本发明涉及新材料
技术领域：
，尤其涉及一种高速公路用快速修复材料及其制备方法。
背景技术：
：沥青混合料路面具有施工进度快、养护维修简单、行车舒适、表面平整等特点，在我国广为应用。但沥青路面经历一定时间后，由于长时间的高负荷行车，恶劣气候环境，温度变化，雨水侵蚀等，均会不同程度的对沥青路面造成破坏，导致沥青与基料之间粘结力降低，在汽车车轮动态负载反复作用下，沥青从基料表面脱落，路面破坏逐渐从浅表破损向深层次的结构破坏发展，从小面积的局部破损向大面积的整块破坏发展。为了保证高速公路快速、安全、舒适、高效的交通运输特点，延长高速公路的使用寿命，使其发挥更大的经济和社会效益，因而需要对路面进行常态化的维护修理，确保公路的正常运行以防止交通事故的发生。传统的修复材料主要是热拌沥青混合料，但是这种修复材料存在污染高、成本大的缺陷，此外，热拌沥青混合料受气候条件影响较大，在寒冷季节因气温较低而不宜压实，不宜施工。近年来使用较多的是冷补沥青修复材料，如乳化沥青混合料。冷补沥青修复材料克服了热拌沥青混合料低温不宜施工的缺陷，但是在使用冷补沥青混合料修复路面时，需要等溶剂完全蒸发后才能起到增强的效果，所以冷补沥青混合料存在初始强度低、增强缓慢的缺点，不能达到快速修复快速通车的目的，对交通影响较大。还有一个重要问题在于雨天无法施工的问题，因此本发明提出一种高速公路用快速修复材料及其制备方法。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种高速公路用快速修复材料及其制备方法。本发明的技术方案如下：一种高速公路用快速修复材料，由以下重量百分比的组份组成：硫铝酸盐水泥15-25%二氧化硅微粉25-35%减水剂0.5-1%早强剂0.2-0.8%乳胶粉2-4%磷酸钾1-2%硫酸铝2-5%氧化镁3-8%硫酸亚铁0.5-1%氯化铯0.1-0.2%甲基羟丙基纤维素醚0.1-0.2%骨料余量。优选的，所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙。优选的，所述的骨料为粒径为1-3mm的细砂。优选的，所述的高速公路路面为混凝土路面时，还需要加入骨料比例达到2-5%的博耐特。一种高速公路用快速修复材料的制备方法，包括以下步骤：a、按照预定用量称取各组分原料，并将硫铝酸盐水泥、二氧化硅微粉、减水剂、早强剂、乳胶粉、磷酸钾、甲基羟丙基纤维素醚和骨料置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份1备用；b、将硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份2备用；c、现场施工时，将组份1和2混合并加入总重量20-40%的水，搅拌均匀后使用，即可。d、修复后禁止车辆从修复处通行，30min后即可通车。硫铝酸盐水泥具有如下特点：①早强高强性能：该两种快硬水泥不仅有较高的早期强度，而且有不断增长的后期强度。同时具有满足使用要求的凝结时间。12h-1d抗压强度可达35-50mpa；抗折强度可达6.5-7.5mpa。3d抗压强度可达50-70mpa；抗折强度可达7.5-8.5mpa。根据3d水泥胶砂抗压强度确定水泥标号。市场出售的水泥标量为425#、525#、625#三种。该两种水泥已有10-20年的生产历史。从5-10年水泥和混凝土长期强度结果可以看出，随养护龄期的增长，强度不断增长，最高强度可达100mpa。②高抗冻性能：该两种快硬水泥均表现出极好的抗冻性。它具有以下几个特点：a.在0℃-10℃低温下使用，早期强度是硅酸盐水泥的5-8倍。b.在0℃--20℃负温下使用，加入少量防冻剂，混凝土入模温度维持在5℃以上，则可正常施工。混凝土3-7d强度可达设计标号的70-80%。c.在正负温交替情况下施工，对后期强度增长影响不大。实验室200次冻融循环，混凝土强度损失不明显。抗冻标号可达200#以上。