技术摘要：
本发明涉及一种桥梁伸缩缝快速修复材料及其制备方法，主要由氧化镁，磷酸二氢铵，赤泥，橡胶颗粒，乳化沥青，偶联剂，纤维和聚合物粉末等组成，通过磷酸二氢铵与氧化镁反应热激活工业废料赤泥参与反应，快速产生强度作为胶凝材料，引入橡胶颗粒，复合乳化沥青与偶联剂 全部
背景技术：
桥梁伸缩缝作为桥梁结构工程中易损部位，一直受到业内关注。由于桥梁伸缩缝 直接承受车轮荷载的冲击且长期暴露在大气环境中，通常是最早出现损伤的，对其维修成 本也非常昂贵。伸缩缝的典型早期破坏大多是混凝土开裂剥落，裂纹产生后，在车荷载反复 冲击下会加速破坏，伸缩缝混凝土与沥青路面的接缝处容易产生高差，车辆在此处会产生 跳车，增加了冲击能力，进而加大破坏，引起桥梁伸缩缝的整体破坏，最终影响桥梁主体结 构的受力，降低桥梁的使用寿命。因此，当桥梁伸缩缝出现损伤时，对其进行快速修复显得 非常重要。 针对桥梁伸缩缝快速修复，国内公开了一些修复方法和工艺。如中国专利文献号 CN 110593090 A，公开日：2019.12.20，该方法首先通过桥梁伸缩缝的宽度确定伸缩缝的锚 固区的处治深度和宽度，并拆除原有的型钢伸缩缝装置，采用骨料与弹性环氧树脂的混合 料代替原有的伸缩缝装置，具有施工方便的优势。又如专利文献号CN 102296545 A，公开 日：2011.12.28，该发明公开了一种铁路混凝土桥梁既有伸缩缝的快速修复方法，主要包括 以下步骤：(1)清除残余的止水橡胶条；(2)去除混凝土基面上以及相关污物和垃圾并进行 干燥；(3)安装和定位所述底衬和侧衬；(4)喷刷底涂料；(5)浇筑修复材料；(6)面涂料喷刷； (7)待修复材料基本固化后，修复完成。从以上一些公开的发明专利中可以看出，伸缩缝修 复效率和效果主要取决于修复材料，而目前用于桥梁伸缩缝修复材料主要有：普通水泥加 早强剂混凝土，环氧树脂混凝土以及快硬早强型特种水泥混凝土。桥梁伸缩缝修复的难度 主要在于：天窗时间(交通报畅)的限制、修复材料与旧混凝土的粘结强度、修复材料养护的 敏感性以及修复材料自身的耐久性等。目前，市场上已有的快速修复材料硬化时间大多在3 小时，同时在耐久性、粘结性以及造价方面均存在着一定的不足，难以满足伸缩缝快速高效 修复性能的需求。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种桥梁伸缩缝用 快速修复材料及其制备方法，具有凝结硬化快、粘结强度高、具有良好变形能力且造价低 廉、生态环保等特性。 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种桥梁伸缩缝用快速修复材料， 其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量组成： 4 CN 111574186 A 说 明 书 2/4 页 基于氧化镁在体系中反应速度和晶体完整度的控制要求，本发明选用的氧化镁为 经过1500℃煅烧过的重烧镁砂，氧化镁含量大于90％，其溶解度常数要求控制为5-25，颗粒 粒径为200～300目，颗粒粒径过小，反应速度太快，无法控制搅拌成型时间；粒径过大，不能 参与反应。 所述的磷酸二氢铵为工业级，纯度要求98％以上，纯度低于98％，对形成的强度产 生影响。 所述的赤泥为工业废弃物，其含水率小于1％，含水率高于1％，影响体系的保存； 细度为200～400目，细度控制是基于赤泥的活性，颗粒粒径过小，需水量增大，影响成型；颗 粒粒径过大，活性偏低，影响参与反应程度。 所述的橡胶颗粒为破碎的橡胶轮胎颗粒，一方面可将废弃物进行二次利用，另一 方面可以与其他基材共同作用，提高最终产品的变形能力，降低弹性模量，基于修补裂缝的 尺寸以及拌合物施工性能需求，将其加工成粒径范围为0.5-2.5mm颗粒。 所述的乳化沥青选用阳离子型乳化沥青，其固含量为25～35％。 所述的偶联剂选用硅烷偶联剂。 所述的纤维为高弹模聚丙烯纤维，选用聚丙烯纤维，是基于其抗拉强度与本发明 基材性能匹配，基于搅拌时分散需求和在基体中发挥的抗裂能力需求，选择长度为15～ 25mm，直径为0.1～0.3mm更好长度选择是一方面是其二是。 所述的聚合物粉末为市售易来泰ELOSET seal 80产品，具有憎水特性。所述的调 凝剂为三聚磷酸钠，食品级，其纯度大于99％，含水量小于0.5％的粉末。 