專利名稱：水泥乳漿外加劑組合物的制作方法
技術領域：
本發明屬于材料技術領域，具體涉及到修復瀝青路面離析病害所用的材料。
背景技術：
目前，隨著瀝青路面結構在高等級公路中的廣泛應用，其耐久性和路面結構的早期破壞問題已日益突出，調查發現許多高速公路通車一至兩年，有的甚至不到一年，或多或少存在其瀝青面層出現了大量麻面、松散、掉粒、唧漿、坑槽、網裂等破壞現象，這些早期病害或多或少都與水有關，而水破壞多數是由于路面離析，水分很容易滲入瀝青路面內部空隙中。瀝青路面離析是指混合料級配、瀝青的用量、空隙率及壓實度等與設計發生偏離。瀝青路面產生離析的原因很多，主要原因為瀝青混合料的拌和均勻性，如粗集料集中、細集料較少、空隙率較大，其次有瀝青混合料的裝卸、運輸方式、攤鋪以及碾壓等。
瀝青路面離析可以導致很多早期路面病害的發生，在粗集料集中的區域，空隙率較大、瀝青含量低，瀝青路面容易被水損害使耐久性降低，瀝青路面出現疲勞裂縫、坑洞以及剝落等病害。在細集料集中的區域，空隙率較小、瀝青含量較大，容易產生車轍、泛油等病害。這些病害的出現不僅降低了路面平整度和使用功能，而且影響了路面的美觀及車輛的行使安全。研究表明，嚴重離析的瀝青路面使用壽命降低50％以上。
目前，在瀝青路面技術領域國內外專家學者非常關注瀝青路面離析的技術問題，對瀝青混合料的配比設計和施工工藝進行了大量的研究試驗，如何預防瀝青路面離析提出了很多方法和措施，已取得了一些研究成果。主要措施包括延長瀝青混合料拌和時間，使混合料分布均勻，卸料時應分別向運輸車的前、中、后三處堆裝，使大骨料和小骨料可以再次混合；在運輸過程中采取平整通道、降低行使速度、盡量減少顛簸；傾倒時應將車廂大角度、快速升起，使混合料整體下滑。這些預防措施在一定程度上減少了離析病害的出現。由于施工設備、瀝青混合料配比中原料的質量、自然條件、施工人員的業務水平等問題，瀝青路面離析的技術問題始終沒有得到徹底解決。
目前，在瀝青路面出現離析病害時，如果離析病害不是很嚴重，在施工過程中通常采用的處治方法是人工細篩石屑料，篩出的細石屑料與瀝青混合，鋪撒到瀝青路面的離析病害區域，用壓路機及時碾壓，這種處治方法只能緩解瀝青路面的表面離析病害，對于瀝青道路深層出現的離析病害不能得到處治。如果離析病害很嚴重，所采用的處治方法是劃定離析病害區域并鏟除，重新鋪瀝青混合料，這種方法不僅浪費人力、物力，而且還延長了工期。瀝青路面離析病害的另外一種處治方法是采用普通的水泥乳漿噴灑到瀝青路面離析病害區域的外表面，水泥乳漿很難滲透到瀝青道路內部離析的病害部位，車輛碾壓后，仍然出現離析病害。
本發明的發明人發明了一種處治瀝青路面局部離析病害的方法，采用灌注的技術方案將水泥乳漿灌注到離析病害區域內，當前迫切需要解決的技術問題是在水泥乳漿中添加一種外加劑使水泥乳漿能滲透、擴散到瀝青路面局部離析病害空隙與瀝青混合料結合，形成均勻、致密的結構。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服上述處治瀝青路面離析病害方法的缺點，提供一種使用方便、成本低、高滲透性、穩定性、均勻分散性能好、強度指標高的水泥乳漿外加劑組合物。
解決上述技術問題所采用的技術方案它是由下述的原料及其重量份配比制成潤濕劑或滲透劑2.5份～5.0份微沫劑或減水劑0.6份～1.2份。
上述的潤濕劑為低泡潤濕分散劑RFCF-10或JSCF-10低泡潤濕分散劑，滲透劑為快速滲透劑T或JFC滲透劑或滲透劑JFC或GPG快速滲透劑，微沫劑為B-2型微沫劑或天韻微沫劑，減水劑為混凝土外加劑-YF早強高效減水劑或GX-1緩凝超塑高性能減水劑或RH-A高濃萘系高效減水劑或RH-2早強高效減水劑。
