CN112521111A - 一种超快硬混凝土修复料及其制备方法、使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超快硬混凝土修复料及其制备方法、使用方法，属于公路维护技术领域，修复料的原料包括高贝利特硫铝酸盐水泥、细集料、减水剂、早强剂、缓凝剂、抗裂增韧剂，抗裂增韧剂包括渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，通过原料之间的协同作用，使修复料不仅具有较高的抗压强度、较高的抗折强度、不开裂，而且增加了修复料的早期强度，使之快速通车放行，缩短周期，提高了修复料的实用性，并通过在裂缝处开设V型凹槽、连接凹槽，增加了修复料和混凝土路面的连接强度，使其接触面形成交联层，提高了修复料的使用效果和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及公路维护技术领域，更具体的说，它涉及一种超快硬混凝土修复料及其制备方法、使用方法。
背景技术
机场道面、高速公路、桥梁等混凝土表面经常会由于长期使用磨损、施工中泌水、受冻、养护中失水等原因而出现裂缝，因此需要对其表面进行修复，现有技术中一般采用快速修复料。现有技术中的修复料主要采用硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏组成二元复配或三元复配体系为主，并配合缓凝剂、减水剂等制备得到。
目前，授权公告号为CN101830684B的专利文献公开了一种超早强聚合物快速修补砂浆材料，包括快硬水泥、石英砂、聚合物增粘剂、增稠剂、早强剂、调凝剂、减水剂、消泡剂、化学短纤维，该修补砂浆材料在3h后的抗压强度能够达到25MPa以上，并实现通车放行，但是为了使交通畅通，并实现更快速的通车，需要研究一种在更短的时间内能够快速通车放行的修复料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超快硬混凝土修复料，其通过原料之间的协同作用，使修复料不仅具有较高的抗压强度、较高的抗折强度，而且增加了修复料的早期强度，使之快速通车放行，缩短周期，提高了修复料的实用性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种超快硬混凝土修复料，按重量份数计，其原料包括高贝利特硫铝酸盐水泥370-530份、细集料460-630份、减水剂11-15份、早强剂0.6-1.4份、缓凝剂0.2-0.8份、抗裂增韧剂12-18份，所述抗裂增韧剂包括渗透结晶母料30-50份、滑石粉8-12份、铝矾土粉8-12份。
通过采用上述技术方案，通过原料之间的协同作用，高贝利特硫铝酸盐水泥、渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，其与水或未水化的水泥产生化学反应，形成枝蔓状纤维晶体和针状晶体，而且高贝利特硫铝酸盐水泥中的硅酸二钙的水化热低，降低了其和混凝土之间的温度裂纹，降低了水化速度，从而降低了其和混凝土之间形成塑性裂纹，增加了修复料和混凝土之间的连接强度，因此修复料不仅具有较高的抗压强度、较高的抗折强度、不开裂，而且增加了修复料的早期强度，使之快速通车放行，缩短周期，提高了修复料的实用性。
较优选地，其原料包括高贝利特硫铝酸盐水泥420-480份、细集料510-590份、减水剂12-14份、早强剂0.9-1.1份、缓凝剂0.4-0.6份、抗裂增韧剂13.5-16.5份，所述抗裂增韧剂包括渗透结晶母料35-45份、滑石粉9-11份、铝矾土粉9-11份。
通过采用上述技术方案，对修复料的原料配比进行优化，进一步提高修复料的抗压强度和抗折强度。
较优选地，所述渗透结晶母料:滑石粉:铝矾土粉的重量配比为4:1:1。
通过采用上述技术方案，对渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉的重量配比进行优化，并通过三者之间的协同作用，使修复料在混凝土中形成枝蔓状纤维晶体和针状晶体，枝蔓状纤维晶体和针状晶体填充混凝土空隙，同时还堵住水分和水溶性污染物的通道，不仅进一步增加了修复料的抗压强度和抗折强度，而且还进一步提高了修复料的防水效果。
较优选地，所述高贝利特硫铝酸盐水泥为白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥不仅具有快凝、快硬、高强、抗冻的优点，而且还具有低膨胀、低干缩的优点，同时白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥还具有白度高的优点，提高了修复料的抗压强度和抗折强度。
较优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，聚羧酸减水剂是一种表面活性剂，减水剂吸附在水泥表面，并使水泥表面显示电性能，带有电性能的水泥相互排斥，使水泥均匀的分散在原料中，而且减水剂改善了原料的和易性，从而提高了修复料的致密性和硬度，进而提高了修复料的抗压强度和抗折强度。
