CN112374851A - 一种混凝土薄层快速修复材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土薄层快速修复材料，包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15‑20份、硫铝酸盐水泥25‑30份、70‑140目细砂40‑60份、可再分散聚合物胶粉1‑5份、高强石膏粉3‑8份、粉煤灰微珠5‑15份、3mm抗裂纤维0.1‑0.5份、混凝土外加剂0.1‑2份。本发明的修复材料无收缩、不开裂、施工性能好、凝结硬化快和早期强度高，用于水泥路面功能层出现错台、麻面、露骨、脱皮坑洞等表层破坏/损伤，可以实现表层2mm及以上的薄层修复，施工完成后可快速恢复交通，降低修复难度和成本，延长其使用寿命。

Description

一种混凝土薄层快速修复材料
技术领域
本发明属于混凝土表面修补材料领域，具体涉及一种混凝土薄层快速修复材料，适用于混凝土路面的快速薄层修补。
背景技术
水泥混凝土路面以其强度高、耐久性好以及便于夜间行驶等优点，仍占全国通车总里程70份以上，其中城市道路建设中水泥路面更是占到90份以上。水泥路面并不同于其他形式的混凝土类结构物，它是直接裸露在自然环境中的带状工程结构物，路面结构部分不仅要承担各类交通荷载的频繁、反复作用，还长期受加，使得水泥路面病害日益严重。虽然水泥路面病害形式多种多样，但主要可分为:变形损伤、接缝损伤、裂缝损伤和表面损伤。其中，表面损伤主要是指水泥路面功能层出现错台、麻面、露骨、脱皮坑洞等表层破坏。这种病害属于轻度的非结构性病害，往往比较浅，若不及时进行修补，随着时间推移在有水或者车辆荷载的作用下将会导致路面深层结构破坏或整个混凝土板块断裂，若此时修复不仅增加了修复难度和成本，而且混凝土整体使用性能己经劣化，不能满足耐久性要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种混凝土薄层快速修复材料，其具有无收缩、不开裂、施工性能好、凝结硬化快和早期强度高等优点。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种混凝土薄层快速修复材料，包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉1-5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠5-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.5份、混凝土外加剂0.1-2份。
作为本发明的进一步改进，所述可再分散乳聚合物胶粉选自苯丙胶粉、丁苯胶粉或纯丙胶粉中一种或两种以上任意组合；
和/或所述高强石膏粉为α-半水石膏；
和/或所述3mm抗裂纤维为3mm短切聚丙烯抗裂纤维。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土外加剂包含减水剂、消泡剂、塑性膨胀剂、缓凝剂和早强剂。优选地，所述缓凝剂按照100份胶凝材料计，包含酒石酸0.01-0.3份、硼酸0.01-0.3份、硼砂0.01-0.1份和葡萄糖酸钠0.01-0.1份；和/或所述早强剂包含碳酸锂0.01-0.2份、甲酸钙0.01-0.15份、亚硝酸钠0.01-0.15份。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土薄层快速修复材料还包括0.01-0.1份低粘度羟丙基甲基纤维素醚。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土薄层快速修复材料包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠10-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.3份、混凝土外加剂0.1-2份，低粘度羟丙基甲基纤维素醚0.01-0.1份，增强修复材料抗裂性能的同时，增强其与地面的结合能力。
作为本发明的进一步改进，所述硫铝酸盐水泥的水化产物包含高硫型钙矾石(AFt)和氢氧化铝凝胶(AH3)；
和/或所述硅酸盐水泥的水化产物包含水化硅酸钙凝结(C-S-H)和氢氧化钙。其中，氢氧化钙和氢氧化铝凝胶在石膏存在的情况下生产钙矾石，可以通过控制石膏含量和混凝土外加剂中的缓凝剂来调节其凝结时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的混凝土薄层快速修复材料经GB/T 17671-1999和JG/T 336-2011测试可知，2h抗压强度不低于20MPa，28h抗压强度不低于60MPa；2h抗折强度不低于4MPa，28h抗压强度不低于10MPa，未处理粘结强度不低于1.5MPa，干缩率不高于0.1％，压折比小于7。
(2)本发明采用高强石膏粉以及聚羧酸减水剂酒石酸、葡萄糖酸钠和硼砂等缓凝剂调节其凝结时间和流动性能，在满足其半个小时内施工性能的前提下，同时保证其2h内强度可以完全硬化。
(3)本发明采用碳酸锂、甲酸钙、亚硝酸钠等早强剂复配，使混凝土薄层快速修复材料在凝结硬化后强度快速增长，满足快速开放交通的要求。
(4)本发明添加粉煤灰微珠、低粘度羟丙基甲基纤维素醚、塑性膨胀剂、3mm聚丙烯抗裂纤维和可再分散聚合物胶粉复配，在保证高胶凝材料用量的配比下，修补材料不出现开裂，同时具有良好的粘结性能。