上述的低泡潤濕分散劑RFCF-10由上海如發化工科技有限公司生產；JSCF-10低泡潤濕分散劑、快速滲透劑T，由上海錦山化工有限公司生產；JFC滲透劑，由上海如發化工科技有限公司生產；滲透劑JFC由泰興市恒源化學廠生產；GPG快速滲透劑，由東莞市德能化工有限公司生產；B-2型微沫劑，由山西運城市寶井化建有限公司生產；天韻微沫劑，由成都雙流天韻建材有限公司生產；混凝土外加劑-YF早強高效減水劑由成都世紀陽光建材有限公司生產；GX-1緩凝超塑高性能減水劑、RH-A高濃萘系高效減水劑、RH-2早強高效減水劑，由山西萬榮縣高星新型建材有限公司生產。
制備本發明的優選重量份配比為潤濕劑或滲透劑2.5份～4.0份微沫劑或減水劑0.6份～0.9份。
制備本發明的最佳重量份配比為潤濕劑或滲透劑3.6份微沫劑或減水劑0.6份。
上述水泥乳漿外加劑組合物的制備方法如下按照本發明的重量比稱取潤濕劑或滲透劑、微沫劑或減水劑裝入容器內，在常溫常壓下，用攪拌機攪拌2～5分鐘使其充分混合，制成本發明水泥乳漿外加劑組合物，分裝。
本發明經過大量的實驗室研究試驗以及現場施工試驗，試驗結果表明，本發明能夠降低水泥乳漿的析水率，提高水泥乳漿的穩定性，明顯改善水泥乳漿的流動性，增加水泥乳漿的滲透性，增加水泥乳漿的早期強度，提高乳漿的后期強度，添加本發明的水泥乳漿制作的試件比普通水泥乳漿制作的試件重量增加29.5g。本發明可作為水泥乳漿的外加劑用于處治瀝青路面的離析病害。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。
實施例1以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑85.71kgB-2型微沫劑 14.29kg上述兩種原料的重量份配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑3.6份B-2型微沫劑 0.6份其制備方法如下將按上述配比稱取JSCF-10低泡濕潤分散劑、B-2型微沫劑裝入不銹鋼桶中，用攪拌機攪拌2～5分鐘使其充分混合，制成本發明水泥乳漿外加劑組合物，分裝。
實施例2以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑80.65kgB-2型微沫劑 19.35kg上述兩種原料的重量份配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑2.5份B-2型微沫劑 0.6份其制備方法與實施例1相同。
實施例3以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑80.65kgB-2型微沫劑 19.35kg上述兩種原料的重量份配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑5.0份B-2型微沫劑 1.2份其制備方法與實施例1相同。
實施例4以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑67.57kgB-2型微沫劑 32.43kg上述兩種原料的重量份配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑2.5份B-2型微沫劑 1.2份其制備方法與實施例1相同。
實施例5以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑89.29kgB-2型微沫劑 10.71kg
上述兩種原料的重量份配比為JSCF-10低泡潤濕分散劑5.0份B-2型微沫劑 0.6份其制備方法與實施例1相同。
