技术摘要：
本发明涉及一种快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料及其制备方法，按重量计份，主要由以下原料制成：硫铝酸盐水泥16～20份、硅酸盐水泥13～17份、促凝剂3～4份、粉煤灰1～2份、硅灰1～2份、级配河沙37～42份、复合缓凝剂3.1～4.5份、早强剂0.01～0.02份、减水剂0.2～0.3 全部
背景技术：
水泥混凝土由于其刚度大、承载能力强、施工便捷和成本低廉等优点广泛应用于 交通领域。但在使用过程中，由于外界环境的侵蚀及外加荷载的持续作用，尤其在桥梁伸缩 缝及高速收费岛区域，水泥混凝土材料通常在使用后不久出现破损现象，严重影响行车安 全。为了确保路面的行车安全与使用品质，必须对破损水泥混凝土路面进行修补，从而恢复 路面的结构性能和使用性能。 由于城市道路日益繁忙，破损路面修补要快速，以减少修补过程对城市交通的影 响，并且修补后的路面应具有较高的早期强度及较强的耐久性能。 目前修补材料分为有机类修补材料与无机类修补材料，有机类修补材料由于其高 昂的价格限制了其在工程上的应用，无机类修补材料应用较为广泛。常用的无机类修补材 料主要有铝酸盐水泥体系、磷酸盐体系和硫铝酸盐水泥体系。铝酸盐水泥存在晶形转变后 期强度倒缩和价格高的问题；磷酸盐体系存在不耐水和与既有水泥混凝土存在明显色差的 问题；硫铝酸盐水泥体系存在质量不稳定及干缩较大的问题。 有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明涉及一种快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料，该材料水化后迅速生成以 钙矾石为主的硬化浆体结构，具有优异的快凝快硬、早强及抗裂性能。本发明的材料主要由 以下原料制成：硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硬石膏粉、粉煤灰、硅灰、砂、复合缓凝剂、早强 剂、减水剂、消泡剂、高分子黏合剂、水。 进一步地，各组份的重量份为：硫铝酸盐水泥16～20份、硅酸盐水泥13～17份、硬 石膏粉3～4份、粉煤灰1～2份、硅灰1～2份、砂37～42份、复合缓凝剂3.1～4.5份、早强剂 0.01～0.02份、减水剂0.2～0.3份、消泡剂0.02～0.03份、高分子黏合剂0.3～0.5份、水17 ～19份，总份数为100份。 进一步地，本发明所述硫铝酸盐水泥标号为52.5、72.5或92.5；所述硅酸盐水泥标 号为52.5或52.5R；所述硬石膏粉为200～400目硬石膏粉；所述的粉煤灰为一级原状粉煤 灰；所述砂选自细度模数为2.6～3.2的河砂；所述早强剂采用碳酸锂粉、氯化锂粉或硫酸锂 粉中的一种或多种；所述减水剂采用聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基 磺酸盐系减水剂中的一种或多种；所述消泡剂采用聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂或矿物 油类消泡剂中的一种或多种；所述高分子黏合剂采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙 烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物或醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的一种 或多种。 3 CN 111574174 A 说 明 书 2/6 页 进一步地，本发明所述复合缓凝剂由无机缓凝A组份3～4重量份和有机缓凝B组份 0.1～0.5重量份组成。所述A组份为200～400目α半水石膏粉、200～400目β半水石膏粉中的 一种或多种；所述B组份为柠檬酸、酒石酸、硼砂、硼酸、葡萄糖酸钠中一种或多种。 相比于常规有机缓凝剂，本发明提出适于本体系的无机缓凝A组份及有机缓凝B组 份组成的复合缓凝剂。相比于常规单掺有机缓凝组份，无机缓凝A组份的掺入大幅延长了修 补材料的凝结时间，主要是由于无机缓凝A组分中半水石膏溶解速率快，能够很快参与反 应，在水化初期较快较多的提供SO 2-4 ,与活性较高的C3A和C4A3 反应生成钙矾石，如式(1)、 (2)，生成的钙矾石包覆在C3A和C4A3 表面，降低了其活性，从而延缓了水化，发挥了缓凝作 用。 