较优选地，所述早强剂为碳酸锂、硫酸铝、三乙醇胺中的一种或几种。
较优选地，所述缓凝剂为硼酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种或几种。
较优选地，所述细集料为石英砂、河沙、硅砂中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，在满足需求的情况下，可以根据需要对早强剂、缓凝剂、细集料进行选择，降低修复料的成本。
本发明的目的二在于提供一种制备上述一种超快硬混凝土修复料的方法，其具有制备方法简单的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种制备上述一种超快硬混凝土修复料的方法，将高贝利特硫铝酸盐水泥、细集料、减水剂、早强剂、缓凝剂、抗裂增韧剂混合均匀，得到修复料。
通过采用上述技术方案，将原料直接混合，从而使修复料的制备更简单、更方便。
本发明的目的三在于提供一种利用上述一种超快硬混凝土修复料的使用方法，其具有修复效果好，使用寿命长的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用上述一种超快硬混凝土修复料的使用方法，包括如下步骤：
a、在混凝土路面的裂缝四周设置防护栏，防护栏上设置有警示灯；
b、将混凝土路面的裂缝处开设出V型凹槽，在V型凹槽的两个内侧面分别开设向下倾斜的连接凹槽；
c、对V型凹槽、连接凹槽进行喷水清洗，然后吹干；
d、将修复料摊铺在V型凹槽、连接凹槽内，反复压实、抹平；
e、在修复料的表面喷洒水，然后在修复料的表面铺设一层透明防护膜，完成裂缝修复的施工通过采用上述技术方案，在裂缝处设置防护栏、警示灯，提高了安全性，在裂缝处开设V形凹槽，增加了裂缝和修复料之间的接触面积，在V型凹槽的侧面开设连接凹槽，修复料伸入连接凹槽内，不仅进一步增加了修复料和裂缝之间的接触面积，而且使修复料进入混凝土路面的内部，并在其接触面形成交联层，增加修复料和混凝土路面连接强度，同时也降低了修复料和混凝土路面分离的情况发生，之后进行清洗、吹干、喷洒水、铺设透明防护膜，进一步提高修复料和混凝土路面的连接强度，不仅提高了修复料的使用效果，而且提高了修复料的使用寿命。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的超快硬混凝土修复料，其通过原料之间的协同作用，使修复料不仅具有较高的抗压强度、较高的抗折强度、不开裂，而且增加了修复料的早期强度，使之快速通车放行，缩短周期，提高了修复料的实用性。
第二、在修复料的原料中加入高贝利特硫铝酸盐水泥，并利用高贝利特硫铝酸盐水泥快凝、快硬、高强、抗冻的优点，以及高贝利特硫铝酸盐水泥和修复料中各原料之间的协同作用，提高了修复料的抗压强度和抗折强度，增加了修复料和混凝土路面之间的连接强度，提高了修复料的使用效果和使用寿命。
第三、对渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉的重量配比进行优化，并通过三者之间的协同作用，使修复料在混凝土中形成枝蔓状纤维晶体和针状晶体，不仅进一步增加了修复料的抗压强度和抗折强度，而且还进一步提高了修复料的防水效果。
第四、本发明的修复方法，通过V形凹槽、连接凹槽之间的相互配合，增加了修复料和裂缝之间的接触面积，并在其接触面形成交联层，提高了修复料和混凝土路面的连接强度，不仅提高了修复料的使用效果，而且提高了修复料的使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
表1实施例中抗裂增韧剂的各原料含量(单位：Kg)
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 渗透结晶母料 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
| 滑石粉 | 8 | 11 | 10 | 12 | 9 |
| 铝矾土粉 | 9 | 12 | 10 | 10 | 8 |
表2实施例中修复料的各原料含量(单位：Kg)
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 高贝利特硫铝酸盐水泥 | 370 | 420 | 450 | 480 | 530 |
| 细集料 | 510 | 630 | 550 | 460 | 590 |
| 减水剂 | 14 | 15 | 13 | 12 | 11 |
| 早强剂 | 1.4 | 0.6 | 1 | 0.9 | 1.1 |
| 缓凝剂 | 0.8 | 0.2 | 0.5 | 0.4 | 0.6 |
| 抗裂增韧剂一 | 12 | - | - | - | - |
