一種水泥混凝土路面修補材料及水泥混凝土路面修補方法技術

本發明專利技術涉及一種水泥混凝土路面修補材料及水泥混凝土路面修補方法，該修補材料包括以下組分：硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土、粉煤灰、堿激發劑、細集料、粗骨料、聚羧酸減水劑、聚氧化乙烯膠粉、乙烯?醋酸乙烯共聚物膠粉、有機無機復合纖維、調凝劑；水的用量控制水膠比為0.35?0.4。該修補材料具有快硬早強的特點和優異的力學性能和耐久性；采用該修補材料對水泥混凝土路面的裂縫和破損處進行修補，施工工藝簡單快捷，無需長時間的專門維護，工作效率高，在修補8h?24h即可開放交通；新舊混凝土結合強度高，經過長時間反復凍融，無再次開裂或破損現象，并能維持較高的粘結強度，延長了水泥混凝土路面的使用壽命。

A cement concrete pavement repair material and cement concrete pavement repair method

The invention relates to a repairing material of cement concrete pavement and cement concrete pavement repair method, the repair material comprises the following components: Portland cement, sulphoaluminate cement, fly ash and metakaolin and alkali activator, fine aggregate, coarse aggregate, polycarboxylate superplasticizer, poly ethylene oxide powder, ethylene vinyl acetate copolymer organic inorganic composite powder, fiber, retarder; dosage of water to control the water cement ratio is 0.35 0.4. The repair material has the characteristics of high early strength and excellent mechanical performance and durability; using the crack repair material for cement concrete pavement damage and repair, construction process is simple, without special maintenance needs long time, high work efficiency, in the repair of 8h 24h can open to traffic; the combination of new and old concrete high strength, long time after repeated freezing and thawing, again without cracking or breakage, and can maintain higher bond strength, prolongs the service life of cement concrete pavement.

