一种道路快速修补材料及其制备方法和应用与流程
本发明属于道路修补材料，具体涉及一种道路快速修补材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、普通的水泥基修补材料施工过程复杂、耗时长、交通封闭时间久，且新旧混凝土的耐久性不太乐观。影响传统修补材料使用寿命的主要原因是基层渗透性和粘结性差，粘结强度只有0.5mpa；受温度和交变应力影响，基层容易开裂，韧性和耐久性差，受上述原因影响，导致整体开裂脱落。
2、目前市场上现有的道路修补材料具有以下不足，第一修补时间相对较长，强度增长缓慢，通常4小时强度难以达到15mpa，很难实现快速通车，有的甚至数天都无法通车。第二道路修补材料存在与基层渗透粘结差的通病，很难与基层进行比较紧密的渗透粘结，往往耐久性差，经多一年的冷热交替的天气影响，常常整体开裂脱落，严重影响修补质量。第三修补后维持时间短，存在陈旧裂缝和温度裂缝无法修复的问题，严重影响交通道路及经济社会发展。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种道路快速修补材料及其制备方法和应用；本发明所述的道路快速修补材料具有早强、抗裂、耐冲击、自流平、常温下快速固化并且与原混凝土粘结性好的特点，4小时抗压强度达到30mpa以上，路面修补4小时便能开放交通；28天抗压强度达到60mpa以上。
2、为了实现上述目的，该道路快速修补材料，以重量份数计，包含以下组分：超细硅酸盐水泥28~34.5份，超细微粉6.0~11.6份，硫铝酸盐水泥10.5~14.5份，粗砂27.0~29.3份，细砂16.5~18.9份，纤维素醚0.01~0.05份，膨胀剂0.07~0.15份，减水剂0.20~0.25份，缓凝剂0.08~0.12份，碳酸锂0.02~0.06份，消泡剂0.10~0.15份，可再分散乳胶粉0.49~0.92份。
3、所述超细硅酸盐水泥31~33份，超细微粉7.0~9.0份，硫铝酸盐水泥11.5~13.0份，粗砂28.0~29.1份，细砂17.9~18.5份，纤维素醚0.02~0.04份，膨胀剂0.08~0.10份，减水剂0.21~0.23份，缓凝剂0.9~0.11份，碳酸锂0.03~0.05份，消泡剂0.11~0.13份，可再分散乳胶粉0.6~0.8份。上述水灰比为0.17：1，水灰比过小导致水化热较大，混凝土易开裂，不利于现场施工操作；水灰比过大会降低混凝土的强度。碳酸锂具有增加强度的作用；砂浆内的纤维素醚溶解在水中，由于表面活性的作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，能防止路面产生裂纹；硫铝酸盐水泥为300目。
4、所述超细微粉由质量百分比为19~21%的矿渣粉、质量百分比为9~11%的一级粉煤灰、质量百分比为0.5~1.5%的dc-c13增强剂、质量百分比为6~8%的pii52.5r水泥和质量百分比为61~63%的复配石膏组成；复配石膏由质量百分比为80%的硫酸钙和质量百分比为20%的氟化氢组成。超细微粉具有填充性好、耐腐蚀和流动性好的特点，同时能调整物料的凝结时间；超细微粉为700~900目，优选的，超细微粉为800目，优选的超细微粉能快速凝固，初凝时间15min，终凝时间50min。
5、所述超细硅酸盐水泥平均粒径为d50=4µm、d95=10µm；比表面积为1150~1250m2/kg；粒度分布为0.2~0.3µm＞3.5%、0.3~1.0µm＞20%、1.0~5.0µm＞70%和5.0~10.0µm＜2.8%。超细硅酸盐水泥具有良好的渗透性，配制成的浆体具有很好的流动性和扩散性。超细硅酸盐水泥为1000～1500目，优选的，超细硅酸盐水泥为1250目；优选的超细硅酸盐水泥颗粒分布均匀、具有抗折和抗压性能，能大幅度提升粘结性和强度。
6、所述粗砂粒径为0.125~0.25mm，细砂粒径为0.075mm~0.1mm；加入不同粗砂和细砂调整材料颗粒级配，增加密实度，获得较高的强度。
7、所述超细硅酸盐水泥强度等级≥75mpa，硫铝酸盐水泥强度等级≥42.5mpa；硫铝酸盐水泥能控制凝结时间，能够将早期强度提高至4～24小时以内。
