CN101172833A - 一种水泥混凝土表面修复材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泥混凝土表面修复材料，特别适用于水泥混凝土路面的薄层修复，它由树脂、硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、不含泥土的干燥河砂、40－70目的石英砂、灰钙粉和膨胀剂组成。实际使用时分为修复材料甲组分和修复材料乙组分，配合使用，混合均匀，人工刮涂或机械喷涂。其使用方法应在使用修复材料的同时，配合使用面涂剂和底涂剂。使用程序还包括路面修复前的清理准备和修复后的表面处理。本发明解决了水泥混凝土路面薄层修复易脱落、耐久性不好等问题，简化了施工工艺，能够在保证路面使用性能的前提下快速恢复通车。

Description

一种水泥混凝土表面修复材料
技术领域
本发明涉及一种水泥混凝土路面表面薄层修复材料的研制与应用，特别适合于受盐损路面的快速修复。
背景技术
随着国家基础建设的不断完善，我国已逐步形成以高等级公路和高速公路为主体的国道主干线系统，至2002年，全国公路通车里程达175.8万公里，高速公路2.5万公里，一级公路2.74万公里，二级公路19.7万公里。公路桥梁达到30万座、1161万延米。公路密度达到每百平方公里18.3公里。公路通达深度进一步提高。新增通公路的乡镇103个、行政村3890个，全国通公路的乡镇比重已达到99.5％，通公路的行政村达到92.1％。随着高等级公路和高速公路的发展及水泥混凝土路面的不断增多，我国已逐步步入道路维护的一个大发展时期，这就为道路维护技术提供了广阔的市场，也为道路修补材料的开发和研究提供了机遇。
水泥混凝土路面病害的表现有多种，如：裂缝、坑槽、孔洞、蜂窝、麻面、松散、塌边、掉角等，造成这些病害的原因各不相同，主要有原材料缺陷、施工质量、寒区冻害、养护不及时或措施不当等。
黑龙江省气候寒冷，冬季多雪，融化后易在路面表面结冰。由于频繁的扫除冰雪消耗了大量的人力和机械，所以很多道路养护部门使用除冰盐(或融雪剂)来减轻道路养护所带来的压力。但这样作的同时也带来了问题，除冰盐(或融雪剂)对水泥混凝土路面的损害是很大的，极易造成路面表层水泥浆的脱落，进而形成路面的“麻面”或坑槽。虽然路面表层只损失了1mm～6mm或更深，但如果不及时处理，  雪(雨)水下渗至骨料层，严重时会造成混凝土的松散，露出碎石骨料，大大降低了路面的使用性能和寿命。
以下专家参加了本发明的研究及实验工作：黑龙江省交通科学研究所的教授级高工王力强，开封市公路管理局高级工程师郭金胜，开封市公路管理局高级工程师薛航，开封市公路管理局高级工程师刘绍宁，开封市公路管理局高级工程师毛学功，开封市交通质量监督站高级工程师李毅，开封市通达公路勘察设计院高级工程师任伟，开封市通达公路工程有限公司高级工程师陈亭。其中：王力强同志负责方案的策划及决策，郭金胜同志负责试验研究及报告执笔，薛航同志负责试验研究及技术支持，刘绍宁、毛学功、李毅、任伟和陈亭同志负责试验研究。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种特别适用于水泥混凝土路面薄层修复的水泥混凝土表面修复材料。
本发明的技术方案如下。
一种水泥混凝土表面修复材料，特别适用于水泥混凝土路面的薄层修复，它由树脂、硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、不含泥土的干燥河砂、40-70目的石英砂、灰钙粉和膨胀剂组成，各成分用量的重量份为：树脂80，硅酸盐水泥280，快硬硫铝盐水泥32，不含泥土的干燥河砂320，40-70目的石英砂260，灰钙粉8，常规高效减水剂1.8，常规膨胀剂18.2。
实际使用时分为修复材料甲组分和修复材料乙组分，配合使用，具体如下：修复材料甲组分，包括硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂，其重量百分比范围：硅酸盐水泥20-30％，快硬硫铝盐水泥20-30％，石英砂50-70％，其余为复合外加剂，约占2-4％；修复材料乙组分，包括聚乙烯丙烯酸树脂20-30％，环氧树脂8-10％，固化剂2-3％，其余为水，约占50-60％。