【技術實現步驟摘要】
一種水泥混凝土路面修補材料及水泥混凝土路面修補方法
本專利技術屬于混凝土路面修補
，具體涉及一種水泥混凝土路面修補材料，同時還涉及一種采用該修補材料的水泥混凝土路面修補方法。
技術介紹
水泥混凝土是指由水泥、砂、石等用水混合結成整體的工程復合材料，一般是用水泥作膠凝材料，砂、石作集料，與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合，經攪拌、成型、氧化而得。水泥混凝土路面是指以水泥混凝土為主要材料做面層的路面，是高等級路面的主要結構形式之一，在各級公路中被廣泛采用。水泥混凝土路面具有剛度大、承載能力強、疲勞壽命長、耐水、耐高溫、耐久性好、材料來源廣泛、經濟性好等優點，在我國的高速公路和城市道路中，水泥混凝土路面占有很大的比重。但是，隨著公路交通量的增大、路面超載荷情況增多及行車速度的加快，大部分水泥混凝土路面在使用過程中，會產生裂縫及不同程度的破損情況，影響路面的平整度和行車的舒適性；如果不及時進行路面修補，車輛的反復碾壓會使情況日益嚴重，裂縫發育或破損形成凹陷，影響行車安全甚至發生交通事故，最終使得路基沉降從而報廢整段公路路面。因此，水泥混凝土路面的裂縫及破損處需要及時進行修補。出于成本的考慮，常規的修補方法是將破損的混凝土去掉，用與原路面的設計標號相同或高標號的普通混凝土進行修補，但新混凝土收縮大，易導致修補后出現收縮開裂；普通混凝土粘結強度低，在新舊混凝土界面以出現結合部開裂；養護期長，開放交通的時間長。為了不因長期封閉道路造成經濟損失以及影響人們出行，目前的高速公路、城市道路等交通樞紐對修補后的水泥混凝土路面開放交通的時間要求越來越短，這就要求修補材料凝結固化時間短、快硬早強，同時具有良好的力學強度和耐久性，滿足其使用需求。目前，國內外開發的快速修補材料種類繁多，大致分為無機修補材料和有機修補材料。無機修補材料一般為特種水泥或普通硅酸鹽水泥摻早強劑，其特點是脆性大、抗壓強度較高但抗拉強度低，粘結強度低、耐久性欠佳，用于水泥混凝土路面修補，很容易發生二次破壞。有機修補材料主要為環氧樹脂類、聚氨酯類，盡管其粘結強度高、抗蝕性和抗滲性較好，但是其耐疲勞性、耐沖擊性差，容易老化，成本高，實際的修補效果并不理想。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水泥混凝土路面修補材料，快硬早強，同時具有良好的力學強度和耐久性。本專利技術的第二個目的是提供一種采用上述修補材料的水泥混凝土路面修補方法。為了實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：一種水泥混凝土路面修補材料，包括以下重量份數的組分：硅酸鹽水泥48-52份、硫鋁酸鹽水泥18-22份、偏高嶺土18-22份、粉煤灰8-12份、堿激發劑25-30份、細集料130-160份、粗骨料270-280份、聚羧酸減水劑0.8-1.5份、聚氧化乙烯膠粉1.5-2.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉0.8-1.0份、有機無機復合纖維2-4份、調凝劑0.2-0.4份；水的用量控制水膠比為0.35-0.4。所述堿激發劑為水玻璃，事先采用氫氧化鈉將水玻璃的模數調至1.1-1.4。所述水膠比中的“膠”指膠凝材料，計算為硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土與粉煤灰的質量之和；水膠比中的“水”是指水玻璃中的自由水與外加水的質量之和。因此，在計算外加水的量時，根據水膠比計算總水量，減去水玻璃中含自由水的量即可。所述細集料為細度模數為2.6-2.8的中砂；所述粗集料為粒徑為4-10mm的連續級配碎石。所述有機無機復合纖維為聚丙烯纖維與鋼纖維的質量比為4:1的混合物；所述聚丙烯纖維的長度為10-15mm，長徑比為500-1000；所述鋼纖維的長度為15-20mm，長徑比為50-100。所述調凝劑為葡萄糖酸鈣與氯化鈣的質量比為(1-2):(4-5)的混合物。上述的水泥混凝土修補材料是由以下方法制備的：取水玻璃，加入氫氧化鈉并攪拌溶解，將水玻璃的模數調至1.1-1.4，得堿激發劑；取配方量的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土、粉煤灰、細集料、粗骨料、聚氧化乙烯膠粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉、有機無機復合纖維、堿激發劑與水混合攪拌，攪拌過程中加入配方量的聚羧酸減水劑和調凝劑，混合均勻后即得修補材料。一種上述的水泥混凝土路面修補材料的水泥混凝土路面修補方法，包括下列步驟：1)對水泥混凝土路面裂縫或破損處周邊進行敲打，敲掉虛浮的混凝土塊，沿工作面周圍進行切割形成坑槽，保證坑槽的槽口為規則的幾何形狀，切割的槽邊與路中心線平行或垂直；2)清除坑槽內的混凝土塊及雜物，平整坑槽側壁及底面；3)在坑槽側壁及底面上涂抹或注射灌縫膠，使灌縫膠填充并封堵坑槽側壁及底面上的裂縫；4)向坑槽內澆筑所述修補材料，插搗密實并平整，使其與原水泥混凝土路面齊平，自然養護即可。步驟1)在切割時，切割處距離裂縫或破損處邊緣外至少10cm。步驟2)中，保證坑槽的深度不小于8cm。如坑槽深度大于15cm，采用分層澆筑的方式進行坑槽充填，必要時在槽底鋪設鋼筋格柵以加強。本專利技術的水泥混凝土路面修補材料，采用硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土和粉煤灰復配做為膠凝材料，其中硫鋁酸鹽水泥具有快硬低堿度的特點，少量摻雜能提高混凝土的快凝特性；硅酸鹽水泥作為主要的膠凝材料，偏高嶺土與粉煤灰為硅鋁質摻合料，經過堿激發劑激發形成地聚合物膠凝材料，水泥中的鈣元素和硅元素參與地聚合物的聚合反應，促進其凝結與硬化，多種膠凝材料復配使用，保證混凝土早期的高強度和后期強度的穩定增長。在水泥混凝土中摻入聚氧化乙烯膠粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉和有機無機復合纖維，聚合物同時以膠粉和纖維的形式摻入混凝土，在鋼纖維有效提高修補材料的力學性能的基礎上，抑制修補材料在凝結硬化前的塑形開裂，提高修補混凝土的抗開裂性能，減小干縮；聚合物膠粉采用聚氧化乙烯膠粉與乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉復配，一方面改善修補材料在新舊混凝土界面處的粘結能力，提高界面粘結強度，另一方面使修補材料具有良好的抗凍融循環破壞能力，獲得優異的耐久性。本專利技術的水泥混凝土路面修補材料，采用硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、偏高嶺土、粉煤灰、堿激發劑、細集料、粗骨料、聚羧酸減水劑、聚氧化乙烯膠粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉、有機無機復合纖維、調凝劑與水摻和而成，具有快硬早強的特點，作為一種新型的水凝混凝土材料，具有優異的力學性能和耐久性；采用該修補材料對水泥混凝土路面的裂縫和破損處進行修補，施工工藝簡單快捷，無需長時間的專門維護，工作效率高，在修補8h-24h即可開放交通；新舊混凝土結合強度高，經過長時間的凍融試驗驗證，無再次開裂或破損現象，并能維持較高的粘結強度，提高了水泥混凝土路面的使用壽命。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術做進一步的說明。具體實施方式中，所用硅酸鹽水泥為42.5R的普通硅酸鹽水泥(市售)，w(CaO)＝58.15％，w(SiO2)＝22.64％；所用硫鋁酸鹽水泥為低堿42.5級硫鋁酸鹽水泥，購自唐山北極熊建材有限公司；所用偏高嶺土來自河南開封奇明耐火材料有限公司，w(SiO2)＝52.76％，w(Al2O3)＝41.80％；所用粉煤灰為II級粉煤灰，w(SiO2)＝35.56％，w(Al2O3)＝22.38％；所用水玻璃為市售商品，模數為2.47，含水率為50.4％，w(SiO2)＝29.81％，w(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：包括以下重量份數的組分：硅酸鹽水泥48?52份、硫鋁酸鹽水泥18?22份、偏高嶺土18?22份、粉煤灰8?12份、堿激發劑25?30份、細集料130?160份、粗骨料270?280份、聚羧酸減水劑0.8?1.5份、聚氧化乙烯膠粉1.5?2.5份、乙烯?醋酸乙烯共聚物膠粉0.8?1.0份、有機無機復合纖維2?4份、調凝劑0.2?0.4份；水的用量控制水膠比為0.35?0.4。

