CN115340353A - 一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于交通运输路基维修加固领域，公开了一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料，原料包括固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水，其中短切纤维包括钢纤维和PP纤维。本发明主要提供一种绿色无污染、成本低廉、力学强度高、工作性好且能适用于盐碱地域路基修补加固的新型注浆材料。
Description
技术领域
本发明属于交通运输路基维修加固领域，特别是涉及一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
由于经济和社会的快速发展，当前道路交通压力日益提升，在道路拥挤和重载车辆的反复作用下路面混凝土往往未到服役年限即提早发生破坏，特别是盐碱地域。局部路面破损若得不到及时修复将会迅速发展而波及周围从而形成更大面积的道路破坏。对于市区道路由于其通行压力大，不便进行长时间的封闭维修，故对于道路修补工程所采用的修补材料务必具有良好的快硬早强效果，使其在短期的养护下即可实现道路恢复通行。
对半刚性基层裂缝修补困难现状,压力注浆成为解决路基病害的主要工艺。压力注浆工艺是在路基空洞部位原位打孔并导入注浆管，通过附加压力将注浆材料导入路基脱空等病害处，注浆材料逐渐充填空缺部位并逐渐硬化以托起道路面层结构。这要求注浆材料要有良好的流动性、适宜的凝结硬化时间、较高的抗压抗折强度。
目前常用的普通硅酸盐水泥除了耐碱和耐硫酸盐侵蚀能力差之外，还有成产成本高和排放大量二氧化碳等弊端，不利于经济、社会和环境的可持续发展。而有机类注浆材料不仅力学强度低，成本高，与路基材料粘结性能差，还存在紫外光照射易老化等缺陷。
发明内容
为了解决现有注浆材料的不足，本发明的目的是提供一种绿色无污染、成本低廉、力学强度高、工作性好且能适用于盐碱地域路基修补加固的新型注浆材料。该注浆材料在满足服役条件的基础上还可以处置大量固废，实现资源的重复利用。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料，包括：固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水；碱激发剂为固体废弃物总重量份数的5-10％，短切纤维为固体废弃物总重量份数的2-4％，海砂为固体废弃物总重量份数的100-120％，海水为固体废弃物总重量份数的70-100％。
本发明的第二个方面，提供了一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料的制备方法，包括：
固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水混合均匀，即得；
其中，PP纤维用超声分散后，再与其他原料混合。
本发明的第三个方面，提供了上述的注浆材料在交通运输路基维修加固中的应用。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料可通过调整碱激发剂用量和海水用量，调整注浆材料的流动性和凝结时间。
(2)本发明一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料具有优异的工作性能和力学性能，相比普通硅酸盐水泥注浆料和有机类注浆料，更加环保和低能耗。
(3)本发明一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料，硫酸根侵蚀主要是指硫酸根离子与氢氧化钙、镁或铝酸钙生成钙矾石导致硬化体膨胀开裂，是硅酸盐水泥制品破坏的一种形式；相对而言，碱激发材料中碱本身就作为一种反应物，因此与硅酸盐材料相比，碱激发材料抗硫酸根离子侵蚀能力更强，在沿海地区及盐碱地域更适用。
(4)本发明一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料所用胶凝材料均为固体废弃物，海砂和海水可以就近取材，施工便利且有利于固废的再利用。
(5)为了满足盐碱地域道路维修的注浆要求，要求注浆材料既要具备耐久性，即抗环境侵蚀能力强，又要凝结时间可调、早期强度高，同时，由于注浆材料用量大，要求成本低廉。而现有的硅酸盐水泥的抗环境侵蚀能力较弱，硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥存在早期强度低等问题，因此，本申请经过长期的研究和实验摸索：选择了采用碱激发材料，短切纤维与骨料先配合，制备出了早期强度高、抗环境侵蚀能力较强的注浆材料，其中，固体废弃物、海砂、海水是在保证性能条件下尽可能降低成本。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料，包括固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水。其中固体废弃物由以下重量份的原料组成：粉煤灰30-40份、矿渣粉15-20份、钢渣粉10-15份，碱激发剂为固体废弃物总重量份数的5-10％，短切纤维为固体废弃物总重量份数的2-4％，海砂为固体废弃物总重量份数的100-120％，海水为固体废弃物总重量份数的70-100％。
