專利名稱：一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，屬于環(huán)保領(lǐng)域中廢棄
物再利用領(lǐng)域及公路工程應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前隨著國(guó)家高速公路及城市道路大量的新建與舊水泥路面翻修，但是很多路面 修成后又出現(xiàn)了各種破壞，嚴(yán)重的浪費(fèi)了資源。因此，半柔性路面這種新式路面應(yīng)運(yùn)而生。 半柔性路面是一種在大空隙瀝青混合料中灌注特殊性能的水泥膠漿而形成的具有高于水 泥混凝土路面的柔性及高于瀝青路面的剛性的剛?cè)岵?jì)的高性能路面。半柔性路面可用于 重載道路、隧道路面、橋面鋪裝、海港和港口集裝箱碼頭、海陸空軍事基地、機(jī)坪、飛機(jī)跑道、 巴士專用道、路口轉(zhuǎn)彎、爬坡路段、機(jī)械工廠倉(cāng)庫(kù)區(qū)、加油站等。
目前國(guó)外對(duì)半柔性路面的應(yīng)用十分活躍，國(guó)內(nèi)的研發(fā)還處于起步階段。半柔性路
面的難點(diǎn)在于水泥膠漿的制備，普通的水泥膠漿難以灌入或者灌注率低，即使灌入進(jìn)去強(qiáng)
度不高，與瀝青，集料的界面聯(lián)結(jié)性不好，水泥膠漿在材料結(jié)構(gòu)中填充骨架空隙中，起著密
實(shí)提高強(qiáng)度及防水性能。半柔性路面對(duì)于水泥膠漿的技術(shù)性能有幾個(gè)要求 (1)具有良好的流動(dòng)度與施工和易性，便于膠漿灌入大空隙瀝青混合料的空隙
中； (2)具有較高的早期強(qiáng)度，7d強(qiáng)度能夠達(dá)到20MPa以上，縮短工期； (3)具有較小的干縮和溫縮特性，保證半柔性路面材料的體積穩(wěn)定性； (4)必須具有與瀝青混合料良好的結(jié)合性能，確保兩種材料具有良好的相容性； (5)均勻性好、不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，能保證施工時(shí)間內(nèi)膠漿均勻。 縱觀國(guó)內(nèi)外，半柔性路面灌漿料有幾家單位研究比較多。丹麥的Densit公司已經(jīng)
制備出了半柔性路面材料灌漿料，并已經(jīng)市場(chǎng)化在歐洲東南亞在大面積應(yīng)用，但是其產(chǎn)品
價(jià)格之高讓工程建設(shè)者卻步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，該灌漿材料
具有成本低、高流動(dòng)性、低收縮率的特點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌
漿材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而
成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰10 50份，膨脹劑5 30份，橡膠粉1 30
份，沙10 50份，減水劑0. 1 5份，早強(qiáng)劑0. 1 5份，水40 70份。 所述水泥為硅酸鹽水泥、礦渣水泥或粉煤灰水泥?？梢允窃鐝?qiáng)型42. 5、52. 5、62. 5
硅酸鹽水泥，也可以是普通42. 5、52. 5、62. 5硅酸鹽水泥，42. 5、52. 5礦渣水泥，42. 5、52. 5
粉煤灰水泥。 所述粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
所述膨脹劑為硫鋁酸鈣類膨脹劑，具體為武漢三元UEA、天津豹鳴UEA、廣西云燕 AEA膨脹劑。 所述橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為80 200目。 所述沙為普通河沙，細(xì)度模數(shù)為1. 0 1. 4。 所述減水劑為萘系減水劑、聚羧酸粉劑或MELFLUX高效減水劑。 所述早強(qiáng)劑為氯化鈉、氯化鈣、無(wú)水硫酸鈉、硫酸鈣、硝酸鈉、亞硝酸鈉、三乙醇胺，
甲酸、乙二醇中的任一種或二種以上(含二種)的混合，二種以上(含二種)混合時(shí)，為任
意配比。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法之一 將所有原材 料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌30 600秒，得產(chǎn)品。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法之二 先將固體原 材料按照比例稱量好后一起投入攪拌機(jī)干拌20 100秒，然后加水和減水劑再攪拌50 500秒，得產(chǎn)品。 橡膠粉在水泥砂漿及混凝土中能夠改善水泥混凝土的早裂收縮問(wèn)題。在普通水泥 膠漿的基礎(chǔ)上添加橡膠粉，砂漿的力學(xué)性能有所下降，但是其流動(dòng)度影響很小，收縮小，抗 裂性能有所提高。而橡膠粉與瀝青的成分有相似地方，相容性較好，因此利用橡膠粉能對(duì)水 泥砂漿進(jìn)行改性制備出高流動(dòng)性、低收縮率、高彈性的半柔性路面灌漿材料。