一种桥梁伸缩缝用快速修复材料的制备方法，该方法包括以下步骤： (1)将橡胶颗粒加入搅拌器中进行搅拌并加入乳化沥青和偶联剂，搅拌0 .5～ 2min； (2)加入氧化镁、赤泥、磷酸二氢铵、石英砂、聚合物粉末和调凝剂进行搅拌0.5- 2min； 5 CN 111574186 A 说 明 书 3/4 页 (3)分次加入水，搅拌成流态混合料，加入纤维继续搅拌，搅拌时间控制在5min之 内； (4)将形成的流态混凝土拌合料浇筑到伸缩缝中，在5min内完成振捣成型，收光抹 面，半小时后实现通车运行。 与现有技术相比，本发明。 (1)采用磷酸二氢铵与氧化镁快速水化反应热激活赤泥中的氧化铁参与反应，形 成高水稳定性的；此外，由于赤泥的引入，大幅度降低了成本。该修复材料具有凝结硬化快， 早期强度高，浇筑完成后，30min可实现开发交通； (2)本发明中通过引入橡胶颗粒作为部分骨料，形成的材料弹性大，柔韧性好，起 到较好的缓冲和大幅度降低路面噪音功能，对减少伸缩缝装置承受冲击能、减轻或避免其 发生冲击破坏具有良好的保护功能，可保证路面的一体化，实现材料模量的均匀过渡，以及 保证路面的平整度行车的平稳性和舒适性。同时由于大量使用了废旧橡胶轮胎和赤泥，价 格低廉，具有较高的环保价值。 (3)发明中引入了乳化沥青和偶联剂，一方面提升了橡胶颗粒与无机胶凝材料的 界面粘结强度；另外一方面，提升了快速修复材料与原有混凝土的粘结强度，实现伸缩缝填 缝材料与路面沥青材料成为整体结构。 (4)发明中引入憎水性聚合物粉末，硬化后，在无机胶凝材料内部和表面形成一种 相互交错的网状结构，一方面提升了修复材料粘结强度，更重要的是形成了一层憎水保护 层，可大幅度提高修复材料的耐水性。 (5)发明中引入较高体积掺量的高弹模聚丙烯纤维，可大幅度改善混凝土的整体 受力，增加其抗弯折能力，具有较好的抵抗拉应力作用，可成为伸缩缝处钢板与沥青混凝土 面层间差异变形的良好过渡材料。 综上，本发明中的桥梁伸缩缝修复材料施工方便，工艺简单，尤其适用于小方量现 场搅拌，路用性能好，可快速开放交通，耐磨性能优异，无收缩，耐久性好，造价低廉，环保， 可很好地应用于桥梁伸缩缝的快速修复。
本发明涉及一种桥梁伸缩缝快速修复材料及其制备方法，主要由氧化镁，磷酸二氢铵，赤泥，橡胶颗粒，乳化沥青，偶联剂，纤维和聚合物粉末等组成，通过磷酸二氢铵与氧化镁反应热激活工业废料赤泥参与反应，快速产生强度作为胶凝材料，引入橡胶颗粒，复合乳化沥青与偶联剂 全部
背景技术：
桥梁伸缩缝作为桥梁结构工程中易损部位，一直受到业内关注。由于桥梁伸缩缝 直接承受车轮荷载的冲击且长期暴露在大气环境中，通常是最早出现损伤的，对其维修成 本也非常昂贵。伸缩缝的典型早期破坏大多是混凝土开裂剥落，裂纹产生后，在车荷载反复 冲击下会加速破坏，伸缩缝混凝土与沥青路面的接缝处容易产生高差，车辆在此处会产生 跳车，增加了冲击能力，进而加大破坏，引起桥梁伸缩缝的整体破坏，最终影响桥梁主体结 构的受力，降低桥梁的使用寿命。因此，当桥梁伸缩缝出现损伤时，对其进行快速修复显得 非常重要。 针对桥梁伸缩缝快速修复，国内公开了一些修复方法和工艺。如中国专利文献号 CN 110593090 A，公开日：2019.12.20，该方法首先通过桥梁伸缩缝的宽度确定伸缩缝的锚 固区的处治深度和宽度，并拆除原有的型钢伸缩缝装置，采用骨料与弹性环氧树脂的混合 料代替原有的伸缩缝装置，具有施工方便的优势。又如专利文献号CN 102296545 A，公开 日：2011.12.28，该发明公开了一种铁路混凝土桥梁既有伸缩缝的快速修复方法，主要包括 以下步骤：(1)清除残余的止水橡胶条；(2)去除混凝土基面上以及相关污物和垃圾并进行 干燥；(3)安装和定位所述底衬和侧衬；(4)喷刷底涂料；(5)浇筑修复材料；(6)面涂料喷刷； (7)待修复材料基本固化后，修复完成。从以上一些公开的发明专利中可以看出，伸缩缝修 复效率和效果主要取决于修复材料，而目前用于桥梁伸缩缝修复材料主要有：普通水泥加 早强剂混凝土，环氧树脂混凝土以及快硬早强型特种水泥混凝土。桥梁伸缩缝修复的难度 主要在于：天窗时间(交通报畅)的限制、修复材料与旧混凝土的粘结强度、修复材料养护的 敏感性以及修复材料自身的耐久性等。目前，市场上已有的快速修复材料硬化时间大多在3 小时，同时在耐久性、粘结性以及造价方面均存在着一定的不足，难以满足伸缩缝快速高效 修复性能的需求。