复合外加剂，为调节水泥砂浆的强度、耐久性等性能的添加剂，主要包括：引气剂、高效减水剂、膨胀剂及早强密实剂四种。
其配料和使用方法如下：
将按所述比例配制的修复材料甲组分，依硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂的顺序投入到双螺旋搅拌机中，拌和15-20分钟，用内衬膜的塑料编织袋包装，每袋配装40Kg，待用；将按所述比例配制的修复材料乙组分，依聚乙烯丙烯酸树脂、水、环氧树脂、固化剂的顺序投入到低速分散机中，控制转速不大于300转/min，用白塑料桶包装，每桶配装16Kg，待用；
现场使用时，按照修复材料甲组分∶修复材料乙组分为5∶1的比例混合均匀，人工刮涂。
其使用方法，还包括在使用所述修复材料的同时，配合使用面涂剂和底涂剂；
面涂剂，为水泥混凝土薄膜养生剂，是外购的成熟商品，原始状态为液态，喷涂后自固化为固态，于路表形成一单向渗透性薄膜，起无水养生作用；底涂剂，由三部分组成：水性环氧树脂、聚酰胺类固化剂及苯乙烯丙烯酸树脂，用水稀释后喷或刷，涂于路基表面，起界面结合剂的作用，其原材料为市场采购的成熟商品。
其使用方法，还包括路面修复前的清理准备和修复后的表面处理，程序如下：
路面修复前需进行以下准备工作：
1)路面清理
a.需将待修复的路面用清扫机仔细清扫，将活动的表层彻底清除；如果路面上有标线，应用除线机将原有标线除掉；
b.用风力灭火器将路面的浮尘、碎屑吹除；
2)喷涂底涂剂
在农用喷雾器中装入底涂剂，均匀喷洒于待修复路面的表面，要求达到不可有漏喷的地方，用量根据骨料裸露程度控制在0.3～0.5Kg/m2之间；
修复后的表面处理：
涂抹完成后，根据气温约为0.2～1小时，待修复材料已经面干后需用农用喷雾器喷洒面涂剂，用量约为0.2～0.3Kg/m2。
路面面层的修复，其步骤包括：
1)修复材料的拌和
将修复材料甲、乙组份各一单位，一次性投入搅拌机中，按修复材料总重量的12％～15％加入清洁的水，拌和至合适稠度，搅拌时间不可大于10分钟，以避免修复材料的开始硬化而不利于施工；
2)修复材料的涂抹
所述的修复材料可使用机械喷涂和人工涂抹二种方法进行施工，当修复材料稠度过大时不宜使用枢机喷涂，否则易使机械堵塞，损坏设备；
人工涂抹时应操作迅速，先用普通钢质板抹将修复材料大致压实、抹平，使修复材料与清理后的路面紧密结合，再用1米以上长度的铝合金靠尺进行表面超平，再用钢质板抹压光，最后根据需要进行拉毛或刻槽；
经实践检验，修复后的路面磨擦系数达到规范规定数值。
本发明的修复材料解决了水泥混凝土路面薄层修复易脱落、耐久性不好等问题，简化了施工工艺，能够在保证路面使用性能的前提下快速恢复通车。
附图说明
图1为本发明的施工程序辅助说明框图。
具体实施方式
水泥混凝土表面修复材料的配方由树脂、硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、不含泥土的干燥河砂、40-70目的石英砂、灰钙粉和膨胀剂组成，各成分用量的重量份为：树脂80，硅酸盐水泥280，快硬硫铝盐水泥32，不含泥土的干燥河砂320，40-70目的石英砂260，灰钙粉8，常规高效减水剂1.8，常规膨胀剂18.2。
实际使用时分为修复材料甲组分和修复材料乙组分，配合使用：修复材料甲组分，包括硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂，其重量百分比范围：硅酸盐水泥20-30％，快硬硫铝盐水泥20-30％，石英砂50-70％，其余为复合外加剂，约占2-4％；修复材料乙组分，包括聚乙烯丙烯酸树脂20-30％，环氧树脂8-10％，固化剂2-3％，其余为水，约占50-60％。
复合外加剂，为是调节水泥砂浆的强度、耐久性等性能的添加剂，主要包括：引气剂、高效减水剂、膨胀剂及早强密实剂四种。
配料的准备：