本發(fā)明的有益效果是 (1)本發(fā)明的灌漿材料成本低(小于500元/t)。 (2)變廢為寶。本發(fā)明所用的橡膠粉是廢舊輪胎破碎后粉磨后的細(xì)粉，具有倡導(dǎo)綠
色生態(tài)，變廢為寶的特色。
(3)流動(dòng)度好，滿足漿體可灌性。
(4)本發(fā)明的灌漿材料與瀝青集料有良好的聯(lián)結(jié)界面，具有一定的早期強(qiáng)度。
(5)本發(fā)明的灌漿材料收縮率小于0. 4%，具有良好的體積穩(wěn)定性。


圖1是漏斗的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的數(shù)字的單位是cm。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的
內(nèi)容并不僅僅限于以下幾個(gè)實(shí)施例。 本發(fā)明的灌漿材料的流動(dòng)度的測(cè)試方法 流動(dòng)度測(cè)試是參考日本半柔性路面的有關(guān)規(guī)范，流動(dòng)度測(cè)試方法如下
(1)試驗(yàn)儀器漏斗上端內(nèi)徑178cm，下端內(nèi)徑13cm，流出管長(zhǎng)38cm，內(nèi)容量為1725mL ;漏斗形 狀及尺寸見(jiàn)圖1。
漏斗支撐架；
容器量筒或量杯；
秒表精確至O. ls。[OO37] (2)測(cè)試方法 A.將漏斗垂直放在支撐架上穩(wěn)定后，用水沖洗潤(rùn)濕漏斗內(nèi)壁； B.將本發(fā)明的灌漿材料充分拌和后，倒入漏斗內(nèi)，先讓適量灌漿材料從流出管流 出，然后用手指堵住流出管口，再向漏斗內(nèi)注入灌漿材料，直至規(guī)定(1725mL)為止；
C.放開(kāi)手指，灌漿材料流出的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至連續(xù)流出的灌漿材料完全流出 瞬間計(jì)時(shí)，讀出該瞬間的時(shí)間，精確至O. l秒，即為流動(dòng)度。 一種灌漿材料平行試驗(yàn)三次，取
其算數(shù)平均值為最后結(jié)果。
實(shí)施例1 : —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、 橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰18份，膨 脹劑10份，橡膠粉7份，沙50份，減水劑0. 6份，早強(qiáng)劑2份，水61份。 所述的水泥為早強(qiáng)型42. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級(jí)粉煤灰；膨脹劑為武漢三元 UEA高效混凝土膨脹劑；橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為80目； 沙為細(xì)度模數(shù)1. 1的普通河沙；減水劑為武漢浩源FDN-1高效減水劑(粉劑)；早強(qiáng)劑為氯 化鈉。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法之一 將所有原材 料按照比例稱量好后， 一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌450秒，得產(chǎn)品( 一種應(yīng)用于半柔性路面的 橡膠-水泥灌漿材料)。 該產(chǎn)品的流動(dòng)度12. 87s、泌水率1.22%、7(1抗壓強(qiáng)度23. 4MPa、28d抗壓強(qiáng)度 35. 6MPa、7d干縮率0.22%、28d干縮率0.24% (即收縮率)。
實(shí)施例2 : —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、
橡膠粉、砂、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰26份，膨
脹劑11份，橡膠粉6份，沙50份，減水劑0. 7份，早強(qiáng)劑2. 5份，水65份。 所述的水泥為普通42. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為二級(jí)粉煤灰，膨脹劑為武漢三元
UEA高效混凝土膨脹劑；橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為80目；
沙為細(xì)度模數(shù)1. 1的普通河沙；減水劑為武漢浩源FDN-1高效減水劑(粉劑)；早強(qiáng)劑為氯化鈉。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法之一 將所有原材 料按照比例稱量好后， 一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌500秒，得產(chǎn)品( 一種應(yīng)用于半柔性路面的 橡膠-水泥灌漿材料)。 拌合后的橡膠-水泥灌漿材料性能流動(dòng)度12. 65s、泌水率1. 29% 、7d抗壓強(qiáng)度 21. 5MPa、28d抗壓強(qiáng)度34. lMPa、7d干縮率0. 18%、28(1干縮率0. 20%。
