CN108546071A - 一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料及其制备方法 - Google Patents

一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥28‑32份、石英砂22‑24份、电石渣16‑20份、复合石膏粉18‑24份、预处理聚丙烯纤维14‑20份、加气铝粉掺混改性八门沸石18‑24份、微斜长石粉6‑10份、聚羧酸减水剂2‑5份、去离子水12‑16份。本发明的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，该修补材料不仅强度大，此外可缩短凝结时间，提高工作效率。

Description

一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料及其制备方法。
背景技术
道路的维修养护一直以来都是当今道路工程领域中重要的课题之一，其中水泥混凝土路面更是我国道路建设中一个比较重要的路面结构形式，但随着时间的增长，很多水泥混凝土路断板、开裂现象非常严重，而在开裂处，水是引起水泥混凝土路面病害产生的直接外因，每到春、冬季节，由于地表水的渗入，地下水位的上升，直接改变路基的湿度，使路面的强度降低，路基的承载力下降，从而导致路面病害的产生，一场大雨和几场连绵阴雨过后，路面便开始小面积的裂缝，继而出现大面积的松散、翻浆、坑槽等现象，其次超限超载车辆是水泥混凝土路面早期病害产生的潜在外因，因此必须对受损路面进行修补。
现有中国专利文献(公开号：CN102030493B)公开了一种水泥混凝土路面修补材料，该修补材料以质量百分比计含有15.6％～23.6％的硅酸盐水泥，15.6％～23.6％的硫铝酸盐水泥，6％～15％的重钙石粉，2.5％～7％的可再分散乳胶粉，0.08％～1.8％的碳酸锂，0.7％～1.03％的纤维，0.1％～0.22％的酒石酸，0.02％～0.06％的纤维素醚，26.56％～59.04％的石英砂，0.08％～0.25％的聚羧酸减水剂，0.08％～0.33％的有机硅消泡剂，0.2％～0.55％的有机硅憎水剂，该修补材料，采用可再分散乳胶粉等常规材料组合，不仅混凝土强度达不到要求，同时凝结时间短，降低工作效率。
现有中国专利文献(公开号：CN106892630B)公开了一种水泥混凝土路面修补材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35～60份；高铝水泥12～20份；混凝土粘结剂3～6份；细砂20～30份；石灰石12～16份；脱硫石膏1～2份；胶粉2～4份；外加剂0.8～1.2份；纯水14～18份，不同原料配比不同，导致混凝土凝结时间不同，本发明经过进一步研究制备出性能更完善的修补材料。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，该修补材料不仅强度大，此外可缩短凝结时间，提高工作效率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥28-32份、石英砂22-24份、电石渣16-20份、复合石膏粉18-24份、预处理聚丙烯纤维14-20份、加气铝粉掺混改性八面沸石18-24份、微斜长石粉6-10份、聚羧酸减水剂2-5份、去离子水12-16份。
优选地，所述可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30-32份、石英砂23-24份、电石渣18-20份、复合石膏粉20-24份、预处理聚丙烯纤维16-20份、加气铝粉掺混改性八面沸石20-24份、微斜长石粉8-10份、聚羧酸减水剂3-5份、去离子水14-16份。
优选地，所述可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30份、石英砂23份、电石渣18份、复合石膏粉21份、预处理聚丙烯纤维17份、加气铝粉掺混改性八面沸石21份、微斜长石粉8份、聚羧酸减水剂3.5份、去离子水14份。
优选地，所述复合石膏粉为石膏粉、硅丙乳液按照重量比7:3组成的混合物。
优选地，所述石膏粉为磷石膏粉。
优选地，所述预处理聚丙烯纤维制备方法为将聚丙烯纤维置于沸水中浸泡8-14min，随后与硅烷偶联剂KH-560置于回流装置中进行回流，回流温度为85-95℃，回流时间为25-35min，随后冷却至室温，即得预处理聚丙烯。
优选地，所述加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八面沸石按照重量比(5-9):2组成的混合物。
优选地，所述加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八面沸石按照重量比7:2组成的混合物。
优选地，所述改性八面沸石制备方法为将八面沸石、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为65-75r/min，搅拌时间为25-35min，随后再向其中加入质量分数为20-30％的硫酸溶液，温度升至85℃，继续搅拌15-25min，即得改性八面沸石。
