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1、(10)申请公布号 CN 102924013 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102924013 A *CN102924013A* (21)申请号 201210454952.1 (22)申请日 2012.11.14 C04B 28/04(2006.01) (71)申请人 上海弘路建设发展有限公司 地址 201418 上海市奉贤区海湾旅游区六号 新村 278 号 -3 申请人 上海建研建材科技有限公司 上海市奉贤区公路管理署 (72)发明人 张煜 王国友 杨利香 陈海燕 王琼 胡怀 杨文欢 (74)专利代理机构 上海世贸专利代理有限责任 公司 31128 代理人 叶克英 (5。
2、4) 发明名称 路用快凝无机注浆材料 (57) 摘要 本发明提供了一种路用快凝无机注浆材料及 其制备方法， 所述路基加固用注浆材料， 包括硅酸 盐水泥、 添加剂和水 ； 以硅酸盐水泥的重量为基 准， 所述添加剂包括如下重量百分比的组分 ： 缓 凝剂13， 减水剂0.5%3%， 膨胀剂2%10%， 矿 物外加剂 050%， 胶凝材料与水的重量比为 ： 胶凝 材料水10.400.45 ； 所述胶凝材料为硅 酸盐水泥和矿物外加剂。本发明针对市政工程的 修补需求， 结合已有注浆材料的优缺点， 适应于路 基加固， 强度高、 稳定性好、 流动性好、 耐久性好， 早期无收缩， 原材料丰富， 价格价廉， 经济。
3、价值显 著， 能实现固体废弃物的资源化利用， 解决了固体 废弃物侵占土地， 污染环境的问题， 具有一定的社 会意义。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 包括硅酸盐水泥、 添加剂和水 ； 以硅酸盐水泥的重量为基准， 所述添加剂包括如下重量百分比的组分 ： 缓凝剂 1 3 减水剂 0.5%3% 膨胀剂 2%10% 矿物外加剂 050% 胶凝材料与水的重量比为 ： 胶凝材料水 1 0.40 0。
4、.45 ； 即一份胶凝材料， 0.40 0.45 份水 ； 所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿物外加剂。 2. 根据权利要求 1 所述的路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 以硅酸盐水泥的重量 为基准， 所述添加剂包括如下重量百分比的组分 ： 缓凝剂 1%2 减水剂 1%2% 膨胀剂 2%5% 矿物外加剂 550%。 3.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 所述的缓凝剂选自 多聚磷酸盐类缓凝剂、 偏磷酸盐类缓凝剂、 磷酸盐类缓凝剂、 硼酸盐类缓凝剂或柠檬酸盐类 缓凝剂中的一种或几种。 4.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 所述减水剂为木钙 减水剂。
5、、 萘系高效减水剂、 聚羧酸系高效减水剂、 三聚氰胺系减水剂中的一种或几种。 5.根据权利要求1或2所述的路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 所述膨胀剂为硫铝 酸盐类膨胀剂、 石灰系膨胀剂、 铁粉或氧化镁系膨胀剂中的一种或几种。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的路用快凝无机注浆材料， 其特征在于， 所述矿物外加剂 为燃煤电厂排出的粉煤灰、 脱硫石膏， 钢铁冶炼废渣、 化工硅质废料中的一种或几种。 7. 一种制备权利要求 1 6 任一项所述路用快凝无机注浆材料的方法， 其特征在于 ： 将各粉状物料按配比混合均匀， 加入水充分搅拌， 使用水泥砂浆稠度漏斗测试混合料的流 动度， 控制流动度 。
6、17S。 权 利 要 求 书 CN 102924013 A 2 1/5 页 3 路用快凝无机注浆材料 技术领域 0001 本发明涉及一种路用快凝无机注浆材料。 背景技术 0002 随着社会和经济的发展， 我国公路建设大规模的增加。 “十一五” 期间， 我国新建 公路， 包括高速公路、 一级公路、 二级公路、 其他公路， 共达 231.5 万 km， 上海地区新建高速 公路 343km， 改建高速公路 220km。根据 “十二五公路建设规划” ， 本市将新建高速公路约 200km， 国省干线公路约 1000km。 0003 随着公路建设如火如荼地开展、 公路里程大规模地增加， 公路对道路基层材料。
