[发明专利]一种混凝土道路修补材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种混凝土道路修补材料及其制备方法与应用。该材料由重量份数计的组分制备而成：电工级镁砂40‑55份、磷酸二氢钾13‑17份、偏高岭土6‑12.5份、改性疏水超细粉8‑10份、复合外加剂3‑7份、细集料32‑57份、水7‑9份；所述改性疏水超细粉的制备方法为：按重量分数计，取15%聚甲基氢硅氧烷、4%聚乙烯醇表面活性剂、81%SiO₂纳米粒子在超声条件下以80±5r/min的速度下搅拌30min，经干燥粉磨得比表面积大于1000m²/kg的超细粉末，即改性疏水超细粉。本发明制备的磷酸盐水泥基修补材料，凝结时间在30分钟左右，修复时间短，修复效果显著，适用于水泥混凝土路面的快速修复工程。

技术领域

本发明属于水泥混凝土路面修补技术领域，具体涉及一种混凝土道路修补材料及其制备方法与应用。

背景技术

现如今随着经济建设的高速发展，交通运输业也得到了蓬勃发展，由于水泥混凝土路面本身具有强度高、稳定性好、耐久性好、施工工艺简单，经济效益高等特点，使得水泥混凝土路面在公路建设中应用广泛，占有极大的比重。但是水泥混凝土路面脆性大，易开裂，给正常行驶和维护带来了许多麻烦。车辆的频繁行驶，荷载反复作用以及周围环境的影响，引起不可避免的损坏，例如水泥混凝土路面开始出现裂缝、麻面等，如果不及时处理就有可能造成更严重的结构破坏，给正常交通带来不畅，严重时可能影响行车安全，人员安全等。而在公路修补期间，交通拥挤是一个大问题，许多大城市的公路交通本就困难，路面修补更会造成局部甚至全部交通关闭。为了减小经济损失，提高社会经济效益，在尽可能缩短交通阻断的时间的情况下，快速修补路面也就成了路面发展技术的重中之重。

目前，常用的修补材料主要有以下几种：(1)由普通硅酸盐水泥和骨料配制的砂浆和混凝土。其成本低，使用可靠方便，与基体有同样的热膨胀系数和弹性模量，但粘结强度不高，早期强度发展慢；(2)有机高分子材料，如环氧树脂。这类修补材料粘结力强，硬化快，但成本高，易老化，不耐高温，且与老混凝土体积相容性不佳；(3)特种水泥，如硫铝酸盐水泥，碱激发水泥和磷酸盐水泥等。此类无机修补材料凝结时间短，早期强度高，与旧混凝土有相近的热膨胀系数和弹性模量，成为最具应用潜力的道路修补材料。

磷酸盐水泥基材料，由磷酸二氢铵、磷酸二氢钾等中的一种或两种混合磷酸盐、氧化镁粉及掺合料等制备而成，在水作为介质下可以快速发生反应形成具有高强、快凝、抗冻等优良性能的胶凝材料，用于快速混凝土修补材料具有广阔的前景。中国专利“一种水泥基复合材料及其应用”(公开号CN 111170704 A)公开了由40-45份氧化镁、25-30份磷酸二氢钾、10-16份粉煤灰、4-10份硼砂、0.4-4份椰子纤维浇筑成型的水泥基复合材料建筑构件28d抗压强度42-54MPa，28d抗折强度12-20MPa，具有快凝高强、高韧性的特点，适用于高速、市政等车流量大的道路及机场跑道的快速修补。但磷酸盐体系的水化产物存在浸水溶出的问题，而道路经常处在有水的环境中，这使得磷酸盐水泥在潮湿地区难以推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土道路修补材料及其制备方法与应用，该修补材料凝结时间可控、强度高、耐水性、耐磨性好，且制备方法简单，应用方便快捷，适合市场化推广。

一种混凝土道路修补材料，由电工级镁砂(氧化镁)、磷酸二氢钾、偏高岭土、改性疏水超细粉、复合外加剂、细集料和水组成，各组份的重量份数为：电工级镁砂(氧化镁)40-55份、磷酸二氢钾13-17份、偏高岭土6-12.5份、改性疏水超细粉8-10份、复合外加剂3-7份、细集料32-57份、水7-9份；所述改性疏水超细粉的制备方法为：按重量分数计，取15％聚甲基氢硅氧烷、4％聚乙烯醇表面活性剂、81％SiO₂纳米粒子在超声条件下以80±5r/min的速度下搅拌30min，经干燥粉磨得比表面积大于1000m²/kg的超细粉末，即改性疏水超细粉。

优选的是，所述偏高岭土中SiO₂含量≥55％，比表面积600-700m²/kg。