与此同时，本发明的材料具有优异的抗裂性能，这来源于两方面：一方面是因为高 分子黏合剂在水化后的基体内部形成相互黏连的膜状结构，增加了结构的致密度和韧性， 改善了基体内部应力分布，材料的抗裂能力大幅提高；另一方面是因为硅酸盐水泥中C2S和 C3S水化生成C-S-H凝胶和Ca(OH)2，体系中Ca(OH)2含量增加，在CH量充足情况下前述生成的 铝胶进一步生成钙矾石，如式(3)，此时生成的钙矾石具有膨胀性，补偿了收缩，水化体系更 加致密，材料抗裂性增强。 本发明还涉及一种快凝快硬超早强高抗裂修补材料的制备方法，包括： S1：分别称取上述快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料中提到的原料； S2：将称取的硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硬石膏粉、粉煤灰、硅灰和砂放入搅拌机 中慢速搅拌2min，得到均匀粉料； S3：向S2步骤中制得的均匀粉料中加入称取的缓凝剂、早强剂、减水剂、消泡剂和 高分子黏合剂，在搅拌机中慢速搅拌1min，得到均匀粉料； S4：向S3步骤中制得的均匀粉料中加入称取的水，慢速搅拌1min，然后快速搅拌 2min，即可得到快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料。 本发明解决了现有技术中修补材料凝结硬化过快、强度低、易开裂的问题，适用于 道路工程的紧急修复。本发明提供的快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料及其制备方法具 有如下优点： (1)初凝时间为15-35分钟，能够满足不同修补工况施工时间的要求； (2)制备所得的材料早期强度高，3h抗折强度最高可达6.0Mpa以上，且后期强度持 续增长； (3)该材料具有优异的抗裂性能，主要是因为该修补材料水化过程中生成了具有 膨胀性能的钙矾石补偿了材料的收缩，以及高分子黏合剂在基体内部形成致密的聚合物膜 状结构，改善了基体内部应力分布，显著提高了材料的韧性和密实度，降低了后期维护成 本。 4 CN 111574174 A 说 明 书 3/6 页 (4)本发明提供的制备方法操作简单，对操作人员技术要求低，降低了生产成本， 易于施行、推广与应用。
本发明涉及一种快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料及其制备方法，按重量计份，主要由以下原料制成：硫铝酸盐水泥16～20份、硅酸盐水泥13～17份、促凝剂3～4份、粉煤灰1～2份、硅灰1～2份、级配河沙37～42份、复合缓凝剂3.1～4.5份、早强剂0.01～0.02份、减水剂0.2～0.3 全部
背景技术：
水泥混凝土由于其刚度大、承载能力强、施工便捷和成本低廉等优点广泛应用于 交通领域。但在使用过程中，由于外界环境的侵蚀及外加荷载的持续作用，尤其在桥梁伸缩 缝及高速收费岛区域，水泥混凝土材料通常在使用后不久出现破损现象，严重影响行车安 全。为了确保路面的行车安全与使用品质，必须对破损水泥混凝土路面进行修补，从而恢复 路面的结构性能和使用性能。 由于城市道路日益繁忙，破损路面修补要快速，以减少修补过程对城市交通的影 响，并且修补后的路面应具有较高的早期强度及较强的耐久性能。 目前修补材料分为有机类修补材料与无机类修补材料，有机类修补材料由于其高 昂的价格限制了其在工程上的应用，无机类修补材料应用较为广泛。常用的无机类修补材 料主要有铝酸盐水泥体系、磷酸盐体系和硫铝酸盐水泥体系。铝酸盐水泥存在晶形转变后 期强度倒缩和价格高的问题；磷酸盐体系存在不耐水和与既有水泥混凝土存在明显色差的 问题；硫铝酸盐水泥体系存在质量不稳定及干缩较大的问题。 有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明涉及一种快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料，该材料水化后迅速生成以 钙矾石为主的硬化浆体结构，具有优异的快凝快硬、早强及抗裂性能。本发明的材料主要由 以下原料制成：硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硬石膏粉、粉煤灰、硅灰、砂、复合缓凝剂、早强 剂、减水剂、消泡剂、高分子黏合剂、水。 