本发明还提供了一种制备可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、石英砂、复合石膏粉、预处理聚丙烯纤维加气铝粉掺混改性八面沸石、聚羧酸减水剂、去离子水依次加入高速搅拌机中，转速为550-650r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；
步骤三，将步骤二制得的混合物A、电石渣、微斜长石粉加入高速混合机中，转速为1050-1150r/min，搅拌时间为1-2小时，制得可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用电石渣代替部分硅酸盐水泥、石英砂等基料，可起到降低成本作用，聚丙烯纤维具有强度大，经过预处理后与其他原料黏结力增强，继而提高修补材料强度，复合石膏粉为磷石膏粉、硅丙乳液组成，磷石膏粉不仅可作为调凝助剂，同时作为凝胶材料遇水可提高体系强度，硅丙乳液具有耐候、耐化学品，疏水等性能，二者结合可有效提高混凝土的强度，复合石膏粉与预处理聚丙烯纤维起到协同作用，在保证强度条件下改善凝结时间。
(2)加气铝粉具有抗渗性能好，八面沸石结构复杂，经过改性后可提高其活性，与加气铝粉更易掺混，现有技术中还未研究八面沸石复配，本发明通过八面沸石与加气铝粉掺混来探究对凝结时间影响。
(3)从实施例3及对比例1-4得出，本发明在保证抗压强度下，实施例3相对于对比例4，凝结时间降低了71min，降低率为38.45％，从对比例1中得出，复合石膏粉对抗压强度、凝结时间起到一定改善作用，抗压强度可提高10.6MPa，凝结时间缩短了38min。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥28份、石英砂22份、电石渣16份、复合石膏粉18份、预处理聚丙烯纤维14份、加气铝粉掺混改性八面沸石18份、微斜长石粉6份、聚羧酸减水剂2份、去离子水12份。
本实施例的复合石膏粉为石膏粉、硅丙乳液按照重量比7:3组成的混合物。
本实施例的石膏粉为磷石膏粉。
本实施例的预处理聚丙烯纤维制备方法为将聚丙烯纤维置于沸水中浸泡8min，随后与硅烷偶联剂KH-560置于回流装置中进行回流，回流温度为85℃，回流时间为25-35min，随后冷却至室温，即得预处理聚丙烯。
本实施例的加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八面沸石按照重量比5:2组成的混合物。
本实施例的改性八门沸石制备方法为将八面沸石、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为65r/min，搅拌时间为25min，随后再向其中加入质量分数为20％的硫酸溶液，温度升至85℃，继续搅拌15min，即得改性八面沸石。
本实施例的一种制备可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、石英砂、复合石膏粉、预处理聚丙烯纤维加气铝粉掺混改性八面沸石、聚羧酸减水剂、去离子水依次加入高速搅拌机中，转速为550r/min，搅拌时间35min，制得混合物A；
步骤三，将步骤二制得的混合物A、电石渣、微斜长石粉加入高速混合机中，转速为1050r/min，搅拌时间为1小时，制得可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料。
实施例2.
本实施例的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥32份、石英砂24份、电石渣20份、复合石膏粉24份、预处理聚丙烯纤维20份、加气铝粉掺混改性八面沸石24份、微斜长石粉10份、聚羧酸减水剂5份、去离子水16份。
本实施例的复合石膏粉为石膏粉、硅丙乳液按照重量比7:3组成的混合物。
本实施例的石膏粉为磷石膏粉。
本实施例的预处理聚丙烯纤维制备方法为将聚丙烯纤维置于沸水中浸泡14min，随后与硅烷偶联剂KH-560置于回流装置中进行回流，回流温度为95℃，回流时间为35min，随后冷却至室温，即得预处理聚丙烯。
本实施例的加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八门沸石按照重量比9:2组成的混合物。
本实施例的改性八面沸石制备方法为将八面沸石、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为75r/min，搅拌时间为35min，随后再向其中加入质量分数为30％的硫酸溶液，温度升至85℃，继续搅拌25min，即得改性八面沸石。
本实施例的一种制备可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、石英砂、复合石膏粉、预处理聚丙烯纤维加气铝粉掺混改性八面沸石、聚羧酸减水剂、去离子水依次加入高速搅拌机中，转速为650r/min，搅拌时间45min，制得混合物A；
步骤三，将步骤二制得的混合物A、电石渣、微斜长石粉加入高速混合机中，转速为1150r/min，搅拌时间为2小时，制得可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料。
实施例3.
