CN114315261A - 一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，具体涉及路面修复领域，包括该砂浆的制备原料组分及质量配合比为：水泥500份，砂1700份，树脂20份，水100份，固化剂150份，稀释剂90份，促进剂20份，树脂指标为：外观为无色透明粘稠液体；环氧值eq/100g为0.48‑0.53；无机氯值eq/100g为0.03；有机氯值eq/100g为0.01；挥发物％≤1；色泽号≤2；粘度40℃mPa·s≤2500，水泥的指标为：42.5级的早强硅酸盐水泥；其中水泥中砂的细度模数μ＝0.3。添加活性树脂稀释剂和聚酰胺类固化剂的聚合物修补砂浆，这种配方充分利用了环氧树脂的粘结力，使得其与老混凝土的粘结强度高于普通水泥砂浆9～10倍，并且具有良好的韧性。

Description

一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及路面修复技术领域，更具体地说，本发明涉及一种快速修复 路面的聚合物修补砂浆及其制备方法。

背景技术

乡村经济迅速发展，乡村公路交通量和汽车载重量也日益增长，虽然水 泥混凝土路面养护技术的不断提高，但由于当初设计、材料、施工技术、以 及自然条件、超限运输等原因，还存在一些路面病害，如裂缝、断板、下沉、 错台、空洞等，早期修建的水泥混凝土路面结构的破坏也在加速，出现了不 同程度的破坏现象；

目前乡村公路正由原来的数量型向质量型发展，然而，水泥混凝土 路面的早期破坏受到多种原因的影响总是或多或少地存在，路面的修补因此 也越来越受到人们的重视，修补方法是否方便可行、修路效果是否良好，直 接关系到农村公路的使用性能，对在使用的道路进行路面修补时，由于经济 发展和居民出行的需求，不允许长时间封闭交通，显然，传统的修补技术不 能满足经济发展和人们对路面功能的要求，因此，水泥混凝土路面快速修补 的技术是一个急需解决的问题；

乡村公路破损主要是指自然灾害和车辆重载导致的乡村公路毁坏， 乡村公路水损混凝土路面，路面结构的性能会发生相应的变化，因为它处于 自然环境中受到了水浸和温度变化的影响，在不利季节时，路面结构由于土 基会因水分积聚而产生冻融和翻浆的原因从而无法具有足够的坚固性和稳定 性，路面的损坏由于车辆的颠簸会对路面施加冲击力和凹凸不平的路面容易 积滞雨水的原因而加重，这使研究和应用水泥混凝土路面快速修补材料及施 工工艺变得有重要的意义，首先，现有的修补砂浆无法封闭受损路面，减少水分的渗入，减少路面结构层和路基的水损害；二是无法提高路面的使用性 能及恢复路面的质量，三是无法减少施工过程中的交通干扰；因此需要设计 一种可以带动和促进乡村路面的科研发展，直接用于指导水泥混凝土路面修 补砂浆进行实际使用。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种快速修复路面 的聚合物修补砂浆及其制备方法，通过添加活性树脂稀释剂和聚酰胺类固化 剂的聚合物修补砂浆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速修复路面的聚合 物修补砂浆的其制备方法，包括，该砂浆的制备原料组分及质量配合比为： 水泥500份，砂1700份，树脂20份，水100份，固化剂150份，稀释剂90 份，促进剂20份。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述树脂指标为：外观为无色透明 粘稠液体；环氧值eq/100g为0.48-0.53；无机氯值eq/100g为0.03；有机 氯值eq/100g为0.01；挥发物％≤1；色泽号≤2；粘度40℃mPa·s≤ 2500。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述水泥的指标为：42.5级的早强 硅酸盐水泥；其中所述水泥中砂的细度模数μ＝0.3。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述固化剂指标为：外观为红棕色 透明粘稠液体；胺值mgKOH/g为400±200；粘度mPa·s为500～2500。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述稀释剂指标为：外观为无色透 明液体；总氯含量eq/100g≥0.02；水份％≥0.1；粘度25℃/mPa·s为50； 环氧值eq/100g为0.28。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述促进剂指标为：牌号为DMP-30； 外观为黄色或褐色液体；含量≥94.5％；水份≤0.2；粘度25℃为40-80厘泊； 比重为0.97-0.99。