【技術特征摘要】
1.一種水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：包括以下重量份數的組分：硅酸鹽水泥48-52份、硫鋁酸鹽水泥18-22份、偏高嶺土18-22份、粉煤灰8-12份、堿激發劑25-30份、細集料130-160份、粗骨料270-280份、聚羧酸減水劑0.8-1.5份、聚氧化乙烯膠粉1.5-2.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠粉0.8-1.0份、有機無機復合纖維2-4份、調凝劑0.2-0.4份；水的用量控制水膠比為0.35-0.4。2.根據權利要求1所述的水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：所述堿激發劑為水玻璃，事先采用氫氧化鈉將水玻璃的模數調至1.1-1.4。3.根據權利要求1所述的水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：所述細集料為細度模數為2.6-2.8的中砂；所述粗集料為粒徑為4-10mm的連續級配碎石。4.根據權利要求1所述的水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：所述有機無機復合纖維為聚丙烯纖維與鋼纖維的質量比為4:1的混合物；所述聚丙烯纖維的長度為10-15mm，長徑比為500-1000；所述鋼纖維的長度為15-20mm，長徑比為50-100。5.根據權利要求1所述的水泥混凝土路面修補材料，其特征在于：所述調凝劑為葡萄糖酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建州，
申請(專利權)人：李建州，
類型：發明
國別省市：河南,41