将按所述比例配制的修复材料甲组分，依硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂的顺序投入到双螺旋搅拌机中，拌和15-20分钟，用内衬膜的塑料编织袋包装，每袋配装40Kg，待用；将按所述比例配制的修复材料乙组分，依聚乙烯丙烯酸树脂、水、环氧树脂、固化剂的顺序投入到低速分散机中，控制转速不大于300转/min，用白塑料桶包装，每桶配装16Kg，待用；现场使用时，按照修复材料甲组分∶修复材料乙组分为5∶1的比例混合均匀，人工刮涂。
其使用方法，是在使用所述修复材料的同时，配合使用面涂剂和底涂剂；面涂剂，为水泥混凝土薄膜养生剂，是外购的成熟商品，原始状态为液态，喷涂后白固化为固态，于路表形成一单向渗透性薄膜，起无水养生作用；底涂剂，由三部分组成：水性环氧树脂、聚酰胺类固化剂及苯乙烯丙烯酸树脂，用水稀释后喷或刷，涂于路基表面，起界面结合剂的作用，其原材料为市场采购的成熟商品。
在路面修复前和修复后需要进行路面的的清理准备工作，程序如下：
路面修复前需进行以下准备工作：
路面清理：
1)需将待修复的路面用清扫机仔细清扫，将活动的表层彻底清除；如果路面上有标线，应用除线机将原有标线除掉；
2)用风力灭火器将路面的浮尘、碎屑吹除；
3)喷涂底涂剂。
在农用喷雾器中装入底涂剂，均匀喷洒于待修复路面的表面，要求达到不可有漏喷的地方，用量根据骨料裸露程度控制在0.3～0.5Kg/m2之间；
修复后的表面处理：
涂抹完成后，根据气温约为0.2～1小时，待修复材料已经面干后需用农用喷雾器喷洒面涂剂，用量约为0.2～0.3Kg/m2。
路面面层的修复，其步骤为：
修复材料的拌和
将修复材料甲、乙组份各一单位，一次性投入搅拌机中，按修复材料总重量的12％～15％加入清洁的水，拌和至合适稠度，搅拌时间不可大于10分钟，以避免修复材料的开始硬化而不利于施工；
修复材料的涂抹
所述的修复材料可使用机械喷涂和人工涂抹二种方法进行施工，当修复材料稠度过大时不宜使用枢机喷涂，否则易使机械堵塞，损坏设备；
人工涂抹时应操作迅速，先用普通钢质板抹将修复材料大致压实、抹平，使修复材料与清理后的路面紧密结合，再用1米以上长度的铝合金靠尺进行表面超平，再用钢质板抹压光，最后根据需要进行拉毛或刻槽；
本发明经实践检验，修复后的路面磨擦系数达到规范规定数值。
本发明通过研究总结出一套切实可行的修复水泥混凝土路面盐损表层的技术及工艺，以供相关公路管理部门借鉴、应用。
本发明主要解决了修复材料及工艺的以下主要技术问题：
1)修复层应具有足够的强度及耐久性；
2)修复层与原水泥混凝土面层应有足够的粘结强度；
3)修复层与原路面的收缩系数应相近；
4)修复层颜色应与原路面颜色相近。
达到的技术指标见下表：
 硬化时间(分钟，5mm，20℃)     抗压强度(Mpa) 抗弯拉强度(Mpa)     粘结强度(Mpa)
 90     43.7  5.3     5.2
 磨损值(Kg/m2)     收缩值(×10-6) 抗冻等级     构造深度(mm)
 0.061     1.3  F250     0.85
应用中，SX-1型水泥混凝土表面修复材料适合于水泥混凝土路面薄层修复(适用厚度：3～5mm)的一种新型有机、无机复合材料。它具有硬化时间快、粘结力强、与原有路面颜色相近、耐久、施工工艺简单、性价比高等特点，非常适合于水泥混凝土路面表层脱落后的紧急修复。
修复完成后需将路面清理干净，切勿将多余的修复材料留于路面上。
开放交通：当全部修复工作完成后，可根据气温及交通状况决定开放交通的时间，原则上20℃时可4小时开放，气温越低则开放的时间越长，气温越高则开放的时间越短。
施工机具——进行本修复材料的施工需准备以下机具：
1.发电机：可发220V和380V交流电；
2.搅拌机：强制卧式，有效容积30～50升，转速40～60rpm；
3.清扫机：配旋转凸轮(砸头)及钢丝刷头；
4.除线机：清除路面标线用；
5.风力灭火器：清除路面浮尘用；
其它小型机具：标志桶、铝合金靠尺、喷雾器、板抹、拉毛器、板刷等。

Claims (7)

1.一种水泥混凝土表面修复材料，特别适用于水泥混凝土路面的薄层修复，其特征在于：它由树脂、硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、不含泥土的干燥河砂、40-70目的石英砂、灰钙粉和膨胀剂组成，各成分用量的重量份为：树脂80，硅酸盐水泥280，快硬硫铝盐水泥32，不含泥土的干燥河砂320，40-70目的石英砂260，灰钙粉8，常规高效减水剂1.8，常规膨胀剂18.2。