采用上述进一步方案的有益效果是：S1：按配比称取原料；

S2：将水泥、砂进行干拌1～1.5min，得到干拌物；

S3：向步骤S2所得干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅拌 至颜色均匀无结块即可停止。

S4：向步骤S3得到搅拌产物，加水，持续湿拌3～5min，得到拌合物；

S5：浇注前保持模具洁净，模具内侧四周及底部刷涂矿物油脂，并将步 骤S4得到的拌合物注入模具试件中，浇注时采用三联钢模进行浇注，浇注完 成二分之一后每个试件以地面倾斜四十五度多角度进行人工平行振捣；

S6：初步振捣后向S5中的三联钢模浇注剩余二分之一拌合物，进行人工 二次振捣，并用抹刀将混凝土表面抹平，在自然环境下静置24小时，成型后 养护脱模。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述S2中水泥、砂的添入比为 585.9kg/m3：1757.8kg/m3；

所述S4中水与水泥的添入比为117.2kg/m3：585.9kg/m3。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述S3中树脂、固化剂、稀释剂与 促进剂的添入比为：234.4kg/m3：152.3kg/m3：93.8kg/m3：18.8kg/m3。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述S6应完全搅拌均匀前，但不少 于15min/m3，脱模后的相对湿度保持在30％。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过对目前优良的修复材料聚合物修补砂浆进行改进和研 发，研究出以环氧树脂为基材选择添加活性树脂稀释剂和聚酰胺类固化剂的 聚合物修补砂浆，这种配方充分利用了环氧树脂的粘结力，使得其与老混凝 土的粘结强度高于普通水泥砂浆9～10倍，并且具有良好的韧性，所以不会因 为和老混凝土的收缩变形不一致而引起破坏。

2、研究出的聚合物修补砂浆在4个小时的抗压强度达到了26MPa，4个 小时的抗折强度也可达到13MPa，符合开放交通的强度指标，表明其能满足4 个小时即可开放交通的要求。

3、研发的聚合物修补砂浆具有良好的流动性和可操作时间，适宜于路 面修补施工，并且由于聚合物堵塞了硬化体中的孔隙和加强了水泥石与集料 的粘结，可以提高修补砂浆的抗渗、耐腐蚀等性能，提高修补路面的使用寿 命。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中，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1：一种快速修复路面的聚合物修补砂浆的其制备方法，其特征在 于：包括，该砂浆的制备原料组分及质量配合比为：水泥500份，砂1700份， 树脂20份，水100份，固化剂150份，稀释剂90份，促进剂20份。

需要说明的是，其中配方精确计量各种原料后，将水泥、砂进行干拌， 得到干拌物；干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅拌至颜色均 匀无结块即可停止，使胶粘剂充分混合；精确称取水，倒入搅拌机中，并持 续运行搅拌机。

将搅拌好的拌合物注入40mm*40mm*160mm模具中，在人工振捣抹平后， 然后将试模放在自然环境下静置后，进行脱模，将试件放入水中并使水完全 浸泡试件，自然环境下养护。养护完成后即可得本发明快速修复路面的聚合 物修补砂浆试件。

实施例2：本发明提供一种快速修复路面的聚合物修补砂浆，制备原料按 单位体积(m3)下的重量包括：水泥585.9kg/m3，砂1757.8kg/m3，树脂234.4 kg/m3，水117.2kg/m3，固化剂152.3kg/m3，稀释剂93.8kg/m3，促进剂18.8kg/m3。固化剂掺入主剂(树脂)的65％，稀释剂掺入主剂(树脂)的 40％，促进剂型号为DMP-30，促进剂掺入主剂(树脂)的8％。

需要说明的是，其中，配方精确计量各种原料后，将水泥、砂进行干拌 1～1.5min，得到干拌物；干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅 拌至颜色均匀无结块即可停止，使胶粘剂充分混合；精确称取水，在1.5min 内倒入搅拌机中，并持续运行搅拌机3.5min。

将搅拌好的拌合物注入40mm*40mm*160mm模具中，在人工振捣抹平后， 然后将试模放在自然环境下静置24h后，进行脱模，将试件放入水中并使水 完全浸泡试件，自然环境下养护7d。养护完成后即可得本发明快速修复路面 的聚合物修补砂浆试件。

