超细水泥用于水泥混凝土路面裂缝处理的研究

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1、超细水泥用于水泥混凝土路面裂缝处理的研究发布时间：2007-03-02作者：王道平，张湘伟，孙南屏，张荣辉摘要：水泥混凝土路面在使用过程中常出现由路而板脫空引起的开裂.本文通过分析水泥混凝土路而板由脱空引起的混凝土裂缝的原因，采取灌浆技术来解决此类病害•并阐述了灌浆加固机理。室内试验结果表明，超细水泥的各项性能较普通水泥优越，能渗入细微裂缝，是优良的灌浆材料。将超细水泥应用到实际工程中，对灌浆实施步骤进行了较详细的介绍与分析，且最后测试结果比较理想。水泥混凝上路面是我国公路路面的主要形式之一，在我国公路网构成屮占有较大比重。它具有强度高、

2、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点。但水泥混凝土路面接缝较多,对超载较为敏感，易发生脱空、唧泥、裂缝等早期病害，从而导致路面的破损。随着国民经济的发展，近年来，由于交通量增、汽车轴载日益重型化或道路设计施工等方面的原因，路面经常过早出现裂缝。如果路面裂缝修补不及时，雨水从裂缝处渗入基层,渗入的水将在板下形成积水（自由水），积水与基层材料中的细料形成泥浆，在车辆行驶作用下，沿面板接缝缝隙处喷溅出来，形成唧泥。唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空，脱空又加剧裂缝的发展。这样周而复始，恶性循环，最终导致路面的损坏。目前，国内对水泥混凝土路面裂缝

3、早期处理不够重视，直到裂缝增大到一定程度，才采取一些补救措施。有些直至完全损坏，才进行整块换板处理。但这样造价很高，不经济，而且打碎的水泥混凝土块无处安置，影响环境。为了防止裂缝继续扩大，影响路面的使用性能，必须采取适当的补救措施。1灌缝加固机理及材料选择在现有水泥混凝土路面设计理论中，把水泥混凝土板看作是小挠度弹性薄板，其假定条件是面板与地基间完全接触（不脱空）。水泥混凝土板是一种准脆性材料，抗压强度高、抗弯拉性能差。在正常情况下，面板均匀支承时，无论荷载作用在什么位置，应力都较小。而一旦脱空，板角处由于基础支撑的丧失，处于悬臂状态，板

4、内将产生过大的应力、剪力，水泥混凝土板很快达到受力极限。水泥混凝土面板灌浆是通过注浆管，施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基（垫）层、裂缝屮，以充填、渗透、挤密等方式，赶走板底、基层裂隙屮的积水、空气后占据英位置，经人工控制--段时间后，浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体，形成一个良好的“结石体”。瀬浆改善了板底原有受力状态，恢复了板体与地基的连续性，达到加固基础,治理病害的目的。目前在处理水泥混凝土路面脱空板时，采用板底灌浆的灌浆材料通常是普通硅酸盐水泥，且在技术方面有一定的研究，已取得不错效果，但同吋存在一些问题。若采用普通硅

5、酸盐水泥进行灌浆封缝，由于有些裂缝细微（小于0.05伽），普通硅酸盐水泥粒径过大，无法完全填满细微裂缝，水分仍能够渗入，在车辆动力荷载作用下，易引起唧泥，达不到预期的目的。若采用化学浆液封缝，效果是不错，但是价格很贵，不经济，而且有毒性，対环境易造成不良影响。因此有必要采用一种无毒的、经济的材料封缝，超细水泥这种新型、无毒、粒径超细的无机材料成为首选。2材料性能试验2.1原材料（1）超细水泥（MFC-GM）o广东省江门市中建科技开发有限公司生产，其物理性能及化学成份分别见表1与表2。（2）普通硅酸盐水泥。珠江水泥厂生产的珠江牌42.5级普

6、通硅酸盐水泥。（3）水。自来水，满足水泥昆凝土拌和用水技术要求。（4）砂。中国ISO标准砂。2.2灌浆材料性能测试2.2.1材料的抗折、抗压强度对比灌浆材料必须要有一定的抗折、抗圧强度，才能满足工程需要。对MFC-GM与普通硅酸盐水泥进行抗折、抗压强度对比试验，采用标准胶砂试件测试。胶砂强度试验材料配比为W（水）：C（水泥）：5（标准砂）一0・5：1：2.75（质量比），其测试结果分别见图1、图2；由图1、图2可知，在相同的养护条件、相同龄期下，超细水泥的抗折、抗压强度较普通硅酸盐水泥高，能更好地满足工程需要。2.2.2浆体的流动性在进行

7、灌浆时，浆体的流动性是一个很重要的评价指标，流动性能越好，灌浆效果越好。MFC-GM浆体与普通硅酸盐水泥浆体相比，其流动性明显提高，其可灌性更佳，且MFC-GM流动性随水灰比增加而显著增大，试验结果见图3。2.2.3净浆渗透性能与水灰比的关系由于超细水泥是一种新型材料，其相关标准还不成熟，该试验采用的渗透仪仿照基马式渗透仪制造，如图4所示。仪器主要由筒身、渗透板、可动底座组成，筒身为透明玻璃，内直径尺寸为50mm,高400mm,体积785ml；渗透板高65mm,共330个孔,孔径3nun。测试时，在渗透仪筒内先加入ISO标准砂，再灌入配好

8、的浆体，在常压下静置15min后，量取浆体渗入砂中的深度，以此评价浆体的渗透性能。试验结果如图5,由图易见，在相同水灰比条件下，MFC—GM的渗透性能大大优于普通水泥。2.2.4净浆强度与水灰