實(shí)施例3: —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、 橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰20份，膨 脹劑8份，橡膠粉5份，砂48份，減水劑0. 4份，早強(qiáng)劑1. 5份，水58份。 所述的水泥為早強(qiáng)型52. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級(jí)粉煤灰；膨脹劑為武漢三 元UEA高效混凝土膨脹劑；橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為120
5目；沙為細(xì)度模數(shù)1. 1的普通河沙；減水劑為上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉劑；早強(qiáng)劑為氯 化鈉。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法先將固體原材料 按照比例稱量好后一起投入攪拌機(jī)干拌30秒，然后加水和減水劑再攪拌500秒，得產(chǎn)品。
拌合后的橡膠粉_水泥灌漿材料性能流動(dòng)度12. 58s、泌水率1. 32%、7d抗壓強(qiáng) 度29. 8MPa、28d抗壓強(qiáng)度43. 4MPa、7d干縮率0. 17X、28d干縮率0. 18%。
實(shí)施例4 : —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、 橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰22份，膨 脹劑7份，橡膠粉6份，沙45份，減水劑0. 35份，早強(qiáng)劑1. 5份，水58份。
所述的水泥為早強(qiáng)型42. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級(jí)粉煤灰；膨脹劑為天津豹鳴 UEA高效混凝土膨脹劑；橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為80目； 沙為細(xì)度模數(shù)1. 1的普通沙；減水劑為上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉劑；早強(qiáng)劑為硝酸鈉。
上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法先將固體原材料 按照比例稱量好后一起投入攪拌機(jī)干拌50秒，然后加水和減水劑再攪拌450秒，得產(chǎn)品。
拌合后的橡膠粉_水泥灌漿材料性能流動(dòng)度13. 14s、泌水率1. 15%、7d抗壓強(qiáng) 度23. 7MPa、 28d抗壓強(qiáng)度36. 7MPa、 7d干縮率0.22%、 28d干縮率0.23%。
實(shí)施例5: —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、 橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰28份，膨 脹劑10份，橡膠粉9份，砂32份，減水劑0. 55份，早強(qiáng)劑3份，水64份。 所述的水泥為早強(qiáng)型42. 5硅酸鹽水泥；粉煤灰為一級(jí)粉煤灰；膨脹劑為天津豹 鳴UEA高效混凝土膨脹劑；橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為120 目；沙為細(xì)度模數(shù)1. 1的普通河沙；減水劑為上海三瑞VIVID-500聚羧酸粉劑；早強(qiáng)劑為乙二醇。
上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法先將固體原材料 按照比例稱量好后一起投入攪拌機(jī)干拌70秒，然后加水和減水劑再攪拌450秒，得產(chǎn)品。
拌合后的橡膠粉_水泥灌漿材料性能流動(dòng)度13. 40s、泌水率1. 27%、7d抗壓強(qiáng) 度25. 6MPa、28d抗壓強(qiáng)度37. 4MPa、7d干縮率0. 17X、28d干縮率0. 19%。