在一些实施例中，所述碱激发剂包括工业氢氧化钠、工业硅酸钠、生石灰、工业硅酸钾中的一种或多种，控制其比表面积为300-350m2/kg。
在一些实施例中，所述短切纤维包括钢纤维和PP纤维，其中钢纤维的长度为4-8mm，PP纤维的长度为5-9mm。
在一些实施例中，所述海砂采用连续级配，由粒径0.15-0.25mm和0.25-0.35mm按质量比2：3组成。
在一些实施例中，所述粉煤灰的比表面积为360-380m2/kg，矿渣粉的比表面积为340-380m2/kg，钢渣粉的比表面积为360-400m2/kg。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1：
按照以下配比进行实验：粉煤灰30份、矿渣粉20份、钢渣粉10份、工业氢氧化钠3份、生石灰3份、钢纤维1份、PP纤维1份、海砂60份，海水60份，其中PP纤维需要用超声分散，其余材料在可直接在搅拌机中搅拌，所用粉煤灰粒径为360m2/kg，矿渣粉粒径为350m2/kg，钢渣粉粒径为400m2/kg，其性能测试结果见表1。
实施例2：
按照以下配比进行实验：粉煤灰40份、矿渣粉20份、钢渣粉10份、工业氢氧化钠4份、钢纤维1份、PP纤维1份、海砂80份，海水70份，其中PP纤维需要用超声分散，其余材料在可直接在搅拌机中搅拌，所用粉煤灰粒径为360m2/kg，矿渣粉粒径为350m2/kg，钢渣粉粒径为400m2/kg，其性能测试结果见表1。
实施例3：
按照以下配比进行实验：粉煤灰30份、矿渣粉15份、钢渣粉15份、工业硅酸钠6份、钢纤维2份、海砂60份，海水50份，将所有材料在搅拌机中搅拌均匀，所用粉煤灰粒径为360m2/kg，矿渣粉粒径为350m2/kg，钢渣粉粒径为400m2/kg，其性能测试结果见表1。
实施例4：
按照以下配比进行实验：粉煤灰30份、矿渣粉20份、钢渣粉10份、工业氢氧化钠3份、生石灰3份、钢纤维1份、PP纤维1份、海砂60份，海水60份，其中PP纤维需要用超声分散，其余材料在可直接在搅拌机中搅拌，所用粉煤灰粒径为380m2/kg，矿渣粉粒径为380m2/kg，钢渣粉粒径为400m2/kg，其性能测试结果见表1。
实施例5：
按照以下配比进行实验：粉煤灰40份、矿渣粉20份、钢渣粉10份、工业氢氧化钠4份、钢纤维1份、海砂70份，海水70份，所用材料在搅拌机中搅拌均匀，所用粉煤灰粒径为380m2/kg，矿渣粉粒径为360m2/kg，钢渣粉粒径为380m2/kg，其性能测试结果见表1。
实施例6：
按照以下配比进行实验：粉煤灰35份、矿渣粉20份、钢渣粉15份、工业硅酸钠7份、钢纤维1份、海砂70份，海水60份，所用材料在搅拌机中搅拌均匀，所用粉煤灰粒径为380m2/kg，矿渣粉粒径为350m2/kg，钢渣粉粒径为400m2/kg，其性能测试结果见表1。
表1注浆材料的物理性能结果
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，包括：固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水；碱激发剂为固体废弃物总重量份数的5-10％，短切纤维为固体废弃物总重量份数的2-4％，海砂为固体废弃物总重量份数的100-120％，海水为固体废弃物总重量份数的70-100％。
2.如权利要求1所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述固体废弃物由以下重量份的原料组成：粉煤灰30-40份、矿渣粉15-20份、钢渣粉10-15份。
3.如权利要求1所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述碱激发剂谓工业氢氧化钠、工业硅酸钠、生石灰、工业硅酸钾中的一种或多种，
或，比表面积为300-350m2/kg。
4.如权利要求1所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述短切纤维包括钢纤维和PP纤维，
或，钢纤维的长度为4-8mm，
或，PP纤维的长度为5-9mm。
5.如权利要求1所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述海砂采用连续级配，由粒径0.15-0.25mm和0.25-0.35mm按质量比2～3：3～4组成。
6.如权利要求2所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为360-380m2/kg。
7.如权利要求2所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述矿渣粉的比表面积为340-380m2/kg。
8.如权利要求2所述的针对盐碱地域道路维修用注浆材料，其特征在于，所述钢渣粉的比表面积为360-400m2/kg。
9.一种针对盐碱地域道路维修用注浆材料的制备方法，其特征在于，包括：
固体废弃物、碱激发剂、短切纤维、海砂、海水混合均匀，即得；
其中，PP纤维用超声分散后，再与其他原料混合。
10.权利要求1-8任一项所述的注浆材料在交通运输路基维修加固中的应用。
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