[发明专利]基于磷酸钾镁水泥无砟轨道无机快速修补材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于磷酸钾镁水泥无砟轨道无机快速修补材料，含有的组分及质量百分比如下：磷酸钾镁水泥基胶凝剂粉料58～64；石英砂35～41；聚丙烯纤维0.8～1.0；磷酸钾镁水泥基胶凝剂粉料含有的组分及质量百分比包括：磷酸钾镁水泥88～92；硅灰粉7.7～11.7；木质素磺酸盐0.2～0.3；磷酸钾镁水泥含有的组分及质量百分比包括：过烧氧化镁粉70～75；磷酸二氢钾17～22；复合缓凝剂7～12；复合缓凝剂由硼砂、十二水合磷酸氢二钠、无机氯盐和聚磷酸盐构成。本发明制备的磷酸钾镁水泥基快速修补材料具有凝结硬化快、早期强度高、体积稳定性强、耐磨性强、粘结性好等特点，其与旧混凝土粘结性强、相融性较高，该发明制备工艺简单、使用方便、节能环保。

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，尤其是一种基于磷酸钾镁水泥无砟轨道无机快速修补材料及其制备方法。

背景技术

无砟轨道以其高整体性、高平顺性、较高的稳定性、较轻的重量、耐久性好、维修较少、速度高、能耗低、污染轻等一系列优点，被广泛应用于高速铁路轨道工程中。目前，我国修建的高铁均采用自主研发的CRTSⅢ型无砟轨道，轨道结构是由预制钢筋混凝土轨道板支撑钢轨的构件，自密实混凝土填充在轨道板和混凝土底座基础之间，施工过程构成的材料种类较多，且操作环境相对复杂，伴随着动态载荷与周围环境载荷的多场耦合情况，因此破坏失效的机理和动态性能的演化机制相对复杂，基础理论方面也尚未成熟，许多关键技术问题仍期待科研工作者去解决，尤其是随着服役年限的增加，混凝土的结构不可避免的出现破损状况。

混凝土结构的修补材料主要性能指标含括以下几个方面：凝结硬化后浆体与原混凝土的粘结强度、弹性模量、收缩系数、良好的耐久性等等。

无砟轨道结构的损伤修复必须坚持以下原则：

(1)快速抢修，无砟轨道结构的治理维修工作必须保证在天窗期4h以内完成，否则将对列车的正常运行带来不良的影响；

(2)重复维修性，修补材料应兼具耐久性和可维修性，确保修补后的服役混凝土再次出现伤损时可以完全祛除修补部位或基于再次破损的部位反复维修；

(3)优良的融合性，修补受损部位必须保证新旧材料的之间优良的融合性。

目前，国内针对破损混凝土结构的修补、加固、防护主要以有机环氧类砂浆为主，但凝结硬化后的环氧类砂浆脆性大、耐酸碱性较差、耐高温性较差，且随着服役年限的增加、环境的变化环氧类砂浆的老化问题已经成为不争的事实。因此，研制一种与原混凝土结构粘结强度大、机械强度高、施工快捷方便、固化快、原料来源丰富和价格低廉的新型无机胶凝材料必有广阔的发展空间。

发明内容

针对现有环氧类砂浆脆性大、耐酸碱性较差、耐高温性较差、老化严重等缺陷，本发明提供一种以磷酸钾镁水泥为胶凝剂的无机磷酸盐快速修补材料及其制备方法。本发明的磷酸钾镁水泥基快速修补材料具有凝结硬化快、早期强度高、体积稳定性强、耐磨性强、粘结性好等特点，其与旧混凝土粘结性强、相融性较高，该发明制备工艺简单、使用方便、节能环保。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于磷酸钾镁水泥无砟轨道无机快速修补材料，含有的组分及质量百分比如下：磷酸钾镁水泥基胶凝剂粉料58～64；石英砂35～41；聚丙烯纤维0.8～1.0；上述各组份的质量百分数之和为100％；

所述磷酸钾镁水泥基胶凝剂粉料含有的组分及质量百分比如下：磷酸钾镁水泥88～92；硅灰粉7.7～11.7；木质素磺酸盐0.2～0.3；上述各组份的质量百分数之和为100％；

所述磷酸钾镁水泥含有的组分及质量百分比如下：过烧氧化镁粉70～75；磷酸二氢钾17～22；复合缓凝剂7～12；上述各组份的质量百分数之和为100％。

本发明中还提供了上述基于磷酸钾镁水泥无砟轨道无机快速修补材料的制备方法，包括以下步骤：