[发明专利]一种水泥混凝土路面快速修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种能够快速修补水泥混凝土路面等土木工程的新型聚合物混凝土砂浆材料的制备方法。

背景技术

改革开放以来，随着国民经济的迅速发展，公路交通量和汽车载重量日趋增加，路面结构的损坏日趋加速，不仅加快了早期修建的旧混凝土路面接近其使用寿命，而且使近年新建的水泥混凝土路面在远未达到其设计年限时就出现了不同程度的损坏。据不完全统计，我国现有的水泥混凝土路面将有20-30％左右都面临着修补和改善。

混凝土路面破损后需进行修补，但由于现在交通网的需求，对在使用的道路进行路面修补时，不允许长时间封闭交通，尤其是高速公路和城市道路。因此，水泥混凝土路面快速修补技术研究仍是今后相当一段长时间内急需研究的课题之一。修补材料必须是一种低收缩率的材料，否则在修补界而会出现较大张力。修补材料的蠕变特性应根据具体使用环境而定，使修补材料和基质材料结合良好，所受的内应力保持在最低的范围内，而且修补材料的热膨胀系数及弹性模量必须优于基质混凝上。因为目前各类修补材料一般都有足够的抗压强度，而实际的修补材料，较易产生张拉应力，所以修补材料必须具备较大的抗拉强度；修补材料和基质混凝土之间的界面粘结一直是修补的薄弱环节，因此修补材料必须具备优良的疲劳强度和较强的粘结力，从而保证修补材料的耐久性；在配筋混凝上，修补材料和基质材料必须具相似的孔隙率和电阻率，如果修补材料的电阻率差异较大，会使基质混凝土区域或修补区域的溶液电位增加，则会产牛钢筋的锈蚀加剧；修补材料必须有较好的化学稳定性，较低的化学活性，不会腐蚀钢筋和发生碱集料反应。

水泥混凝土路面的修补材料，国内外研发多年，技术和工艺不断革新和完善。而近年来，将工业废弃物---粉煤灰应用到高性能混凝土修补材料领域中，不仅变废为宝，提高了资源的有效利用，而且，粉煤灰自身也会增强修补材料的各项性能。

发明内容

本项目正是针对以上问题，利用工业废弃物粉煤灰制造高性能混凝土修补材料。粉煤灰中含有活性SiO₂、活性Al₂O₃和f-CaO(游离氧化钙)等活性的有利成分，硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏(CaSO₄)的形式存在，它对粉煤灰早期强度的发挥有一定作用，因此粉煤灰中的硫对粉煤灰活性也是有利组成。粉煤灰中的钙含量在3％左右，它对胶凝体的形成是有利的。

本发明所要解决的技术问题是：提供一种水泥混凝土路面快速修补用聚合物混凝土砂浆，其采用新型的聚合物混凝土材料，用较廉价的原料、快速修补受损的水泥混凝土路面，减少修补维护时间，降低修补成本。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

木发明涉及一种水泥混凝土路面快速修补用聚合物混凝土砂浆及其制备方法。本材料以工业废料粉煤灰为主要原料，以经过聚氨酯改性的环氧树脂为粘结剂，以经过改性的多元胺为固化剂，添加适量的活性稀释增韧剂，按比例配制而成。具体配比按重量份数计为：粉煤灰(200～300)；聚氨酯改性环氧树脂(100～150)；改性多元胺(100～150)；稀释剂(15～30)；激发剂(5-20)。

粉煤灰的物理化学性质、结构、粒径分布、细度及形貌对粉煤灰产品质量的优劣起重要作用。尽管其具有较高的潜在活性，但由于其颗粒表面较致密，大部分为光滑的玻璃圆球状微珠，需要在激发剂的作用下，才能更好地发挥其火山灰效应。本发明中选取的激发剂为氢氧化钙、硫酸钙、水玻璃、NaCl、锻烧赤泥中的一种或几种或他们的复合物等，并同时根据正交设计原理，优选了各种材料的最佳掺量。

本发明提供的水泥混凝土路面快速修补用聚合物混凝土砂浆按以下方法制成，其步骤包括：

(1)将工业废料粉煤灰、环氧树脂、改性多元胺和活性稀释增韧剂按重量份数计，粉煤灰(200～300)；聚氨酯改性环氧树脂(100～150)；改性多元胺(100～150)；稀释剂(15～30)；激发剂(5-20)。

(2)先通过聚氨酯改性环氧树脂，再将改性后的环氧树脂用活性稀释增韧剂进行稀释和增韧，然后加入改性多元胺固化剂，迅速搅拌均匀后，加入粉煤灰，以及粉煤灰激发剂，再次快速搅匀并立即施工，施工时间控制在10min以内；树脂固化后，便得到聚合物混凝土。

所述聚氨酯改性环氧树脂是通过端异氰酸基聚醚型聚氨酯预聚体对环氧树脂进行改性的。活性稀释增韧剂可采用乙二醇缩水甘油醚。改性多元胺可采用高活性的酚醛胺X-89。