7、， 特 别是路基的质量要求进一步提高。但由于设计、 施工等存在先天缺陷 （包括 ： 路基土体含水 量大， 未达到设计密实度 ； 路基地基未经过处理或处理不彻底， 存在软弱下卧层等） ， 公路投 入运营不久， 局部地方出现路基沉陷、 路堤滑移、 路面破坏等问题， 威胁到车辆行使的安全， 已成为一种比较常见的病害。 0004 上海地区属于软土路基， 这种公路病害更为常见。 对于此类道路破损， 仅采用面层 修补无法根本改变道路的状况， 应对其路基进行加固处理， 提高路基的承载能力。 0005 道路非开挖注浆加固法， 是一种常用的处治方法， 通过把注浆材料注入路基的裂 缝或孔隙中， 起到加固作用， 提。
8、高路基的承载能力。其具有工期短， 扰动小， 见效快， 不中断 交通， 不受气候影响， 施工设备、 工艺简单等优点。 0006 目前市场上的注浆材料， 一般存在凝结时间不易控制、 强度稳定性差、 价格昂贵等 问题， 迫切需要开发性能优越的新的注浆材料， 以满足相关领域的需要。 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种路用快凝无机注浆材料， 以克服现有技术存在的缺陷， 满足市政工程的修补需求。 0008 本发明所述的路用快凝无机注浆材料， 包括硅酸盐水泥、 添加剂和水 ； 0009 以硅酸盐水泥的重量为基准， 所述添加剂包括如下重量百分比的组分 ： 0010 0011 胶凝材料与水的重量比为 ：。
9、 0012 胶凝材料水 1 0.40 0.45， 即一份胶凝材料， 0.40 0.45 份水 ； 0013 所述胶凝材料为硅酸盐水泥和矿物外加剂 ； 说 明 书 CN 102924013 A 3 2/5 页 4 0014 优选的， 以硅酸盐水泥的重量为基准， 所述添加剂包括如下重量百分比的组分 ： 0015 0016 所述的缓凝剂选自多聚磷酸盐类缓凝剂、 偏磷酸盐类缓凝剂、 磷酸盐类缓凝剂、 硼 酸盐类缓凝剂或柠檬酸盐类缓凝剂中的一种或几种， 可采用商业化产品， 如多聚磷酸盐类 缓凝剂、 偏磷酸盐类缓凝剂、 磷酸盐类缓凝剂、 硼酸盐类缓凝剂、 柠檬酸盐类缓凝剂 ； 0017 所述减水剂为木钙减。
10、水剂、 萘系高效减水剂、 聚羧酸系高效减水剂、 三聚氰胺系减 水剂中的一种或几种 ； 如木钙减水剂、 萘系高效减水剂、 聚羧酸系高效减水剂、 三聚氰胺系 减水剂 ； 0018 所述膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、 石灰系膨胀剂、 铁粉或氧化镁系膨胀剂中的一 种或几种， 含碱量小于 0.75%， 氯离子含量小于 0.05% ； 如硫铝酸盐类膨胀剂、 石灰系膨胀 剂、 氧化镁系膨胀剂 ； 0019 所述矿物外加剂为燃煤电厂排出的粉煤灰、 脱硫石膏， 钢铁冶炼废渣、 化工硅质废 料中的一种或几种 ； 0020 上述路用快凝无机注浆材料的配制方法如下 ： 0021 将硅酸盐水泥、 添加剂和水搅拌混合即可， 。
11、使用水泥砂浆稠度漏斗测试混合料的 流动度， 控制流动度 17S ； 0022 本发明技术方案具有以下有益效果 ： 0023 1、 本发明针对市政工程的修补需求， 结合已有注浆材料的优缺点， 适应于路基加 固， 强度高、 稳定性好、 流动性好、 耐久性好， 早期无收缩。 0024 2、 该路用快凝无机注浆材料原材料丰富， 价格价廉， 经济价值显著。 0025 3、 本发明能实现固体废弃物的资源化利用， 解决了固体废弃物侵占土地， 污染环 境的问题， 具有一定的社会意义。 附图说明 0026 图 1 为 UEA 膨胀剂掺量对注浆材料流动度的影响。 0027 图 2 为 UEA 膨胀剂掺量对注浆材料。
12、凝结时间的影响。 0028 图 3 为 UEA 膨胀剂掺量对注浆材料抗压强度的影响。 0029 图 4 为粉煤灰掺量对注浆材料流动度的影响。 0030 图 5 为粉煤灰掺量对注浆材料凝结时间的影响。 0031 图 6 为粉煤灰掺量对注浆材料抗压强度的影响。 0032 图 7 为土体固结体 7d、 28d 抗压强度。 具体实施方式 说 明 书 CN 102924013 A 4 3/5 页 5 0033 以下参照实施例， 对本发明作进一步详细、 完整的说明。但应当认为， 实施例仅是 说明性， 而不应对本发明的保护范围起限制作用。 0034 以下实施案例中水泥符合GB175-2007国家标准要求， 。
