用于半柔性路面的自渗灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种用于半柔性路面的自渗灌浆料及其制备方法。

背景技术

以开级配的沥青混合料(孔隙率20％～30％)为基体，填充特种水泥灌浆材料复合形成的半柔性混凝土路面，兼具沥青混凝土路面的应变松弛能力和水泥混凝土路面的刚度，从而可有效减少日益增长的交通流量和交通负荷引起的路面破坏。

半柔性路面有很多优点，其良好的应力松弛可以减少温度缝的数量，甚至不必设置温度缝，与水泥混凝土路面相比，将大大提高行车舒适性。更强的刚性保证了更高的负载容忍度，不会产生任何车辙。而基质沥青的级配选择使其具有良好的抗滑性能，可大大提高行车安全性。它还具有良好的耐油性和显色性等优点。因此，半柔性路面引起了人们的广泛关注，并逐步应用于停车场、加油站、攀爬路段等特殊路段。

水泥灌浆料作为半柔性混凝土路面的组成部分，其配合比设计对半柔性混凝土的实际应用非常关键，水泥灌浆料的浆体强度是决定半柔性路面强度的重要因素。

传统的水泥灌浆料与沥青混合料的匹配性差且灌入率低。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种用于半柔性路面的自渗灌浆料及其制备方法，以解决传统的水泥灌浆料与沥青混合料的匹配性差且灌入率低的问题。

为实现上述目的，提供一种用于半柔性路面的自渗灌浆料，包括：水泥、硅灰、细集料、可分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、自渗剂和水，所述自渗剂包括润滑剂、界面改性剂和稳定剂，所述润滑剂为聚氧化乙烯，所述界面改性剂为活性片层状硅酸盐，所述稳定剂为聚甲基纤维素醚。

进一步的，所述润滑剂、所述界面改性剂和所述稳定剂的重量比例为0.5～1：0.5～1：0.2～0.5。

进一步的，以重量份计，包括：100重量份的所述水泥、8重量份～15重量份的硅灰、35重量份～50重量份的细集料、2重量份～4重量份的可分散乳胶粉、0.5重量份～1重量份的减水剂、0.08重量份～0.1重量份的消泡剂、0.1重量份～0.5重量份的自渗剂、40重量份～50重量份的水。

进一步的，所述可分散乳胶粉为聚合物胶粉。

进一步的，所述细集料为石英砂。

本发明提供一种用于半柔性路面的自渗灌浆料的制备方法，包括以下步骤：

将水泥、硅灰、细集料、可分散乳胶粉、减水剂、消泡剂和自渗剂进行拌合均匀得到拌合物；

于所述拌合物中加入水进行搅拌，制得用于半柔性路面的自渗灌浆料。

进一步的，在实施所述于所述拌合物中加入水进行搅拌步骤时，将拌合物和水放置于搅拌机中进行搅拌，搅拌4min，所述搅拌机的线速度为15m/s～20m/s。

本发明的有益效果在于，本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料，用于将水泥基灌浆料灌入沥青基料(沥青混合料)中，二者为不相容体系，在水泥基灌浆料加入自渗剂，使水泥基灌浆料在沥青基料中实现自主渗透，与沥青基料的匹配性大幅提高，且在大流动度下无分层离析、无泌水现象，且水泥基灌浆料能均匀的通过沥青骨料，并对沥青骨料形成包裹。本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料，在无需外界振动的情况下能够实现自渗性，配制的半柔性路面灌入率达到90％以上，实现半柔性路面的高性能。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明提供了一种用于半柔性路面的自渗灌浆料，包括：水泥、硅灰、细集料、可分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、自渗剂和水。其中，自渗剂包括润滑剂、界面改性剂和稳定剂。

其中，润滑剂为聚氧化乙烯。

润滑剂为粉状速溶型聚氧化乙烯(PEO)，因其具有线型规整的螺旋型结构，可在乳胶粉以及沥青表面形成毛梳层，降低其对水泥颗粒的吸附，并使颗粒间通过空间位阻效应而互相排斥，防止形成絮凝，从而提高浆体在沥青混合料中流动性和润滑性，使本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料能连续顺畅自渗至沥青基体。

