工程科技 民营科技２０１７年第５期 水泥混凝土路面快速修补材料的比较 郭金波 （辽宁省交通规划设计院有限责任公司公路养护技术研发中心，辽宁沈阳１１０１１１） 摘要：针对混凝土修补材料基于混凝土病害及修补类型的分析进行分类，同时对选择混凝土修补材料的原则进行了初步探讨， 通过比较分析三种常用的快速修补材料，结果显示快速修补剂是最经济便捷的快速修补材料。 关键词：水泥混凝土结构；修补材料；混凝土病害 混凝土路面优势比较明显，具有良好的稳定性及耐久性、较高强 度、养护成本相对较低，而得到迅速发展。但在水泥混凝土路面的应用 过程中，也存在与设计施工等因素产生的病害问题。若不能妥善处理， 将对车速及行车安全等都产生十分不利的影响。水泥混凝土路面最严 性，易产生晶型转变，通常后期稳定性降低，抗折强度在１天可达３￣５兆 帕，抗压强度达２５４５兆帕。四是混合使用高铝与普硅水泥。两种类型 的水泥混用，不需要较长的凝结时间，可产生瞬凝现象，主要是由于普 硅水泥中石膏与析出的氢氧化钙使高铝水泥加速凝结，消耗完普硅水 重的问题就是路面使用比设计年限 艮多，导致混凝土路面在使用过 程中受到严重破坏，，一些地区采取混凝土道路加铺沥青混凝土方式 进行维修，但这种方法也有一些弊端。因而研究分析破坏水泥棍凝土 路面的根本原因及采用适宜的修补维修技术就成为—个重要课题。 １选择水泥混凝土修补材料的原则 通黼昆凝土病害主要有不均匀的路面下陷、路面倾斜下沉、断裂、 大面积破损、跳车颠簸等病害种类，结合病害具体情况，可分别采用薄 层罩面、全厚置换、压浆及灌缝四种修补工艺，相应采用薄层罩面材 料、快速修补材料、压浆材料、灌浆材料四种材料进行修补。因全厚置 换关注于材料迅速硬化，一般可应用决凝 泥混凝土。薄层罩面 关注于材料粘合基质混凝土及抗折强度，一般可应用聚合物混凝土或 聚合物水泥混凝土。灌缝材料关注于粘结力，一般可应用聚合物浆液。 压浆材料无需达到较高强度，但需具备良好的流动性和可灌性，一般 可应用水泥粉煤灰净浆。路面修补质量主要是由路面修补材料相容基 质混凝土的情况所决定，疲劳强度、收缩系数、热膨胀系数、蠕变系数、 粘结力、化学活性等都能体现出其相容性。 修补界面通常会因修补材料收缩产生较大张力，低收缩『生的修 补材料可使修补材料良好结合基质材料，保持所受内应力处于最低范 围，在热膨胀系数及弹性模量方面，修补材料应高于基质混凝土。通常 各类修补材料的抗压强度都符合实际需求，修补材料在施工中易产生 张拉应力，因此，因选择抗拉强度较大的修补材料。在混凝土路面修补 过程中，修补材料粘结基质混凝土的界面通常都是相对薄弱的环节， 所以，应选择具有抗疲劳强度高及粘结力强等特点的材料，若修补材 料存在较大的电阻率差异，将导致钢筋锈蚀严重，修补材料化学稳定 性应相对较高，以免对钢筋腐蚀甚至产生碱集料反应。 ２水泥混凝土路面快速修补材料的比较 修补材料在快速修补材料是应用量最大的一种材料，在修补水 泥混凝土路面中比较适合。结合国内外使尉陕速修补材料的方法及材 料主要成分可分为快硬水泥、快硬混凝土及水泥混凝土陕速修补剂三 种，分别利用选择的水泥品种掺和混凝土及外加剂实现快硬早强 的作用。 ２．１快硬水泥。一是陕硬硅酸盐水泥。在水泥生料配制过程中采用调 控生料组成的方法，早强矿物在水泥中具有较高含量，环境温度保持 在５—２０摄氏度之间时，需要二至三天通车；环境温度保持在２０￣３０摄氏 度之问时，需要一至两天通车。