③耐蚀性能：该两种水泥对海水、氯盐（nacl、mgcl2）、硫酸盐（na2so4、mgso4、(nh4)2so4）、尤其是它们的复合盐类（mgso4+nacl）等，均具有极好的耐蚀性。快硬铁铝酸盐水泥的耐蚀性优于快硬硫铝酸盐水泥。从2年耐腐蚀实验室结果可以看出，耐蚀系数均大于1，明显优于高抗硫硅酸盐水泥和高铝水泥。④高抗渗性能：该两种水泥的水泥石结构较致密，因此混凝土抗渗性是同标号硅酸盐水泥混凝土的2-3倍。⑤钢筋锈蚀：该两种水泥由于水化液相碱度不同，钢筋锈蚀情况不完全一样。快硬硫铝酸盐水泥由于碱度低（ph<12），钢筋表面形不成钝化膜，因此对保护钢筋不利。在早期拌合的混凝土中，由于含有较多的空气和水分，因此使混凝土钢筋早期有轻微锈蚀。随着龄期增长，空气和水分逐渐减少和消失。因混凝土结构致密所以后期锈蚀情况无明显发展。博耐特是基于六铝酸钙(ca6)矿物相的一种新型合成致密耐火骨料。ca6具有以下主要性能：很高的耐火度；在含铁熔渣中的溶解度低；在还原气氛(如一氧化碳)中的稳定性高；在碱性环境中的化学稳定性好；对熔融金属和熔渣的润湿性低（钢铁和有色金属）。博耐特作为骨料应用于耐火材料中从而提高耐火材料的耐腐蚀性能已经得到广泛报道，但是博耐特的价格昂贵，但是将博耐特应用于公路材料中，而不是耐火材料中尚未见报道；本发明为了与原有的混凝土路面达到更好的粘结强度，加入了博耐特。本发明的有益之处在于：本发明的高速公路用快速修复材料加入了磷酸钾、硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯，这些原料的主要作用在于：一是固体的是硫酸亚铁遇水后，亚铁离子在氯化铯的催化作用下，与氧气反应，迅速被氧化为三价铁离子，并与磷酸盐形成磷酸铁成分，在修复材料表面形成一层致密的膜状结构，从而可以保证雨水不会渗入灌浆料内部，对材料强度造成影响；二是固体的是硫酸亚铁、硫酸铝和氧化镁遇水后，在氯化铯的催化作用下相互结合，在修复材料表面形成镁铝尖晶石、铝铁尖晶石结构，与膜状结构的磷酸铁相互协同，提升了表层结构的强度，进一步降低雨水对内部材料的影响；三是本发明的高速公路用快速修复材料不但养护时间显著缩短，而且强度还非常高。混凝土的初凝时间为20-25min，28d抗压强度为50-60mpa，粘结强度为15-20mpa，0℃时的弯拉应力为30-35mpa；力学强度满足行车及使用要求且在同等时间内远大于普通混凝土的力学指标。具体实施方式实施例1：一种高速公路用快速修复材料，由以下重量百分比的组份组成：硫铝酸盐水泥22%二氧化硅微粉28%减水剂0.8%早强剂0.5%乳胶粉2.5%磷酸钾1.5%硫酸铝3.5%氧化镁5%硫酸亚铁0.8%氯化铯0.15%甲基羟丙基纤维素醚0.15%骨料余量。所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙。所述的骨料为粒径为1-3mm的细砂。所述的高速公路用快速修复材料，其制备方法，包括以下步骤：a、按照预定用量称取各组分原料，并将硫铝酸盐水泥、二氧化硅微粉、减水剂、早强剂、乳胶粉、磷酸钾、甲基羟丙基纤维素醚和骨料置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份1备用；b、将硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份2备用；c、现场施工时，将组份1和2混合并加入总重量35%的水，搅拌均匀后使用，即可。d、修复后禁止车辆从修复处通行，30min后即可通车。实施例2：一种高速公路用快速修复材料，由以下重量百分比的组份组成：硫铝酸盐水泥25%二氧化硅微粉25%减水剂1%早强剂0.2%乳胶粉4%磷酸钾1%硫酸铝5%氧化镁3%硫酸亚铁1%氯化铯0.1%甲基羟丙基纤维素醚0.2%骨料余量。所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙。所述的骨料为粒径为1-3mm的细砂。