界面改性剂为活性片层状硅酸盐。

界面改性剂选用活性片层状硅酸盐材料，如有机铵盐改性的有机膨润土，通过离子交换作用，使膨润土表面由亲水性变为亲油性，对乳胶粉及沥青颗粒有更好的吸附，提高了水泥、乳胶粉及沥青基体的相容性，使得沥青混合料中微小的连通孔隙都能得到密实填充，因而提高了沥青-水泥界面的粘结性能，并且改善了灌浆料体系的柔韧性。

稳定剂为聚甲基纤维素醚。

稳定剂为聚甲基纤维素醚类，提高了本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的粘稠度与粘结性能，使得浆料在缓慢渗透下都不会发生乳胶粉和水泥基材料组分的分层离析。

自渗剂各组分应有合适的比例，如润滑剂和界面改性剂一旦过量，则聚氧化乙烯会与胶粉及有机膨润土产生团聚絮凝，影响其分散效果，但掺量太少达不到预期的分散润滑和界面改性效果，二者作用相辅相成，同时，稳定剂有吸水增稠的作用，也应有相匹配的掺量，确保体系在不分层离析的前提下不至于太粘稠影响施工效率。

本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料，用于将水泥基灌浆料灌入沥青基料(沥青混合料)中，二者为不相容体系，在水泥基灌浆料加入自渗剂，使水泥基灌浆料在沥青基料中实现自主渗透，与沥青基料的匹配性大幅提高，且在大流动度下无分层离析、无泌水现象，且水泥基灌浆料能均匀的通过沥青骨料，并对沥青骨料形成包裹。本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料，在无需外界振动的情况下能够实现自渗性，配制的半柔性路面灌入率达到90％以上，实现半柔性路面的高性能。

本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料具有适于半柔性路面用灌浆料的性能参数。本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的流动度在11～14s之间，可采用泵送施工工艺，28天抗压强度≥90MPa、抗折强度≥8MPa、干缩率≤0.5％、灌入率90％以上、灌入后的复合半柔性车辙板的28天抗压强度≥15MPa、抗折强度≥5MPa。

作为一种较佳的实施方式，以重量份计，本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料包括：100重量份的所述水泥、8重量份～15重量份的硅灰、35重量份～50重量份的细集料、2重量份～4重量份的可分散乳胶粉、0.5重量份～1重量份的减水剂、0.08重量份～0.1重量份的消泡剂、0.1重量份～0.5重量份的自渗剂、40重量份～50重量份的水。

其中，自渗剂的润滑剂、界面改性剂和稳定剂的重量比例为0.5～1：0.5～1：0.2～0.5。

在本实施例中，水泥可以是任何合适的水泥，较佳地，水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

水泥中铝酸三钙(C

更佳地，水泥是强度等级为52.5级以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

本发明中使用的硅灰可以与水泥的水化产物氢氧化钙发生火山活化反应，与水泥颗粒形成良好的级配，用于填补水泥水化后产生的胶凝孔。

硅灰可以是任何合适的硅灰，例如，硅灰是高活性微硅灰，较佳地，硅灰的平均粒径在0.1μm～1μm之间，硅灰中SiO

细集料为石英砂，包括第一类的40～80目的石英砂和第二类的80～120目石英砂。其中，第一类的石英砂与第二类的石英砂重量比例为1:1.1～1:2之间。石英砂的SiO

可分散乳胶粉为任何合适的聚合物胶粉，较佳地，可再分散乳胶粉为丁苯乳胶粉。

丁苯乳胶粉对拌合物有良好的减水作用，可显著提高本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的抗折强度和粘结抗拉强度，大幅度降低压折比，提高折弹比，与沥青基料有更好的适应性，明显改善半柔性路面的干缩性能。

减水剂为高性能减水剂，具有与其它外加剂良好的复配效果。

减水剂的减水率可以根据需要确定，为了减少水的使用量，较佳地，减水剂的减水率在30％以上。减水剂可以是任何合适的减水剂，较佳地，减水剂为聚羧酸减水剂。例如粉体聚羧酸减水剂。