2.根据权利要求1所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：实际使用时分为修复材料甲组分和修复材料乙组分，配合使用，具体如下：
所述的修复材料甲组分，包括硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂，其重量百分比范围：硅酸盐水泥20-30％，快硬硫铝盐水泥20-30％，石英砂50-70％，其余为复合外加剂，约占2-4％；
所述的修复材料乙组分，包括聚乙烯丙烯酸树脂20-30％，环氧树脂8-10％，固化剂2-3％，其余为水，约占50-60％。
3.根据权利要求1所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：所述的复合外加剂，为调节水泥砂浆的强度、耐久性等性能的添加剂，主要包括：引气剂、高效减水剂、膨胀剂及早强密实剂四种。
4.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：其配料和使用方法如下，
将按所述比例配制的修复材料甲组分，依硅酸盐水泥、快硬硫铝盐水泥、石英砂、复合外加剂的顺序投入到双螺旋搅拌机中，拌和15-20分钟，用内衬膜的塑料编织袋包装，每袋配装40Kg，待用；
将按所述比例配制的修复材料乙组分，依聚乙烯丙烯酸树脂、水、环氧树脂、固化剂的顺序投入到低速分散机中，控制转速不大于300转/min，用白塑料桶包装，每桶配装16Kg，待用；
现场使用时，按照修复材料甲组分：修复材料乙组分为5∶1的比例混合均匀，人工刮涂。
5.根据权利要求1所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：其使用方法，包括在使用所述修复材料的同时，配合使用面涂剂和底涂剂；
所述的面涂剂，为水泥混凝土薄膜养生剂，是外购的成熟商品，原始状态为液态，喷涂后自固化为固态，于路表形成一单向渗透性薄膜，起无水养生作用；
所述的底涂剂，由三部分组成：水性环氧树脂、聚酰胺类固化剂及苯乙烯丙烯酸树脂，用水稀释后喷或刷，涂于路基表面，起界面结合剂的作用，其原材料为市场采购的成熟商品。
6.根据权利要求1所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：其使用方法，包括路面修复前的清理准备和修复后的表面处理，程序如下，
路面修复前需进行以下准备工作：
1)路面清理
a.需将待修复的路面用清扫机仔细清扫，将活动的表层彻底清除；如果路面上有标线，应用除线机将原有标线除掉；
b.用风力灭火器将路面的浮尘、碎屑吹除；
2)喷涂底涂剂
在农用喷雾器中装入底涂剂，均匀喷洒于待修复路面的表面，要求达到不可有漏喷的地方，用量根据骨料裸露程度控制在0.3～0.5Kg/m2之间；
修复后的表面处理：
涂抹完成后，根据气温约为0.2～1小时，待修复材料已经面干后需用农用喷雾器喷洒面涂剂，用量约为0.2～0.3Kg/m2。
7.根据权利要求1所述的水泥混凝土表面修复材料，其特征在于：路面面层的修复，其步骤包括：
1)修复材料的拌和
将修复材料甲、乙组份各一单位，一次性投入搅拌机中，按修复材料总重量的12％～15％加入清洁的水，拌和至合适稠度，搅拌时间不可大于10分钟，以避免修复材料的开始硬化而不利于施工；
2)修复材料的涂抹
所述的修复材料可使用机械喷涂和人工涂抹二种方法进行施工，当修复材料稠度过大时不宜使用枢机喷涂，否则易使机械堵塞，损坏设备；
人工涂抹时应操作迅速，先用普通钢质板抹将修复材料大致压实、抹平，使修复材料与清理后的路面紧密结合，再用1米以上长度的铝合金靠尺进行表面超平，再用钢质板抹压光，最后根据需要进行拉毛或刻槽；
经实践检验，修复后的路面磨擦系数达到规范规定数值。
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