| 抗裂增韧剂二 | - | 18 | - | - | - |
| 抗裂增韧剂三 | - | - | 15 | - | - |
| 抗裂增韧剂四 | - | - | - | 13.5 | - |
| 抗裂增韧剂五 | - | - | - | - | 16.5 |
实施例1
一种超快硬混凝土修复料，其原料配比见表1、表2；
A、将水泥基渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，混合均匀，得到抗裂增韧剂，其中水泥基渗透结晶母料采用山东贵合防水科技有限公司；
B、将白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、石英砂、聚羧酸减水剂、碳酸锂早强剂、葡萄糖酸钠缓凝剂、抗裂增韧剂，混合均匀，得到修复料，其中白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥采用唐山北极熊建材有限公司。
一种修复料的使用方法，修复料用于修复混凝土路面的裂缝；
a、在混凝土路面的裂缝四周设置防护栏，防护栏上设置有警示灯；
b、将混凝土路面的裂缝处开设出V型凹槽，在V型凹槽的两个内侧面分别开设向下倾斜的连接凹槽；
c、对V型凹槽、连接凹槽进行喷水清洗，然后吹干；
d、将修复料摊铺在V型凹槽、连接凹槽内，反复压实、抹平；
e、在修复料的表面喷洒水，然后在修复料的表面铺设一层透明防护膜，完成裂缝修复的施工。
实施例2
一种超快硬混凝土修复料，其原料配比见表1、表2；
A、将水泥基渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，混合均匀，得到抗裂增韧剂，其中水泥基渗透结晶母料采用山东贵合防水科技有限公司；
B、将白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、硅砂、聚羧酸减水剂、碳酸锂早强剂、柠檬酸缓凝剂、抗裂增韧剂，混合均匀，得到修复料，其中白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥采用唐山北极熊建材有限公司。
实施例3
一种超快硬混凝土修复料，其原料配比见表1、表2；
A、将水泥基渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，混合均匀，得到抗裂增韧剂，其中水泥基渗透结晶母料采用山东贵合防水科技有限公司；
B、将白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、河沙、聚羧酸减水剂、硫酸铝早强剂、硼酸缓凝剂、抗裂增韧剂，混合均匀，得到修复料，其中白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥采用唐山北极熊建材有限公司。
实施例4
一种超快硬混凝土修复料，其原料配比见表1、表2；
A、将水泥基渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，混合均匀，得到抗裂增韧剂，其中水泥基渗透结晶母料采用山东贵合防水科技有限公司；
B、将白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、河沙、聚羧酸减水剂、硫酸铝早强剂、硼酸缓凝剂、抗裂增韧剂，混合均匀，得到修复料，其中白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥采用唐山北极熊建材有限公司。
实施例5
一种超快硬混凝土修复料，其原料配比见表1、表2；
A、将水泥基渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉，混合均匀，得到抗裂增韧剂，其中水泥基渗透结晶母料采用山东贵合防水科技有限公司；
B、将白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、石英砂、聚羧酸减水剂、三乙醇胺早强剂、硼酸缓凝剂、抗裂增韧剂，混合均匀，得到修复料，其中白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥采用唐山北极熊建材有限公司。
对比例1
采用授权公告号为CN101830684B的专利文献公开了一种超早强聚合物快速修补砂浆材料，得到修复料。
对比例2
对比例2和实施例3的区别在于，修复料的原料中的高贝利特硫铝酸盐水泥用普通水泥替换。
对比例3
对比例3和实施例3的区别在于，修复料的原料中未添加抗裂增韧剂。
对比例4
对比例4和实施例3的区别在于，抗裂增韧剂的原料中未添加渗透结晶母料。
对比例5
对比例5和实施例3的区别在于，抗裂增韧剂的原料中未添加滑石粉、铝矾土粉。
对比例6
对比例6和实施例3的区别在于，修复料的原料中未添加减水剂。