8、所述膨胀剂为uea膨胀剂，减水剂为聚羧酸减水剂，缓凝剂为柠檬酸钠，消泡剂为聚醚类消泡剂，可再分散乳胶粉为乙烯和醋酸乙烯的共聚物。uea膨胀剂有效补偿快速修补材料的早期收缩，降低使用后的开裂风险。聚羧酸减水剂具有极大的分散性和极高的减水率。柠檬酸钠能改善凝结时间，提高抗拉、抗压和防冻性能，同时方便施工。聚醚类消泡剂能消除浆液中气泡产生，避免了产生气泡影响后期强度情况。再分散乳胶粉为乙烯和醋酸乙烯共聚物具有热塑性材料的特点，与无机材料构成了一个理想的粘结体系，各成分带入其自身的性能并相互取长补短，能提高粘结力、内聚力和耐磨性；回弹深度较小具有较好的耐冲击性能；增强抗折强度和耐久性，以及降低吸水性。
9、纤维素醚溶解于水中，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，防止路面裂纹的产生。
10、本发明还提供一种道路快速修补材料的制备方法，包括如下步骤：
11、（1）将超细硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粗砂、细砂和超细微粉，以90～110r/min的速率搅拌3～5min，混合均匀，得到组分a；
12、（2）将纤维素醚、膨胀剂、聚羧酸减水剂、缓凝剂、聚醚消泡剂、可再分散乳胶粉和碳酸锂，以110～130r/min的速率搅拌3～5min混合，得到组分b；
13、（3）将组分a和组分b以90～110r/min的速率搅拌30～35min，混合均匀，包装并封存三层复膜自封袋中，即得所述的道路快速修补材料。
14、步骤（1）所述搅拌需要用到的搅拌设备包括搅拌箱、搅拌轴、充气箱和风机，搅拌轴设置在搅拌箱内，充气箱的出气口与搅拌箱下部连通，充气箱进气口连接风机，开启风机使物料在搅拌箱内悬浮且充分均化。
15、所述双轴搅拌机的直径700mm，槽体长度3000~4000mm；双轴搅拌机具有高效率、占地面积小、结构紧凑、密封性好、运行稳定、使用寿命长、操作安全简便的优点；所述风机为罗茨风机。
16、所述的包装机为旋转式包装机，旋转式包装机具有自动化程度高、包装速度快、适用于多种类型产品的包装、高安全系数、制袋精度高以及易于操作的优点。三层复膜阀口袋能防止物料受潮凝固。
17、所述快速修补材料用于道路修补，道路快速修补材料施工步骤如下：（1）清理，（2）水润，（3）加入菱形钢网，快速修补材料调配：加水量占修补材料总质量的15%~16%，（4）修补，（5）养护。
18、（1）清理：先将起鼓、脱皮、裂缝破损部位的松动部分剔掉，若剔除不干净会影响后期地面的粘接强度，对低于3mm的部位，过于平整的部位和有油污的部位要进行拉毛处理，拉毛方法用专业凿毛机或人工用电镐凿毛；对底面的浮土杂物清扫干净，用高压水枪冲刷干净，冲刷时应将泥浆冲出作业面并防止回流。
19、（2）水润：用水冲刷干净后应将水保留在作业面3~5min，将作业面充分湿润，直至不再渗水为止（观察没有气泡冒出）施工时必须保持作业面湿润状态，但不能有积水。
20、（3）加入菱形钢网，快速修补材料调配：作业面湿润状态下加入菱形钢网，所述菱形钢网尺寸为20*20*2mm；菱形钢网能增加整体强度，同时对钢筋具有保护性能，能在潮湿基层和潮湿环境下使用，能作为抢修材料；快速修补材料调配：先把水倒入容器内再放入道路快速修补材料，将道路快速修补材料与水混合搅拌，加水量占修补材料总质量的15%~16%，严禁多加水；搅拌时须充分搅拌均匀，观察无干粉气泡即可。
21、（4）修补：将与水混合均匀的道路快速修补材料倒在处理好的作业面上用刮板或抹子摊平；从加水起在30min内完成施工。
22、（5）养护：施工1~2小时内的路面需要喷洒清水保持湿润，通过覆盖湿润的麻布或植物纤维帆布来达到保持湿润的效果，能减少表面温度的升高，防止其过早干裂。
23、包装运输及存贮：采用三层复膜自封袋包装，25kg/袋，保质期为6个月。
24、须贮存于干燥通风的室内，包装袋密闭，注意防潮、防冻。
25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26、（1）本发明所述的道路快速修补材料具有早强、抗裂、耐冲击、自流平、常温下快速固化并且与原混凝土粘结性好的特点，4小时抗压强度达到30mpa以上，路面修补4小时便能开放交通；28天抗压强度达到60mpa以上。
27、（2）本发明所述的道路快速修补材料具有粘接力强、抗剥落、耐久性优异并且热膨胀系数与砼接近；使混凝土路面恢复原有性能，同时具备良好的抗渗性。