本次试验将在自然养护箱中养护7天的各种变量试件分别放到20％H2SO4 溶液和20％NaOH溶液中，浸泡2d，取出后擦拭表面液体，烘干后测其质量， 与浸酸、碱前的质量做对比，根据我国现行标准《聚合物基复合材料》(CJ/T 211-2005)规定，酸、碱浸泡后质量损失应小于1％。对本实施例的快速修复 路面的聚合物修补砂浆进行检测，结果如下：

1)酸性腐蚀液未浸泡之前的质量：564.7g。

2)酸性腐蚀液浸泡后的质量：562.2g。

3)酸性腐蚀液浸泡的质量损失为：0.44％。

4)碱性腐蚀液未浸泡之前的质量：561.3g。

5)碱性腐蚀液浸泡后的质量：559.6g。

6)碱性腐蚀液浸泡的质量损失为：0.30％。

实施例3：本发明提供一种快速修复路面的聚合物修补砂浆，制备原料按 单位体积(m3)下的重量包括：水泥585.9kg/m3，砂1757.8kg/m3，树脂234.4 kg/m3，水117.2kg/m3，固化剂152.3kg/m3，稀释剂93.8kg/m3，促进剂 18.8kg/m3。固化剂掺入主剂(树脂)的65％，稀释剂掺入主剂(树脂)的40％，促进剂型号为DMP-30，促进剂掺入主剂(树脂)的8％。

需要说明的是，其中，配方精确计量各种原料后，将水泥、砂进行干拌 1～1.5min，得到干拌物；干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅 拌至颜色均匀无结块即可停止，使胶粘剂充分混合；精确称取水，在1.5min 内倒入搅拌机中，并持续运行搅拌机3.5min。

将搅拌好的拌合物注入40mm*40mm*160mm模具中，在人工振捣抹平后， 然后将试模放在自然环境下静置24小时后，进行脱模，将试件放入水中并使 水完全浸泡试件，自然环境下养护。养护至相应龄期后进行性能试验。

参照《GB/T50081-2019混凝土力学性能试验方法标准》，对本实施例的 快速修复路面的聚合物修补砂浆进行检测，结果如下：

1)龄期1d：抗压强度：86.3MPa；抗折强度：28.7Mpa。

2)龄期3d：抗压强度：88.5MPa；抗折强度：30.2Mpa。

3)龄期7d：抗压强度：88.9MPa；抗折强度：30.3Mpa。

4)龄期28d：抗压强度：89.4MPa；抗折强度：32.8Mpa。

实施例4：本发明提供一种快速修复路面的聚合物修补砂浆，制备原料按 单位体积(m3)下的重量包括：水泥585.9kg/m3，砂1757.8kg/m3，树脂234.4 kg/m3，水117.2kg/m3，固化剂152.3kg/m3，稀释剂93.8kg/m3，促进剂 18.8kg/m3。固化剂掺入主剂(树脂)的65％，稀释剂掺入主剂(树脂)的 40％，促进剂型号为DMP-30，促进剂掺入主剂(树脂)的8％。

需要说明的是，其中配方精确计量各种原料后，将水泥、砂进行干拌 1～1.5min，得到干拌物；干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅 拌至颜色均匀无结块即可停止，使胶粘剂充分混合；精确称取水，在1.5min 内倒入搅拌机中，并持续运行搅拌机3.5min。

将搅拌好的拌合物注入40mm*40mm*160mm模具中，在人工振捣抹平后， 然后带试模在自然环境下静置至相关龄期后，进行收缩率检测。

本试验参照《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003的附录C“灌 浆用膨胀砂浆竖向膨胀率测试”。试件成型后30s内测试其初始长度，然后 根据不同龄期测试其相应长度。对本实施例的修补后的水泥浆体进行检测， 结果如下：

1)龄期1h：收缩率为0.115％。

2)龄期3h：收缩率为0.257％。

3)龄期5h：收缩率为0.279％。

4)龄期7h：收缩率为0.302％。

5)龄期1d：收缩率为0.302％。

实施例5：本发明提供一种快速修复路面的聚合物修补砂浆，制备原料按 单位体积(m3)下的重量包括：水泥585.9kg/m3，砂1757.8kg/m3，树脂234.4 kg/m3，水117.2kg/m3，固化剂152.3kg/m3，稀释剂93.8kg/m3，促进剂 18.8kg/m3。固化剂掺入主剂(树脂)的65％，稀释剂掺入主剂(树脂)的 40％，促进剂型号为DMP-30，促进剂掺入主剂(树脂)的8％。