对实施例1-5和对比例1-6得到的修复料，进行下述性能检测，检测结果如表3所示。
表3检测结果
从表3中可以看出，本发明的超快硬混凝土修复料，在1h时就可以达到25MPa的抗压强度，在将其用于混凝土路面裂缝修复时，可以实现快速通车方行，而且在28d时，抗压强度可以达到70.5MPa，在1h时就可以达到10.3MPa的抗折强度，在28d时，抗折强度可以达到20.4MPa，应用在裂缝修复时，能够表现出了良好的效果。
通过对比实施例3和对比例1-2，由此可以看出，本发明的修复料，在较短的时间内可以达到较高的抗压强度，而且在修复料的原料中加入高贝利特硫铝酸盐水泥，高贝利特硫铝酸盐水泥具有快凝、快硬、高强、抗冻的优点，同时还具有低膨胀、低干缩的优点，高贝利特硫铝酸盐水泥中的硅酸二钙的水化热低，降低了其和混凝土之间的温度裂纹，降低了水化速度，从而降低了其和混凝土之间形成塑性裂纹，增加了修复料和混凝土之间的连接强度，提高了修复料的抗压强度和抗折强度。
通过对比实施例3和对比例3-5，由此可以看出，在修复料中加入抗裂增韧剂，通过渗透结晶母料、滑石粉、铝矾土粉之间的协同作用，抗裂增韧剂中的渗透结晶母料中的活性化合物和水作用后，以水为载体向混凝土结构的空隙进行渗透，渗透到混凝土内部的空隙中的活性化合物与混凝土中的游离氧化钙交互反应生成不溶于水的枝蔓状纤维晶体，同时滑石粉、铝矾土粉随着水也进入混凝土的空隙内，其与水或未水化的水泥产生化学反应，形成不能溶解的针状晶体，枝蔓状纤维晶体和针状晶体填充混凝土空隙，并进一步填充在细微裂缝处，使得混凝土表现出自愈合，且在0.6mm之内裂合，同时还堵住水分和水溶性污染物的通道，同时在混凝土使用寿命内产生的任何水气都将促进结晶的形成，从而提高了修复料的抗压强度和抗折强度，而且还提高了修复料的防水效果。
通过对比实施例3和对比例6，由此可以看出，在修复料中加入减水剂，减水剂吸附在水泥表面，并使水泥表面显示电性能，带有电性能的水泥相互排斥，使水泥均匀的分散在原料中，而且减水剂改善了原料的和易性，从而提高了修复料的致密性和硬度，进而提高了修复料的抗压强度和抗折强度。
Claims (10)
1.一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：按重量份数计，其原料包括高贝利特硫铝酸盐水泥370-530份、细集料460-630份、减水剂11-15份、早强剂0.6-1.4份、缓凝剂0.2-0.8份、抗裂增韧剂12-18份，所述抗裂增韧剂包括渗透结晶母料30-50份、滑石粉8-12份、铝矾土粉8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：其原料包括高贝利特硫铝酸盐水泥420-480份、细集料510-590份、减水剂12-14份、早强剂0.9-1.1份、缓凝剂0.4-0.6份、抗裂增韧剂13.5-16.5份，所述抗裂增韧剂包括渗透结晶母料35-45份、滑石粉9-11份、铝矾土粉9-11份。
3.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述渗透结晶母料:滑石粉:铝矾土粉的重量配比为4:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述高贝利特硫铝酸盐水泥为白色超高快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
6.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述早强剂为碳酸锂、硫酸铝、三乙醇胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述缓凝剂为硼酸、葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种超快硬混凝土修复料，其特征在于：所述细集料为石英砂、河沙、硅砂中的一种或几种。
9.一种制备权利要求1-8中任意一项所述的一种超快硬混凝土修复料的方法，其特征在于：将高贝利特硫铝酸盐水泥、细集料、减水剂、早强剂、缓凝剂、抗裂增韧剂混合均匀，得到修复料。
10.一种利用权利要求1-8中任意一项所述的一种超快硬混凝土修复料的修复方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、在混凝土路面的裂缝四周设置防护栏，防护栏上设置有警示灯；
b、将混凝土路面的裂缝处开设出V型凹槽，在V型凹槽的两个内侧面分别开设向下倾斜的连接凹槽；
c、对V型凹槽、连接凹槽进行喷水清洗，然后吹干；
d、将修复料摊铺在V型凹槽、连接凹槽内，反复压实、抹平；
e、在修复料的表面喷洒水，然后在修复料的表面铺设一层透明防护膜，完成裂缝修复的施工。
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