實(shí)施例6 : —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、 橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰10份，膨 脹劑5份，橡膠粉1份，沙10份，減水劑0. 1份，早強(qiáng)劑0. 1份，水40份。 所述水泥為普通42. 5硅酸鹽水泥；所述粉煤灰為二級(jí)粉煤灰；所述膨脹劑為天津 豹鳴UEA高效混凝土膨脹劑；所述橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì) 度為80目；所述沙為普通河沙，細(xì)度模數(shù)為1. 2 ;所述減水劑為龍湖科技MELFLUX 2651高 效減水劑；所述早強(qiáng)劑為氯化鈣。 上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法將所有原材料按 照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌300秒，得產(chǎn)品。
實(shí)施例7 : —種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰50份，膨脹劑30份，橡膠粉30份，沙50份，減水劑0. 5份，早強(qiáng)劑5份，水70份。
所述水泥為42. 5粉煤灰水泥；所述粉煤灰為二級(jí)粉煤灰；所述膨脹劑為廣西云燕AEA膨脹劑；所述橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為200目；所述沙為普通河沙，細(xì)度模數(shù)為1. 4 ;所述減水劑為龍湖科技MELFLUX F10高效減水劑。
所述早強(qiáng)劑為無(wú)水硫酸鈉和硫酸鈣，無(wú)水硫酸鈉、硫酸鈣各占早強(qiáng)劑重量的1/2。
上述一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠_水泥灌漿材料的制備方法將所有原材料按照比例稱量好后，一起加入攪拌機(jī)同時(shí)攪拌600秒，得產(chǎn)品。 本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實(shí)施例；本發(fā)明各原料的上下限取值以及區(qū)間都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此就不一一列舉實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、橡膠粉、沙、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰10～50份，膨脹劑5～30份，橡膠粉1～30份，沙10～50份，減水劑0.1～5份，早強(qiáng)劑0.1～5份，水40～70份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于 所述水泥為硅酸鹽水泥、礦渣水泥或粉煤灰水泥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于 所述粉煤灰為一級(jí)粉煤灰或二級(jí)粉煤灰。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于所述膨脹劑為硫鋁酸鈣系膨脹劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于所述橡膠粉為廢舊汽車輪胎經(jīng)過(guò)破碎后粉末后的橡膠粉，細(xì)度為80 200目。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于所述沙為普通河沙，細(xì)度模數(shù)為1. 0 1. 4。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于所述減水劑為萘系減水劑、聚羧酸粉劑或MELFLUX系列高效減水劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于 所述早強(qiáng)劑為氯化鈉、氯化鈣、無(wú)水硫酸鈉、硫酸鈣、硝酸鈉、亞硝酸鈉、三乙醇胺，甲酸、乙 二醇中的任一種或二種以上的混合，二種以上混合時(shí)，為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，屬于環(huán)保領(lǐng)域中廢棄物再利用領(lǐng)域及公路工程應(yīng)用領(lǐng)域。一種應(yīng)用于半柔性路面的橡膠-水泥灌漿材料，其特征在于它由包含水泥、粉煤灰、膨脹劑、橡膠粉、砂、減水劑、早強(qiáng)劑和水混合而成，各組分重量份數(shù)為水泥100份，粉煤灰10～50份，膨脹劑5～30份，橡膠粉1～30份，沙10～50份，減水劑0.1～5份，早強(qiáng)劑0.1～5份，水40～70份。本發(fā)明所述的橡膠-水泥灌漿材料擁有很高的流動(dòng)度與抗裂性能，較低的收縮，較高的早期強(qiáng)度，能夠滿足半柔性路面材料的可灌性及路用性能。
文檔編號(hào)C04B28/00GK101700970SQ20091027280
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者丁慶軍, 付軍, 何永佳, 呂林女, 王發(fā)洲, 胡曙光, 黃修林, 黃沖, 黃紹龍 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)