28、（3）本发明所述的道路快速修补材料为碱性体系，与水泥相容性好且对钢筋无锈蚀；菱形钢网能增加整体强度，同时对钢筋具有保护性能，能在潮湿基层和潮湿环境下使用。
29、（4）本发明所述的道路快速修补材料对人体无毒害作用且具有不燃的特性，安全环保、储存和运输方便。
技术特征：
1.一种道路快速修补材料，其特征在于，以重量份数计，包含以下组分：超细硅酸盐水泥28~34.5份，超细微粉6.0~11.6份，硫铝酸盐水泥10.5~14.5份，粗砂27.0~29.3份，细砂16.5~18.9份，纤维素醚0.01~0.05份，膨胀剂0.07~0.15份，减水剂0.20~0.25份，缓凝剂0.08~0.12份，碳酸锂0.02~0.06份，消泡剂0.10~0.15份，可再分散乳胶粉0.49~0.92份。
2.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，以重量份数计所述超细硅酸盐水泥31~33份，超细微粉7.0~9.0份，硫铝酸盐水泥11.5~13.0份，粗砂28.0~29.1份，细砂17.9~18.5份，纤维素醚0.02~0.04份，膨胀剂0.08~0.10份，减水剂0.21~0.23份，缓凝剂0.9~0.11份，碳酸锂0.03~0.05份，消泡剂0.11~0.13份，可再分散乳胶粉0.6~0.8份。
3.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，所述超细微粉由质量百分比为19~21%的矿渣粉、质量百分比为9~11%的一级粉煤灰、质量百分比为0.5~1.5%的dc-c13增强剂、质量百分比为6~8%的 pⅰⅰ52.5r水泥和质量百分比为61~63%的复配石膏组成。
4.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，所述超细硅酸盐水泥平均粒径为d50=4µm、d95=10µm；比表面积为1150~1250m2/kg。
5.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，所述粗砂粒径为0.125~0.25mm，细砂粒径为0.075mm~0.1mm。
6.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，所述超细硅酸盐水泥强度等级≥75mpa，硫铝酸盐水泥强度等级≥42.5mpa。
7.根据权利要求1所述的一种道路快速修补材料，其特征在于，所述膨胀剂为uea膨胀剂，减水剂为聚羧酸减水剂，缓凝剂为柠檬酸钠，消泡剂为聚醚类消泡剂，可再分散乳胶粉为乙烯和醋酸乙烯的共聚物。
8.一种权利要求1~7任一项所述的道路快速修补材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种道路快速修补材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌需要用到的搅拌设备包括搅拌箱（1）、搅拌轴（2）、充气箱（5）和风机（6），搅拌轴（2）设置在搅拌箱内，充气箱（5）的出气口（4）与搅拌箱（1）下部连通，充气箱进气口（3）连接风机（6），开启风机（6）使物料在搅拌箱（1）内悬浮且充分均化。
10.权利要求1~7任一项所述的一种道路快速修补材料的应用，其特征在于，所述快速修补材料用于道路修补。
技术总结
一种道路快速修补材料及其制备方法和应用，属于道路修补材料技术领域。所述道路快速修补材料，以重量份数计，包含以下组分：超细硅酸盐水泥28~34.5份，超细微粉6.0~11.6份，硫铝酸盐水泥10.5~14.5份，粗砂27.0~29.3份，细砂16.5~18.9份，纤维素醚0.01~0.05份，膨胀剂0.07~0.15份，减水剂0.20~0.25份，缓凝剂0.08~0.12份，碳酸锂0.02~0.06份，消泡剂0.10~0.15份，可再分散乳胶粉0.49~0.92份。本发明所述的道路快速修补材料具有早强、抗裂、耐冲击、自流平、常温下快速固化并且与原混凝土粘结性好的特点，4小时抗压强度达到30MPa以上，路面修补4小时便能开放交通；28天抗压强度达到60MPa以上。
技术研发人员：邓强,郝明,王俊超,徐建民,梁立福
受保护的技术使用者：山东东华科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5