實施例6以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為在以上的實施例1～5中的JSCF-10低泡潤濕分散劑用低泡潤濕分散劑RFCF-10或快速滲透劑T或JFC滲透劑或滲透劑JFC或GPG快速滲透劑替換，用量與實施例1～5中的JSCF-10低泡潤濕分散劑相同。其制備方法與實施例1相同。
實施例7以生產本發明產品100kg為例所用的原料及其重量配比為在以上的實施例1～6中的B-2型微沫劑用天韻微沫劑或混凝土外加劑-YF早強高效減水劑或GX-1緩凝超塑高性能減水劑或RH-A高濃萘系高效減水劑或RH-2早強高效減水劑替換，用量與實施例1～6中的B-2型微沫劑相同。其制備方法與為了驗證本發明的有益效果，發明人采用本發明實施例1制備的水泥乳漿外加劑組合物(試驗時名稱為水泥乳漿外加劑，簡稱外加劑)與水泥、水制備成水泥乳漿進行了實驗室和施工現場試驗，各種試驗如下1、確定本發明的配比為了確定本發明的最佳配比，發明人采用本發明實施例1的原料不同的配比與水泥制備成水泥乳漿，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥。設計正交試驗L9。正交試驗1設計見表1。
表1本發明配比正交試驗1設計表
分別進行了水泥乳漿稠度試驗、析水率試驗及凝聚力試驗，其中用稠度試驗和凝聚力試驗檢測外加劑對水泥乳漿的流動度的影響，水泥乳漿稠度值越大，流動度越小，凝聚力值越大，流動度越小，反之，稠度值越小，流動度越大，凝聚力值越小，流動度越大；用水泥乳漿析水率試驗檢測外加劑對水泥乳漿穩定性的影響，析水率值越大，水泥乳漿的穩定性越差，反之，析水率值越小，水泥乳漿越穩定。水泥乳漿稠度試驗和析水率試驗按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTGE30-2005中規定的方法進行。凝聚力試驗用平板式凝聚力計(雙面粗糙的100mm×100mm的鋼板，板厚1.5mm)來測定，試驗時按配比制備水泥乳漿，將鋼板完全浸沒在水泥乳漿中10秒鐘，然后將鋼板從水泥乳漿中提出，測定浸入前、浸入后鋼板的重量，鋼板的重量差除以鋼板兩面的面積之和為凝聚力值。試驗結果見表2。
表2本發明正交試驗1試驗結果
由表2可見，在試驗7的條件下，即水泥乳漿的水灰比為0.60、JSCF-10低泡潤濕分散劑摻量為1.5份、B-2型微沫劑摻量為3.0份時，水泥乳漿的稠度為8.7S，凝聚力為2.6N/m2；在試驗8的條件下，即水泥乳漿的水灰比為0.60、JSCF-10低泡潤濕分散劑摻量為3.0份、B-2型微沫劑摻量為1.0份時，水泥乳漿的析水率為0.0238％。
滲透性是水泥乳漿外加劑的一個重要性能，而流動度是水泥乳漿具有良好滲透性能的前提。由以上正交試驗1可以看出，水泥乳漿的水灰比越大，乳漿的流動性越好，為了得到本發明的最佳配比，有必要將水灰比進一步增大，進行相關試驗，水泥乳漿水灰比確定為0.62、0.65和0.68。JSCF-10低泡潤濕分散劑的摻量越大對水泥乳漿的性能越好，將其摻量增加為2.5、3.6和5.0。B-2型微沫劑的摻量越小，對水泥乳漿性能越好，摻量適當降低為0.6、0.9和1.2，由這三個水平構成正交試驗2矩陣表L9，正交試驗2見表3。正交試驗2試驗結果見表4。
表3本發明配比正交試驗2設計表
表4本發明配比正交試驗2試驗結果
由表4可見，在試驗8的條件下，即水泥乳漿的水灰比為0.68、JSCF-10低泡潤濕分散劑摻量為3.6份和B-2型微沫劑摻量為0.6份時，水泥乳漿的稠度值為8.1S，凝聚力值為1.0N/m2，析水率值為0.0251％，說明在試驗8的條件下，外加劑的配比對水泥乳漿的效果最好。