(5)本发明的混凝土薄层快速修复材料具有无收缩、不开裂、施工性能好、凝结硬化快和早期强度高等优点，用于水泥路面功能层出现错台、麻面、露骨、脱皮坑洞等表层破坏/损伤，可以实现表层2mm及以上的薄层修复，施工完成后可快速恢复交通，降低修复难度和成本，延长其使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例中，混凝土薄层快速修复材料可经包含以下重量份数的原料复配得到：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉1-5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠5-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.5份和混凝土外加剂0.1-2份，技术指标如表1所示。
表1
Figure BDA0002779881500000031
一实施例中，可再分散乳聚合物胶粉可选自苯丙胶粉、丁苯胶粉或纯丙胶粉，高强石膏粉为α-半水石膏，3mm抗裂纤维为3mm短切聚丙烯抗裂纤维。
一实施例中，混凝土外加剂可以含有减水剂、消泡剂、塑性膨胀剂、缓凝剂和早强剂；按照100份胶凝材料计，缓凝剂包含酒石酸0.01-0.3份、硼酸0.01-0.3份、硼砂0.01-0.1份和葡萄糖酸钠0.01-0.1份，早强剂包含碳酸锂0.01-0.2份、甲酸钙0.01-0.15份、亚硝酸钠0.01-0.15份。
一实施例中，混凝土薄层快速修复材料还可含有0.01-0.1份的低粘度羟丙基甲基纤维素醚。
一实施例中，混凝土薄层快速修复材料可包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠10-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.3份、混凝土外加剂0.1-2份，低粘度羟丙基甲基纤维素醚0.01-0.1份。
一实施例中，硫铝酸盐水泥的水化产物包含高硫型钙矾石(AFt)和氢氧化铝凝胶(AH3)，硅酸盐水泥的水化产物包含水化硅酸钙凝结(C-S-H)和氢氧化钙。其中，氢氧化钙和氢氧化铝凝胶在石膏存在的情况下生产钙矾石，可以通过控制石膏含量和混凝土外加剂中的缓凝剂来调节其凝结时间。
以下通过具体实施例进一步解释说明。
实施例1
以下混凝土薄层快速修复材料包含原料组分：15份硅酸盐水泥、30份硫铝酸盐水泥、40份70-140目细砂、2份可再分散聚合物胶粉、5份α-半水石膏、8份粉煤灰微珠、0.1份3mm短切聚丙烯抗裂纤维，以及0.5份混凝土外加剂。混凝土外加剂中，缓凝剂包含酒石酸0.01份、硼酸0.01份、硼砂0.01份和葡萄糖酸钠0.01份，早强剂包含碳酸锂0.01份、甲酸钙0.01份、亚硝酸钠0.01份。
如表2所示，经GB/T 17671-1999和JG/T 336-2011测试可知，上述混凝土薄层快速修复材料2h抗压强度可达30MPa以上，28d抗压强度达65.3MPa，2h抗折强度为6MPa，28d抗折强度达10MPa以上，未处理28d拉伸粘结强度为1.5MPa。
表2
Figure BDA0002779881500000041
实施例2
以下混凝土薄层快速修复材料包含原料组分：20份硅酸盐水泥、25份硫铝酸盐水泥、45份70-140目细砂、5份可再分散聚合物胶粉、3份α-半水石膏、15份粉煤灰微珠、0.3份3mm短切聚丙烯抗裂纤维，以及1份混凝土外加剂和0.1份低粘度羟丙基甲基纤维素醚。混凝土外加剂中，缓凝剂包含酒石酸0.3份、硼酸0.3份、硼砂0.1份和葡萄糖酸钠0.1份，早强剂包含碳酸锂0.2份、甲酸钙0.15份、亚硝酸钠0.15份。
上述混凝土薄层快速修复材料2h抗压强度可达30MPa以上，28d抗压强度达75MPa，2h抗折强度为6MPa，28d抗折强度达10MPa以上，未处理28d拉伸粘结强度为2.0MPa。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉1-5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠5-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.5份、混凝土外加剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
还包括0.01-0.1份的低粘度羟丙基甲基纤维素醚。
3.根据权利要求2所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
包含以下重量份数的原料：硅酸盐水泥15-20份、硫铝酸盐水泥25-30份、70-140目细砂40-60份、可再分散聚合物胶粉5份、高强石膏粉3-8份、粉煤灰微珠10-15份、3mm抗裂纤维0.1-0.3份、混凝土外加剂0.1-2份，低粘度羟丙基甲基纤维素醚0.01-0.1份。
4.根据权利要求1所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
所述可再分散乳聚合物胶粉选自苯丙胶粉、丁苯胶粉或纯丙胶粉中一种或两种以上任意组合；
和/或所述高强石膏粉为α-半水石膏；
和/或所述3mm抗裂纤维为3mm短切聚丙烯抗裂纤维。
5.根据权利要求1所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
所述混凝土外加剂包含减水剂、消泡剂、塑性膨胀剂、缓凝剂和早强剂，且按照100份胶凝材料计，所述缓凝剂包含酒石酸0.01-0.3份、硼酸0.01-0.3份、硼砂0.01-0.1份和葡萄糖酸钠0.01-0.1份，和/或所述早强剂包含碳酸锂0.01-0.2份、甲酸钙0.01-0.15份、亚硝酸钠0.01-0.15份。
6.根据权利要求1所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
所述硫铝酸盐水泥的水化产物包含高硫型钙矾石(AFt)和氢氧化铝凝胶(AH3)。
7.根据权利要求1所述的混凝土薄层快速修复材料，其特征在于，
所述硅酸盐水泥的水化产物包含水化硅酸钙凝结(C-S-H)和氢氧化钙。
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