消泡剂可以是任何合适的消泡剂，更佳地，消泡剂是聚醚类消泡剂，消泡剂可以对后续施工中卷入的小气泡进行脱泡，使本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的获得更好的密实度和强度，尤其在大流动度的灌浆料中有很好的流平效果。

本发明提供一种用于半柔性路面的自渗灌浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将水泥、硅灰、细集料、可分散乳胶粉、减水剂、消泡剂和自渗剂进行拌合均匀得到拌合物。

按重量份配比，将水泥、硅灰、细集料、可分散乳胶粉、减水剂、消泡剂和自渗剂放置于搅拌机中，进行拌合均匀得到拌合物。

搅拌机的搅拌时间3min，搅拌机线速度2.5m/s～5m/s。

S2：于拌合物中加入水进行搅拌，制得用于半柔性路面的自渗灌浆料。

将水加入拌合物并于搅拌机中进行搅拌均匀制得用于半柔性路面的自渗灌浆料。其中，搅拌机的搅拌4min，线速度为15m/s～20m/s。

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。所有的份数均为重量份数，除非另有指明。

实施例1

取100重量份水泥(强度等级为52.5级的硅酸盐水泥，C

采用70号沥青、矿粉、粒径为1mm～3mm的玄武岩和粒径为5mm～15mm的玄武岩制备基体(沥青混合料)，并压制成型车辙板，测试车辙板的空隙率为27％，将制备的用于半柔性路面的自渗灌浆料灌入沥青车辙板，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构。

按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)测试，测得本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的灌浆流动度为12s，灌入率92％，28天抗压强度97.3MPa，抗折强度10.1MPa，28d干缩率为0.47％，灌入后车辙板的抗压强度15.3MPa，抗折强度5.9MPa。

实施例2

取100重量份水泥(强度等级为52.5级的硅酸盐水泥，C

采用70号沥青、矿粉、粒径为1mm～3mm和5mm～15mm玄武岩制备基体沥青混合料，并压制成型车辙板，测试车辙板空隙率为28％，将制备的用于半柔性路面的自渗灌浆料灌入沥青车辙板，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构。

按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)测试，测得本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的灌浆流动度为11s，灌入率95％，28天抗压强度95.5MPa，抗折强度9.4MPa，28d干缩率为0.42％，灌入后车辙板抗压强度15.2MPa，抗折强度5.5MPa。

实施例3

取100重量份水泥(强度等级为52.5级的硅酸盐水泥，C

采用70号沥青、矿粉、粒径为1mm～3mm的玄武岩和粒径为5mm～15mm的玄武岩制备基体(沥青混合料)，并压制成型车辙板，测试车辙板的空隙率为27％，将制备的用于半柔性路面的自渗灌浆料灌入沥青车辙板，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构。

按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)测试，测得本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的灌浆流动度为11s，灌入率91％，28天抗压强度95.7MPa，抗折强度9.1MPa，28d干缩率为0.47％，灌入后车辙板的抗压强度14.9MPa，抗折强度4.6MPa。

实施例4

取100重量份水泥(强度等级为52.5级的硅酸盐水泥，C

采用70号沥青、矿粉、粒径为1mm～3mm和5mm～15mm玄武岩制备基体沥青混合料，并压制成型车辙板，测试车辙板空隙率为28％，将制备的用于半柔性路面的自渗灌浆料灌入沥青车辙板，当灌浆饱满后用毛刷刮除表面浮浆，使表面出现露石结构。

按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)测试，测得本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的灌浆流动度为10s，灌入率96％，28天抗压强度94.8MPa，抗折强度9.7MPa，28d干缩率为0.41％，灌入后车辙板抗压强度15.5MPa，抗折强度5.7MPa。

本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料使用的材料均为粉料，只需额外加水搅拌，便于预拌生产，同时，本发明的用于半柔性路面的自渗灌浆料的浆体均匀稳定，无分层离析，可以泵送施工，提高了施工效率，特别适合大规模推广使用。通过掺加自渗剂，可以使水泥基灌浆料更好的灌入沥青基料中，保证了复合体系的力学性能，提高了半柔性道路耐久性。

需要说明的是，本说明书所示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。