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种桥梁伸缩缝用 快速修复材料及其制备方法，具有凝结硬化快、粘结强度高、具有良好变形能力且造价低 廉、生态环保等特性。 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种桥梁伸缩缝用快速修复材料， 其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量组成： 4 CN 111574186 A 说 明 书 2/4 页 基于氧化镁在体系中反应速度和晶体完整度的控制要求，本发明选用的氧化镁为 经过1500℃煅烧过的重烧镁砂，氧化镁含量大于90％，其溶解度常数要求控制为5-25，颗粒 粒径为200～300目，颗粒粒径过小，反应速度太快，无法控制搅拌成型时间；粒径过大，不能 参与反应。 所述的磷酸二氢铵为工业级，纯度要求98％以上，纯度低于98％，对形成的强度产 生影响。 所述的赤泥为工业废弃物，其含水率小于1％，含水率高于1％，影响体系的保存； 细度为200～400目，细度控制是基于赤泥的活性，颗粒粒径过小，需水量增大，影响成型；颗 粒粒径过大，活性偏低，影响参与反应程度。 所述的橡胶颗粒为破碎的橡胶轮胎颗粒，一方面可将废弃物进行二次利用，另一 方面可以与其他基材共同作用，提高最终产品的变形能力，降低弹性模量，基于修补裂缝的 尺寸以及拌合物施工性能需求，将其加工成粒径范围为0.5-2.5mm颗粒。 所述的乳化沥青选用阳离子型乳化沥青，其固含量为25～35％。 所述的偶联剂选用硅烷偶联剂。 所述的纤维为高弹模聚丙烯纤维，选用聚丙烯纤维，是基于其抗拉强度与本发明 基材性能匹配，基于搅拌时分散需求和在基体中发挥的抗裂能力需求，选择长度为15～ 25mm，直径为0.1～0.3mm更好长度选择是一方面是其二是。 所述的聚合物粉末为市售易来泰ELOSET seal 80产品，具有憎水特性。所述的调 凝剂为三聚磷酸钠，食品级，其纯度大于99％，含水量小于0.5％的粉末。 一种桥梁伸缩缝用快速修复材料的制备方法，该方法包括以下步骤： (1)将橡胶颗粒加入搅拌器中进行搅拌并加入乳化沥青和偶联剂，搅拌0 .5～ 2min； (2)加入氧化镁、赤泥、磷酸二氢铵、石英砂、聚合物粉末和调凝剂进行搅拌0.5- 2min； 5 CN 111574186 A 说 明 书 3/4 页 (3)分次加入水，搅拌成流态混合料，加入纤维继续搅拌，搅拌时间控制在5min之 内； (4)将形成的流态混凝土拌合料浇筑到伸缩缝中，在5min内完成振捣成型，收光抹 面，半小时后实现通车运行。 与现有技术相比，本发明。 (1)采用磷酸二氢铵与氧化镁快速水化反应热激活赤泥中的氧化铁参与反应，形 成高水稳定性的；此外，由于赤泥的引入，大幅度降低了成本。该修复材料具有凝结硬化快， 早期强度高，浇筑完成后，30min可实现开发交通； (2)本发明中通过引入橡胶颗粒作为部分骨料，形成的材料弹性大，柔韧性好，起 到较好的缓冲和大幅度降低路面噪音功能，对减少伸缩缝装置承受冲击能、减轻或避免其 发生冲击破坏具有良好的保护功能，可保证路面的一体化，实现材料模量的均匀过渡，以及 保证路面的平整度行车的平稳性和舒适性。同时由于大量使用了废旧橡胶轮胎和赤泥，价 格低廉，具有较高的环保价值。 (3)发明中引入了乳化沥青和偶联剂，一方面提升了橡胶颗粒与无机胶凝材料的 界面粘结强度；另外一方面，提升了快速修复材料与原有混凝土的粘结强度，实现伸缩缝填 缝材料与路面沥青材料成为整体结构。 (4)发明中引入憎水性聚合物粉末，硬化后，在无机胶凝材料内部和表面形成一种 相互交错的网状结构，一方面提升了修复材料粘结强度，更重要的是形成了一层憎水保护 层，可大幅度提高修复材料的耐水性。 (5)发明中引入较高体积掺量的高弹模聚丙烯纤维，可大幅度改善混凝土的整体 受力，增加其抗弯折能力，具有较好的抵抗拉应力作用，可成为伸缩缝处钢板与沥青混凝土 面层间差异变形的良好过渡材料。 综上，本发明中的桥梁伸缩缝修复材料施工方便，工艺简单，尤其适用于小方量现 场搅拌，路用性能好，可快速开放交通，耐磨性能优异，无收缩，耐久性好，造价低廉，环保， 可很好地应用于桥梁伸缩缝的快速修复。