需要说明的是，其中配方精确计量各种原料后，将水泥、砂进行干拌 1～1.5min，得到干拌物；干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅 拌至颜色均匀无结块即可停止，使胶粘剂充分混合；精确称取水，在1.5min 内倒入搅拌机中，并持续运行搅拌机3.5min。得到修补砂浆。

本试验根据实际的实验室条件采用弯曲强度试验方法测试材料的粘结强 度。将40×40mm×160mm的水泥混凝土试件(水泥混凝土试件已经养护28d， 抗折强度达到9MPa)用钢锯锯断，锯断后对试件断面进行凿毛，然后把断裂 的试件照原试件拼在一起，将水泥试件三面密封固定好，从未密封的一面灌 进配好的修补材料，厚度控制位0.5～0.7mm，然后用刮刀插捣，刮平，再静 置5min，观察修补材料表面是否有沉陷现象，若有，则需要再加入修补材料 填平，再插捣挂刮平。试样做好则按照不同的时间养护，等到规定的龄期再 进行性能试验。

参照《GB/T50081-2019混凝土力学性能试验方法标准》，对本实施例的 快速修复路面的聚合物修补砂浆进行检测，结果如下：

1)龄期4h：抗折强度>9Mpa,老砂浆试件本体破坏。

2)龄期1d：抗折强度>9Mpa,老砂浆试件本体破坏。

3)龄期3d：抗折强度>9Mpa,老砂浆试件本体破坏。

4)龄期7d：抗折强度>9Mpa,老砂浆试件本体破坏。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非 另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以 是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、 “下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对 位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速修复路面的聚合物修补砂浆的其制备方法，其特征在于：包括，该砂浆的制备原料组分及质量配合比为：水泥500份，砂1700份，树脂20份，水100份，固化剂150份，稀释剂90份，促进剂20份。

2.根据权利要求1所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述树脂指标为：外观为无色透明粘稠液体；环氧值eq/100g为0.48-0.53；无机氯值eq/100g为0.03；有机氯值eq/100g为0.01；挥发物％≤1；色泽号≤2；粘度40℃mPa·s≤2500。

3.根据权利要求2所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述水泥的指标为：42.5级的早强硅酸盐水泥；其中所述水泥中砂的细度模数μ＝0.3。

4.根据权利要求3所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述固化剂指标为：外观为红棕色透明粘稠液体；胺值mgKOH/g为400±200；粘度mPa·s为500～2500。

5.根据权利要求4所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述稀释剂指标为：外观为无色透明液体；总氯含量eq/100g≥0.02；水份％≥0.1；粘度25℃/mPa·s为50；环氧值eq/100g为0.28。

6.根据权利要求5所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述促进剂指标为：牌号为DMP-30；外观为黄色或褐色液体；含量≥94.5％；水份≤0.2；粘度25℃为40-80厘泊；比重为0.97-0.99。

7.根据权利要求6所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：

S1：按配比称取原料；

S2：将水泥、砂进行干拌1～1.5min，得到干拌物；

S3：向步骤S2所得干拌物中加入树脂、稀释剂、固化剂、促进剂，搅拌至颜色均匀无结块即可停止；

S4：向步骤S3得到搅拌产物，加水，持续湿拌3～5min，得到拌合物；

S5：浇注前保持模具洁净，模具内侧四周及底部刷涂矿物油脂，并将步骤S4得到的拌合物注入模具试件中，浇注时采用三联钢模进行浇注，浇注完成二分之一后每个试件以地面倾斜四十五度多角度进行人工平行振捣；

S6：初步振捣后向S5中的三联钢模浇注剩余二分之一拌合物，进行人工二次振捣，并用抹刀将混凝土表面抹平，在自然环境下静置24小时，成型后养护脱模。

8.根据权利要求7所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述S2中水泥、砂的添入比为585.9kg/m3：1757.8kg/m3；

所述S4中水与水泥的添入比为117.2kg/m3：585.9kg/m3。

9.根据权利要求8所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述S3中树脂、固化剂、稀释剂与促进剂的添入比为：234.4kg/m3：152.3kg/m3：93.8kg/m3：18.8kg/m3。

10.根据权利要求9所述的一种快速修复路面的聚合物修补砂浆及其制备方法，其特征在于：所述S6应完全搅拌均匀前，但不少于15min/m3，脱模后的相对湿度保持在30％。