàn)3次，取其算術(shù)平均值即為該水泥砂漿流動(dòng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的任一項(xiàng)一種貫入式水泥混凝土材料，其特征在于用于公路和城市道路路基路面的快速維修。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種貫入式水泥混凝土材料及其制備方法和用途，屬于水泥混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域。用于制作貫入式水泥混凝土，包含以下成分碎石或碎石混合料，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60％～80％；干粉水泥砂漿，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16％～32％；水，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％～8％。采用該方法，施工工藝簡便，設(shè)備投入低，可廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域；并且使用了高強(qiáng)、超大流動(dòng)度干粉水泥砂漿制作的貫入式水泥混凝土材料，強(qiáng)度高，強(qiáng)度增長快，適合于土木工程領(lǐng)域的各種情況，特別適合公路和城市道路路基路面的快速維修。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102515636SQ201110375150
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者吳曠懷 申請(qǐng)人:廣州大學(xué)