本实施例的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30份、石英砂23份、电石渣18份、复合石膏粉21份、预处理聚丙烯纤维17份、加气铝粉掺混改性八面沸石21份、微斜长石粉8份、聚羧酸减水剂3.5份、去离子水14份。
本实施例的复合石膏粉为石膏粉、硅丙乳液按照重量比7:3组成的混合物。
本实施例的石膏粉为磷石膏粉。
本实施例的预处理聚丙烯纤维制备方法为将聚丙烯纤维置于沸水中浸泡11min，随后与硅烷偶联剂KH-560置于回流装置中进行回流，回流温度为90℃，回流时间为30min，随后冷却至室温，即得预处理聚丙烯。
本实施例的加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八门沸石按照重量比7:2组成的混合物。
本实施例的改性八面沸石制备方法为将八面沸石、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为70r/min，搅拌时间为30min，随后再向其中加入质量分数为25％的硫酸溶液，温度升至85℃，继续搅拌20min，即得改性八面沸石。
本实施例的一种制备可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、石英砂、复合石膏粉、预处理聚丙烯纤维加气铝粉掺混改性八面沸石、聚羧酸减水剂、去离子水依次加入高速搅拌机中，转速为600r/min，搅拌时间40min，制得混合物A；
步骤三，将步骤二制得的混合物A、电石渣、微斜长石粉加入高速混合机中，转速为1100r/min，搅拌时间为1.5小时，制得可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加复合石膏粉。
对比例2.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加预处理聚丙烯纤维。
对比例3.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加加气铝粉掺混改性八门沸石。
对比例4.
中国专利文献(公开号：CN102030493B)公开了一种水泥混凝土路面修补材料实施例1中原料及方法。
实施例3及对比例1-4制备的砂浆性能测试结果如下
抗压强度(MPa) 凝结时间(小时/25℃)
实施例3 46.5 114
对比例1 35.9 152
对比例2 38.5 122
对比例3 41.7 161
对比例4 33.4 185
从实施例3及对比例1-4得出，本发明在保证抗压强度下，实施例3相对于对比例4，凝结时间降低了71min，降低率为38.45％，从对比例1中得出，复合石膏粉对抗压强度、凝结时间起到一定改善作用，抗压强度可提高10.6MPa，凝结时间缩短了38min。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥28-32份、石英砂22-24份、电石渣16-20份、复合石膏粉18-24份、预处理聚丙烯纤维14-20份、加气铝粉掺混改性八面沸石18-24份、微斜长石粉6-10份、聚羧酸减水剂2-5份、去离子水12-16份。
2.根据权利要求1所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30-32份、石英砂23-24份、电石渣18-20份、复合石膏粉20-24份、预处理聚丙烯纤维16-20份、加气铝粉掺混改性八面沸石20-24份、微斜长石粉8-10份、聚羧酸减水剂3-5份、去离子水14-16份。
3.根据权利要求2所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，所述可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料包括以下重量份的原料：
硅酸盐水泥30份、石英砂23份、电石渣18份、复合石膏粉21份、预处理聚丙烯纤维17份、加气铝粉掺混改性八面沸石21份、微斜长石粉8份、聚羧酸减水剂3.5份、去离子水14份。
4.根据权利要求1所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述复合石膏粉为石膏粉、硅丙乳液按照重量比7:3组成的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述石膏粉为磷石膏粉。
6.根据权利要求1所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述预处理聚丙烯纤维制备方法为将聚丙烯纤维置于沸水中浸泡8-14min，随后与硅烷偶联剂KH-560置于回流装置中进行回流，回流温度为85-95℃，回流时间为25-35min，随后冷却至室温，即得预处理聚丙烯。
7.根据权利要求1所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八面沸石按照重量比（5-9）:2组成的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述加气铝粉掺混改性八面沸石为加气铝粉、改性八面沸石按照重量比7:2组成的混合物。
9.根据权利要求7所述的一种可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料，其特征在于，所述改性八面沸石制备方法为将八面沸石、无水乙醇加入到磁力搅拌器中，搅拌转速为65-75r/min，搅拌时间为25-35min，随后再向其中加入质量分数为20-30%的硫酸溶液，温度升至85℃，继续搅拌15-25min，即得改性八面沸石。
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将硅酸盐水泥、石英砂、复合石膏粉、预处理聚丙烯纤维加气铝粉掺混改性八面沸石、聚羧酸减水剂、去离子水依次加入高速搅拌机中，转速为550-650r/min，搅拌时间35-45min，制得混合物A；
步骤三，将步骤二制得的混合物A、电石渣、微斜长石粉加入高速混合机中，转速为1050-1150r/min，搅拌时间为1-2小时，制得可缩短凝结时间的混凝土路面修补材料。
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CN110317035A (zh) * 2019-08-26 2019-10-11 贵州大学 有机乳液包覆磷石膏颗粒增强矿物聚合物材料制备方法
CN110734652A (zh) * 2019-08-26 2020-01-31 贵州大学 一种磷石膏晶体的有机包覆材料制备方法
RU2794834C1 (ru) * 2022-11-18 2023-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Модифицированный цементогрунт для дорожного строительства

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