进一步地，各组份的重量份为：硫铝酸盐水泥16～20份、硅酸盐水泥13～17份、硬 石膏粉3～4份、粉煤灰1～2份、硅灰1～2份、砂37～42份、复合缓凝剂3.1～4.5份、早强剂 0.01～0.02份、减水剂0.2～0.3份、消泡剂0.02～0.03份、高分子黏合剂0.3～0.5份、水17 ～19份，总份数为100份。 进一步地，本发明所述硫铝酸盐水泥标号为52.5、72.5或92.5；所述硅酸盐水泥标 号为52.5或52.5R；所述硬石膏粉为200～400目硬石膏粉；所述的粉煤灰为一级原状粉煤 灰；所述砂选自细度模数为2.6～3.2的河砂；所述早强剂采用碳酸锂粉、氯化锂粉或硫酸锂 粉中的一种或多种；所述减水剂采用聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基 磺酸盐系减水剂中的一种或多种；所述消泡剂采用聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂或矿物 油类消泡剂中的一种或多种；所述高分子黏合剂采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-氯乙 烯-月桂酸乙烯酯三元共聚物或醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的一种 或多种。 3 CN 111574174 A 说 明 书 2/6 页 进一步地，本发明所述复合缓凝剂由无机缓凝A组份3～4重量份和有机缓凝B组份 0.1～0.5重量份组成。所述A组份为200～400目α半水石膏粉、200～400目β半水石膏粉中的 一种或多种；所述B组份为柠檬酸、酒石酸、硼砂、硼酸、葡萄糖酸钠中一种或多种。 相比于常规有机缓凝剂，本发明提出适于本体系的无机缓凝A组份及有机缓凝B组 份组成的复合缓凝剂。相比于常规单掺有机缓凝组份，无机缓凝A组份的掺入大幅延长了修 补材料的凝结时间，主要是由于无机缓凝A组分中半水石膏溶解速率快，能够很快参与反 应，在水化初期较快较多的提供SO 2-4 ,与活性较高的C3A和C4A3 反应生成钙矾石，如式(1)、 (2)，生成的钙矾石包覆在C3A和C4A3 表面，降低了其活性，从而延缓了水化，发挥了缓凝作 用。 与此同时，本发明的材料具有优异的抗裂性能，这来源于两方面：一方面是因为高 分子黏合剂在水化后的基体内部形成相互黏连的膜状结构，增加了结构的致密度和韧性， 改善了基体内部应力分布，材料的抗裂能力大幅提高；另一方面是因为硅酸盐水泥中C2S和 C3S水化生成C-S-H凝胶和Ca(OH)2，体系中Ca(OH)2含量增加，在CH量充足情况下前述生成的 铝胶进一步生成钙矾石，如式(3)，此时生成的钙矾石具有膨胀性，补偿了收缩，水化体系更 加致密，材料抗裂性增强。 本发明还涉及一种快凝快硬超早强高抗裂修补材料的制备方法，包括： S1：分别称取上述快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料中提到的原料； S2：将称取的硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硬石膏粉、粉煤灰、硅灰和砂放入搅拌机 中慢速搅拌2min，得到均匀粉料； S3：向S2步骤中制得的均匀粉料中加入称取的缓凝剂、早强剂、减水剂、消泡剂和 高分子黏合剂，在搅拌机中慢速搅拌1min，得到均匀粉料； S4：向S3步骤中制得的均匀粉料中加入称取的水，慢速搅拌1min，然后快速搅拌 2min，即可得到快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料。 本发明解决了现有技术中修补材料凝结硬化过快、强度低、易开裂的问题，适用于 道路工程的紧急修复。本发明提供的快凝快硬超早强高抗裂路面修补材料及其制备方法具 有如下优点： (1)初凝时间为15-35分钟，能够满足不同修补工况施工时间的要求； (2)制备所得的材料早期强度高，3h抗折强度最高可达6.0Mpa以上，且后期强度持 续增长； (3)该材料具有优异的抗裂性能，主要是因为该修补材料水化过程中生成了具有 膨胀性能的钙矾石补偿了材料的收缩，以及高分子黏合剂在基体内部形成致密的聚合物膜 状结构，改善了基体内部应力分布，显著提高了材料的韧性和密实度，降低了后期维护成 本。 4 CN 111574174 A 说 明 书 3/6 页 (4)本发明提供的制备方法操作简单，对操作人员技术要求低，降低了生产成本， 易于施行、推广与应用。