13、所用的水PH值为中性的水， 所用的膨胀剂中含碱量小于 0.75%， 氯离子含量小于 0.05%。 0035 实施例 1 0036 固定水泥、 粉煤灰、 减水剂、 缓凝剂组分的掺量不变， 改变 UEA 膨胀剂掺量， 研究其 掺量变化对注浆材料性能的影响， 具体配合比见表 3。 0037 表 3 水泥基注浆材料的配合比 0038 0039 测试结果如图 13 所示， 试验表明 ： 0040 1）随着 UEA 膨胀剂掺量的增多， 注浆材料流动度呈减小的趋势， 流动度最大为 17.2S， 但均满足实验要求 ； 凝结时间逐渐延长， UEA 膨胀剂掺量为 8% 时， 注浆材料的初凝时 间延长至 1h45m。
14、in， 不符合实验要求凝结时间 （初凝） 90min。 0041 2） 随着 UEA 膨胀剂掺量的增多， 注浆材料的抗压强度先增加， 再逐渐降低， 当 UEA 膨胀剂掺量为 5% 时， 注浆材料 1d、 7d、 28d 抗压强度达到最高， 分别为 24.7MPa、 36.7MPa、 42.5MPa。 0042 3） UEA 膨胀剂的掺加能一定程度改善注浆材料的泌水现象和早期收缩性能， 当 UEA 膨胀剂掺量为 5% 时， 注浆材料泌水现象缓解， 早期无收缩， 当 UEA 膨胀剂掺量超过 5%， 则出现微膨胀。 0043 综合考虑注浆材料的流动度、 早期收缩、 泌水、 凝结时间、 UEA 膨胀剂。
15、的适宜掺量为 5%。 0044 实施例 2 0045 固定水泥、 三聚氰胺减水剂、 柠檬酸钠缓凝剂三种组分的掺量不变， 研究粉煤灰掺 说 明 书 CN 102924013 A 5 4/5 页 6 量对注浆材料性能的影响， 具体配合比见表 4， 试验结果如图 4 图 6 所示。 0046 表 4 粉煤灰掺量对注浆材料影响的配合比 0047 0048 根据图4图6可得， 随着粉煤灰掺量的增加， 注浆材料流动度减小， 凝结时间逐渐 延长， 1d、 7d、 28d 抗压强度均呈降低趋势。同时粉煤灰的掺加易引起注浆材料泌水， 掺量愈 多， 泌水现象愈严重。粉煤灰掺量 5% 时， 注浆材料流动度为 16.。
16、0s， 初凝时间 95min， 终凝 时间 111min， 1d、 7d、 28d 抗压强度分别为 28.2MPa、 39.1MPa、 49.8MPa， 均满足基层加固用注 浆材料的要求 ； 粉煤灰掺量 20% 时， 注浆材料流动度为 17.0s， 初凝时间 115min， 终凝时间 122min， 7d、 28d抗压强度分别达到30.6MPa和38.2MPa， 性能满足路用快凝无机注浆材料的 要求。 0049 根据试验结果， 粉煤灰的适宜添加量为 5 30% ； 0050 选定表 4 中 C 组作为路用快凝无机注浆材料的配合比， 研究其土体固结体的力学 性能。其中土体选用砂土 ； 固结体配合。
17、比如表 5 所示， 固结体抗压强度试验结果如图 7 所 示。 0051 表 5 注浆材料固结体的配合比 0052 说 明 书 CN 102924013 A 6 5/5 页 7 0053 注 ： 浆体掺量表示当土体或三渣材料质量为 “1” 时， 注浆材料浆体取代土体材料 的质量百分数。 0054 由图 7 可知， 注浆材料土体固结体随着注浆材料掺量的增多， 其 7d、 28d 抗压强度 增大。当浆体材料掺量为 20% 时， 注浆材料土体固结体 7d、 28d 抗压强度分别达到 2.13MPa 和3.86Mpa。 在奉贤区惠州路混凝土面层下进行注浆试验， 施工方普遍反映路用快凝无机注 浆材料工程应用效果良好。 说 明 书 CN 102924013 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102924013 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102924013 A 9 3/4 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102924013 A 10 4/4 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 102924013 A 11 。