类似于普ｊ匝水泥具有较大的干缩，新老 混凝土不具有良好的粘绪陛，具有较高的水化热，应加强养护。二是快 硬硫铝酸盐和氟铝酸盐水泥。不仅具有早强快硬特点，还具有膨胀性 抗硫酸盐腐蚀性能，４小时抗压强度能达ｇｇ２０～２５兆帕，１天强度达到 ３Ｏ 帕。快硬性能无需较长的凝结时间，一般只需要几分钟的初凝 时间，终凝时间少于半小时，抗压强度在２ ３小时可达到２０兆帕，因两 重水泥修补路面后期强度会产生的倒缩导致使用受限。三是高铝水 泥。属于陕硬早强水泥，在高温下高铝水泥水化物不具有较高的稳定 作者简介：郭金渡，硕士学位，研究方向：桥梁养护材料。 泥的石膏后，普硅水泥加快水化，在适宜比例就能获得良好效果。五是 磷酸镁水泥。在国内外该材料有较广泛地应用，凝结时间充足，可迅速 硬化并达到早期强度，与旧混凝土具有较强结合力，干缩率低具有良 好的稳定陛和相容ｌ生，作为路面修补材料具有广泛应用前景。六是碱 硅水泥。也被称为土聚水泥，我国应用ｓｃ型及Ａｓ型快速修补材料是两 种典型碱硅水泥陕速修补材料。 ２．２快速修补混凝土。该材料是将矿物掺合料加入普通混凝土中而 形成，使混凝土达到早强高强，早期具有较高强度后期强度稳定，硅灰 和偏高岭土混凝土在目前国内外具有广泛应用。也可将聚合物和纤维 等加入普通混凝土中，使混凝土抗折强度和韧性提高。 硅灰作为具有较强火山灰性的掺和料，早期具有较高强度后期 强度稳定。氢氧化钙在水泥浆体和集料表面不富集，由水化硅酸钙替 代，因此，界面结合可达到适宜的强度。新旧混凝土之间具有良好的粘 绪陛，含１０％一１５％硅灰的混凝土在修补混凝土路面中十分适宜，只是 需要较高成本。偏高岭土的火山灰具有较强的活性，研究结果显示，其 潘ｌ生比硅灰高，在｝昆凝土中导入硅灰可提高自收缩，具有补偿收缩的 微膨胀陛能，可使混凝土明显改善可塑Ｉ生，结合性增强，泌水降低，对 水泥水化具有加速作用，较高的早强明显增长后期强度，使混凝土综 合Ｉ生能不断提高。偏高岭土主要用于修补｝昆凝土及机场跑道路面，可 达到较为理想的效果。 ２．３快速修补剂。将定量的快速修补剂加入到通用水泥中形成陕速 修补剂，实现混凝士陕硬早强效果，进而有利于决速通车。Ｒ＿２４、ＪＫ系 列及ＫＳ系列快凝陕速修补材料等都是应用较广的快速修补剂，通过 比较这些材料在水泥混凝土路面维修中的应用效果，Ｒ一２４快速修补 混凝土不需要较多的水量，也不具有较大的干缩系数，一个月内的干 缩率系数不超过 １５％，与旧混凝土之间具有较强的粘结力。 综上所述，通过分析选择快速修补材料的原则并进行分类，三类 材料的优点各不相同，快硬水泥便于使用，可迅速硬化，但由于生产厂 家不多，若长途运输不具有较高的经济性；快硬混凝土具有良好的耐 久性、较高的抗拉强度，不足之处是具有较高成本；快速修补剂只需要 较少的运输量，也不具有较高成本，目前在水泥混凝土路面维修养护 中广泛应用。 综合上述分析，在目前常用的快速修补剂中，Ｒ一２４具有较高 的性能。 参考文献 【１］李华，程英华．我国水泥混凝土路面的现状与问题［ＪＪ．公路，２０１５ （１０）：１７． ［２］韦立峰．水泥混凝土路面维修方案的研究『Ｊ１．华南理工大学学报， ２０１４（７）：２６． ［３］姜洪义，张联盟．超快硬磷酸盐混凝土路面修补材料的研究【ＪＪ．公 路，２０１５（１６）：３６－－４０． ［４］梁乃兴．聚合物改性水泥混凝土 ．北京：人民交通出版社，２０１０．