從正交試驗1和正交試驗2結果可以看出，本發明外加劑中JSCF-10低泡潤濕分散劑的摻量范圍為2.5份～5.0份，B-2型微沫劑摻量為0.6份～1.2份，其中JSCF-10低泡潤濕分散劑摻量為3.6份，B-2型微沫劑摻量為0.6份時為本發明的最佳配比。
4、穩定性試驗試驗方法將本發明加入到水、水泥中制備成水泥乳漿，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥。按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTG E30-2005規定的試驗方法進行試驗。試驗結果見表5
表5本發明對降低水泥乳漿析水率的對比試驗結果
由表5可見，水泥乳漿水灰比0.60～0.68范圍內時，未添加本發明的水泥乳漿的析水率平均值比添加的增加了3.1倍，說明本發明可以顯著的降低水泥乳漿析水率，即明顯改善了水泥乳漿的穩定性。
5、測試流動度測試方法將本發明加入到水、水泥中制備成水泥乳漿，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥。按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTG E30-2005中規定的方法進行了水泥乳漿稠度和凝聚力對比試驗。
對比試驗結果見表7。
表6添加本發明的水泥乳漿稠度和凝聚力的對比試驗結果
由表6看出，未添加本發明的水泥乳漿稠度平均值比添加了本發明的大1.6倍，未添加本發明的水泥乳漿凝聚力平均值比添加了本發明的大1.5倍，說明本發明可以明顯的改善水泥乳漿的流動性。
6、滲透性試驗試驗設備電烘箱，型號為PGF-4A，由天津市泰斯特儀器有限公司生產；拌和設備，型號為2JB-20C，由今谷神箭測控技術研究所研制；恒溫水箱，型號為GYHY6，由河南省高遠公路養護設備有限公司生產；馬歇爾試件自動擊實儀，型為DZG-3，由西安公路研究所研制。
測試方法試驗中瀝青采用SBS(1-C)改性瀝青，集料來源于西漢高速公路第九標段，設計AC-25C型級配，空隙率為10～12％。馬歇爾試件成型按照交通部部頒標準《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》JTJ 052-2000中的T0702-2000要求成型，試件溫度降低到20～25℃時，分別灌注普通水泥乳漿和添加了本發明的水泥乳漿，水、水泥制備成普通水泥乳漿，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥。按交通部部頒標準《公路瀝青路面技術規范》(JTJ F-40)的要求，對摻加本發明的馬歇爾試件進行充填試驗檢測。
測試結果測試結果見表7。
表7本發明改善水泥乳漿滲透效果對比試驗結果
由表7可見，灌注添加了本發明的水泥乳漿的試件重量比灌注普通水泥乳漿的平均增加了29.5g，即添加了本發明的水泥乳漿可以充分滲透到試件的內部空隙中，說明本發明能夠明顯的改善水泥乳漿的滲透性。
7、測試水泥乳漿強度試驗儀器深圳市新三思材料檢測有限公司研制的CMT5504微型機控制電子萬能試驗機，型號為CMT5504。
測試方法將本發明加入到水、水泥中制備成水泥乳漿，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥。按照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》JTG E30-2005的規定成型試件并試驗，分別測試養護7天和28天試件的抗壓強度和抗折強度。
測試結果水泥乳漿抗壓強度試驗結果見表8。
表8本發明改善水泥乳漿抗壓強度對比試驗結果