所述的高速公路用快速修复材料，其制备方法，包括以下步骤：a、按照预定用量称取各组分原料，并将硫铝酸盐水泥、二氧化硅微粉、减水剂、早强剂、乳胶粉、磷酸钾、甲基羟丙基纤维素醚和骨料置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份1备用；b、将硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份2备用；c、现场施工时，将组份1和2混合并加入总重量20%的水，搅拌均匀后使用，即可。d、修复后禁止车辆从修复处通行，30min后即可通车。实施例3：一种高速公路用快速修复材料，由以下重量百分比的组份组成：硫铝酸盐水泥15%二氧化硅微粉35%减水剂0.5%早强剂0.8%乳胶粉2%磷酸钾2%硫酸铝2%氧化镁8%硫酸亚铁0.5%氯化铯0.2%甲基羟丙基纤维素醚0.1%骨料余量。所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙。所述的骨料为粒径为1-3mm的细砂。所述的高速公路用快速修复材料，其制备方法，包括以下步骤：a、按照预定用量称取各组分原料，并将硫铝酸盐水泥、二氧化硅微粉、减水剂、早强剂、乳胶粉、磷酸钾、甲基羟丙基纤维素醚和骨料置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份1备用；b、将硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份2备用；c、现场施工时，将组份1和2混合并加入总重量40%的水，搅拌均匀后使用，即可。d、修复后禁止车辆从修复处通行，30min后即可通车。实施例4：一种高速公路用快速修复材料，由以下重量百分比的组份组成：硫铝酸盐水泥19%二氧化硅微粉26%减水剂0.8%早强剂0.5%乳胶粉2.5%磷酸钾1.8%硫酸铝4%氧化镁7%硫酸亚铁0.6%氯化铯0.15%甲基羟丙基纤维素醚0.15%博耐特2.5%骨料余量。所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙。所述的骨料为粒径为1-3mm的细砂。所述的高速公路用快速修复材料，其制备方法，包括以下步骤：a、按照预定用量称取各组分原料，并将硫铝酸盐水泥、二氧化硅微粉、减水剂、早强剂、乳胶粉、磷酸钾、甲基羟丙基纤维素醚、博耐特和骨料置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份1备用；b、将硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯置于搅拌机中，混合均匀，包装后作为组份2备用；c、现场施工时，将组份1和2混合并加入总重量35%的水，搅拌均匀后使用，即可。d、修复后禁止车辆从修复处通行，30min后即可通车。对比例1将实施例1中的硫酸铝和氧化镁去除，其余配比和制备方法不变。对比例2将实施例1中的磷酸钾去除，其余配比和制备方法不变。对比例3将实施例1中氯化铯去除，其余配比和制备方法不变。以下对材料在连续降雨条件下（模拟连续降雨条件，30d的平均日降雨量为20mm，最大日降雨量达到40mm，最小日降雨量为8mm，日晒总时间低于20h，连续日晒时间低于4h）修复材料的性能指标进行检测，具体的检测数据见表2：表1：连续降雨条件下）修复材料的性能指标凝结时间/min30min抗压强度/mpa3d抗压强度/mpa28d抗压强度/mpa实施例12224.542.755.4实施例22323.341.853.1实施例32323.742.354.7对比例12819.936.242.8对比例25216.822.832.7对比例3686.916.323.2由以上测试数据可以知道，本发明中加入硫酸铝、氧化镁、硫酸亚铁和氯化铯，可以显著提升材料的连续降雨条件下的强度。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12