[发明专利]一种水泥混凝土路面多功能快速修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及路面修补，具体涉及一种路面修补用的材料。

背景技术

道路的维修养护是当今道路工程领域面临的重要课题之一。据统计，近年来，我国每年用于公路养护维修的经费就超过300亿元，随着我国公路交通网络的逐渐完善，公路的维修养护越来越受到重视。由于具有强度高、承载能力强、适用范围广、原材料丰富、耐久性好等特征，水泥混凝土路面在我国公路网建设中一直占有重要地位，是一种非常重要的路面结构形式。但是，目前状况下水泥混凝土路面使用寿命往往达不到预期值，很多实体工程通车尚只有几年时间，就出现裂缝、脱空、断板等病害，需要采取灌浆、碎石化处置、换板或加铺罩面等技术手段来恢复其结构承载能力或路表使用功能。此外，传统的修复方式不但工期长、对交通干扰大、费用高昂，而且修复手段仅仅针对某种具体的病害形式有效，而对其他病害形式进行修复时却无能为力。因此，研制出针对水泥混凝土路面各种主要病害都能进行快速修复且效果持久的的修补材料具有极为重要的现实意义。

水泥混凝土路面裂缝的修补材料通常为柔性材料，如聚氯乙烯胶泥、沥青、橡胶等。这些材料仅能达到封堵裂缝的作用，不能支撑裂缝两壁从而不能作为整体与两侧路面板共同受力，所以当车辆对裂缝两壁有压力时会致使裂缝扩散和扩大；此外，由于这些材料与水泥混凝土材料的收缩、膨胀性差异较大，导致其夏季容易被挤出，被挤出的材料在车轮的作用下从原处脱落，冬季混凝土面板收缩时裂缝处产生较大空隙从而填缝料失效；并且，由于柔性修补材料与水泥混凝土路面颜色反差大，灌注后在路面上形成黑线，较为严重地影响路面的使用性能。

对于水泥混凝土路面的表层类病害，公路养护部门的传统做法是采用沥青混合料对其进行局部修复或整体罩面，尽管施工较为简便，但因为两种材料的刚度不一致，界面间的剪力的存在容易导致修补材料的脱落和失效。另一种传统的修补方法是将破损的混凝土清除，重新铺筑不低于原设计强度等级的普通混凝土，这种修复方式主要存在以下问题：（1）新混凝土收缩较旧混凝土收缩大，容易导致收缩开裂；（2）新旧混凝土之间由于界面缺陷等原因，其相互的粘结强度低，均容易导致修复失效；（3）养护周期长，给交通运营带来较大压力。

针对上述传统修补材料较明显的缺陷，近年来，国内相继研制出各种聚合物混凝土、聚合物改性混凝土、掺外加剂混凝土、纤维混凝土以及快硬类水泥等水泥混凝土路面快速修补材料，以下分别介绍几种修补材料的研究现状。

聚合物混凝土、聚合物改性混凝土、纤维混凝土、掺外加剂混凝土以及快硬类水泥等快速修补材料主要适用于板块修补和罩面修补，使用范围有很大的局限性，且聚合物、纤维和外加剂等使用量较大、价格较贵又限制了其发展和使用。

上述关于水泥混凝土路面修补材料现状的描述表明，现存用于水泥混凝土路面维修与养护的各类材料都存在各自的缺陷以及使用范围的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥混凝土路面多功能快速修补材料，这种修补材料能针对水泥混凝土路面大多数病害形式进行修补。

本发明的目的还在于提供上述修补材料的制备方法，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种水泥混凝土路面多功能快速修补材料，其特征在于，所述修补材料的原料中含有氧化镁、磷酸氢二铵、硼酸、铝酸盐水泥、粉煤灰、橡胶粉、聚丙烯纤维、可再分散乳胶粉、硅溶胶、水，各原料按如下重量比混合：氧化镁20%-30%、磷酸氢二铵14%-26%、硼酸9%-14%、铝酸盐水泥5%-20%、粉煤灰2%-10%、橡胶粉2%-10%、聚丙烯纤维0.5%-1.5%、可再分散乳胶粉0.5%-1.5%、硅溶胶用量为用水量的20%-60%。

该材料施工便捷、固化后效果持久，针对水泥混凝土路面大多数病害形式都具有快速、持久修复能力。

可以先将氧化镁、磷酸氢二铵、硼酸、铝酸盐水泥、粉煤灰、橡胶粉、聚丙烯纤维、可再分散乳胶粉、硅溶胶按上述比例配成胶凝混合物，使用时再按硅溶胶用量为用水量的20%-60%兑水使用。

所述修补材料的原料中还含有砂，所述砂为机制砂、天然细砂或天然粗砂，按重量比33%-50%混入。

作为一种优选方案，各原料按如下重量比混合配制：6%的氧化镁，22%的磷酸氢二铵，12%的硼酸，10-20%的铝酸盐水泥，5-10%的粉煤灰，3-10%的橡胶粉，1.5%的聚丙烯纤维，1%可再分散乳胶粉，硅溶胶用量为用水量的40%。