從表8看出，在不同的水灰比下，添加了本發明的水泥乳漿所制備的試件養護7天的抗壓強度平均值比普通水泥乳漿的抗壓強度平均值增加了2.2倍，試件養護28天的抗壓強度平均值比普通水泥乳漿的抗壓強度平均值增加了1.3倍，說明本發明能夠明顯的增加水泥乳漿的早期抗壓強度，對后期的抗壓強度也具有改善作用。
水泥乳漿抗折強度試驗結果見表9。
表9本發明改善水泥乳漿抗折強度對比試驗結果
由表9可見，在不同的水灰比下，添加了本發明的水泥乳漿所制備的試件養護7天的抗折強度平均值比普通水泥乳漿的抗折強度平均值增加了1.3倍，試件養護28天的抗折強度平均值比普通水泥乳漿的抗折強度平均值增加了1.2倍，說明本發明能夠明顯的增加水泥乳漿的早期抗折強度，對后期的抗折強度也具有改善作用。
發明人采用本發明實施例1的原料及其配比制備的水泥乳漿外加劑組合物，在河南省新鄉一長垣公路瀝青路面的K11+500～K11+800段進行了現場施工試驗，水泥采用陜西秦嶺水泥股份有限公司生產的42.5普通硅酸鹽水泥，用本發明與水泥和水的重量比為4.2∶100∶68制備成水泥乳漿，對該段瀝青路面的8處離析病害進行了處治，處治后測試滲水系數和平整度。測試結果見表10。
表10滲水系數和平整度測試結果
由表10可見，采用實施例1的原材料及其配比配制備的水泥乳漿外加劑組合物，添加到水泥乳漿中，處治瀝青路面離析病害效果明顯，處治后的瀝青路面不滲水，改善了瀝青路面平整度，抑制了瀝青路面離析水破壞的發生。
9、試驗結論試驗結果表明，本發明能夠降低水泥乳漿的析水率，提高水泥乳漿的穩定性，明顯改善水泥乳漿的流動性，增加水泥乳漿的滲透性，增加水泥乳漿的早期強度，提高乳漿的后期強度，添加本發明的水泥乳漿制作的試件比普通水泥乳漿制作的試件重量平均增加了29.5g。
權利要求
1.一種水泥乳漿外加劑組合物，其特征在于它是由下述的原料及其重量份配比制成潤濕劑或滲透劑2.5份～5.0份微沫劑或減水劑0.6份～1.2份上述的潤濕劑為低泡潤濕分散劑RFCF-10或JSCF-10低泡潤濕分散劑，滲透劑為快速滲透劑T或JFC滲透劑或滲透劑JFC或GPG快速滲透劑，微沫劑為B-2型微沫劑或天韻微沫劑，減水劑為混凝土外加劑-YF早強高效減水劑或GX-1緩凝超塑高性能減水劑或RH-A高濃萘系高效減水劑或RH-2早強高效減水劑。
2.按照權利要求1所述的水泥乳漿外加劑組合物，其特征在于其中由下述原料及其重量份配比制成潤濕劑或滲透劑2.5份～4.0份微沫劑或減水劑0.6份～0.9份。
3.按照權利要求1或2所述的水泥乳漿外加劑組合物，其特征在于其中由下述原料及其重量份配比制成潤濕劑或滲透劑3.6份微沫劑或減水劑0.6份。
全文摘要
一種水泥乳漿外加劑組合物，由潤濕劑或滲透劑2.5～5.0、微沫劑或減水劑0.6～1.2原料及其重量份配比制成。上述的潤濕劑為低泡潤濕分散劑RFCF－10或JSCF－10低泡潤濕分散劑，滲透劑為快速滲透劑T或JFC滲透劑或滲透劑JFC或GPG快速滲透劑，微沫劑為B－2型微沫劑或天韻微沫劑，減水劑為混凝土外加劑－YF早強高效減水劑或GX－1緩凝超塑高性能減水劑或RH－A高濃萘系高效減水劑或RH－2早強高效減水劑。本發明經實驗室以及現場試驗表明，本發明能降低水泥乳漿的析水率，提高水泥乳漿的穩定性，明顯改善水泥乳漿的流動性，增加水泥乳漿的滲透性和早期強度，提高水泥乳漿的后期強度，可作為水泥乳漿的外加劑用于處治瀝青路面的離析病害。
文檔編號C04B24/00GK1962520SQ200610104998
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月30日 優先權日2006年11月30日
發明者徐培華, 賈曉放, 商博明 申請人:西安公路養護技術工程研究中心