[发明专利]一种磷酸盐水泥基修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥混凝土路面修补技术领域，具体涉及一种磷酸盐水泥基修补材料及其制备方法。

背景技术

现如今随着经济建设的高速发展，交通运输业也得到了蓬勃发展，由于水泥混凝土路面本身具有较高的强度，较大的刚度，良好的体积稳定性和优异的荷载扩散能力、耐久性等，使得水泥混凝土路面在公路建设中占有极大的比重。但是其脆性大、易开裂也给混凝土路面的正常交通和维护带来了许多麻烦。在车辆的重复荷载和环境因素的影响下，水泥混凝土开始出现诸如裂缝、露骨、麻面等小病害，如不及时处理则有可能导致更为严重的结构破坏，不但会给正常交通带来不畅，甚至影响行车安全。为了减小经济损失，提高社会经济效益，在尽可能缩短交通阻断时间的情况下，快速修补路面也就成了路面发展技术的重中之重。

磷酸盐水泥基材料，是由金属氧化物与酸式磷酸盐通过酸碱中和反应形成以磷酸盐为黏结相的无机胶凝材料，由磷酸二氢铵、磷酸二氢钾等中的一种或两种混合酸式磷酸盐、氧化镁粉、缓凝剂及掺合料等制备而成，在水作为介质下可以快速发生反应形成具有高强、快凝、抗盐、抗冻、耐磨及耐酸腐蚀等优良性能的胶凝材料，用于快速混凝土修补材料具有广阔的前景。

中国专利CN102505601A公开了一种沥青混凝土路面快速修复方法，采用如下质量份配比的材料：磷酸镁水泥1-40份；5-10mm粒径的碎石10-30份；11-16mm粒径的碎石20-40份；小于5mm粒径的石屑20-50份；中砂5-15份；矿粉0-10份；乳化沥青按照油石比4～10％添加，其中磷酸镁水泥按照磷酸二氢铵、氧化镁、硼砂质量比1:(1-6):(0.1-0.6)拌合均匀而成。该方法由于采用磷酸二氢铵，反应产生刺激性气体氨气，存在污染环境的问题。

中国专利CN105294049A公开了一种特种水泥基的修补材料及水泥混凝土路面快修方法，该修补材料包括以下重量份的组分：磷酸镁水泥30-80份、硫铝酸盐水泥10-30份、早强剂0.1-0.5份、减水剂0.2-0.5份、可再分散乳胶粉0.2-2份、粉煤灰2-10份、金刚砂10-25份、细砂10-25份、碎石5-50份、碳纤维0.5-2份、水溶性聚氨酯1-5份。该修补材料的力学性能、耐磨耗性能、防水抗渗性和耐久性能等均满足应用要求，但是初凝时间只有8-14分钟，存在凝结时间过短，不容易调控的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磷酸盐水泥基修补材料及其制备方法，以磷酸镁水泥作为基材制备凝结时间适中、力学性能、耐水性能等均满足应用要求的快速修补材料。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种磷酸盐水泥基修补材料，按重量份数它由以下组分组成：磷酸镁水泥100份，矿物掺合料20-40份，细集料120-140份，水玻璃0.5-1份，纤维0.5-1份，水20-30份；

所述磷酸镁水泥按质量百分比，由56-66％氧化镁、30-40％磷酸二氢钾、3-4％复合缓凝剂组成。

按上述方案，所述氧化镁由菱镁矿在1600-1700℃煅烧后粉磨而成，质量纯度大于90％，200目筛余小于10％。

按上述方案，所述磷酸二氢钾质量纯度大于96％，粒度为245-350μm。

按上述方案，所述矿物掺合料为II级粉煤灰，密度为2.60-2.75g/cm³，比表面积为3500-4000cm²/g。

按上述方案，所述细集料为石英砂或河砂中的一种或两种，细度模数为2.2-2.8。

按上述方案，所述纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或两种，平均长度为12mm。

按上述方案，所述水玻璃模数为2.2-2.8。

按上述方案，所述复合缓凝剂由硼砂、十二水合磷酸氢二钠和无水氯化钙按质量比2：2：1混合得到，三者纯度均大于95％。

本发明还提供上述磷酸盐水泥基修补材料的制备方法，其步骤如下：按配比称取原料，先将氧化镁、磷酸二氢钾、复合缓凝剂拌合均匀后得到磷酸镁水泥，然后加入矿物掺合料、细集料，拌合均匀后加入水玻璃、纤维和水并利用搅拌机搅拌3-4分钟得到磷酸盐水泥基修补材料。

本发明还提供上述磷酸盐水泥基修补材料快速修补路面的方法，其步骤如下：