一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]浙青混凝土路面是目前世界各国高等级公路的主要路面铺装类型。浙青混凝土路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪声低、行车舒适、养护维修方便等优点。但是受国产浙青本身质量的影响，我国的浙青在路面的强度、稳定性等方面受温度影响比较大，路面易于破坏。
[0003]对于大面积的破损路面，传统的修复材料主要是热拌浙青混合料，但是这种修复材料存在污染高、成本大的缺陷，此外，热拌浙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浙青修复材料，如乳化浙青混合料。冷补浙青修复材料克服了热拌浙青混合料低温不宜施工的缺陷，但是在使用冷补浙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，所以冷补浙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。
[0004]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浙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: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。
[0005]对于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、浙青、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。
[0006]在世界性的能源危机的背景下，修补道路过程中要求节约能源、节约资金、保护环境、减少污染的呼声越来越高。因此，快速、早强、节能的道路修补材料，且具有对大面积路面、薄层路面、裂缝修补具有通用有效性的新型快速修复材料具有非常重要的应用前景和现实意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料及其制备方法。其解决了【背景技术】中与旧路面粘结力弱、施工工序复杂、施工周期长、养护周期长影响通车等技术问题。
[0008]为达上述目的，本发明采用的具体方案为:
一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，由下列重量百分比的原料制成:金属氧化物，氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化锌中的一种或几种，总含量为5-55% ;磷酸盐，磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸铵中的一种或几种，总含量为5-55% ;助剂,粉煤灰、硼酸钠、焦磷酸钠、氟娃酸钠，总含量为1-10% ;纤维材料，棉纤维、玻璃纤维、竹纤维、碳纤维、陶瓷纤维中的一种或几种，总含量为0.5-5%;砂，机制砂、天然细砂或天然粗砂中的一种或几种，总含量为30%-50% ;石子，0-20%，按下列比例配制:5-10mm粒径的碎石:10-30份；ll_16mm粒径的碎石:20-30份；小于5mm粒径的石屑:10-50份；水，总含量为5-50%。
[0009]制备方法包括以下步骤:
(O按配方比例将金属氧化物、磷酸盐、助剂、纤维材料、水，搅拌混合l_3min。
[0010](2)将(I)得到的混合物和配方比例的砂、石子搅拌混合l_2min。
[0011]本发明的有益效果:
本发明一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料具有如下特性:
1.材料制备及施工温度范围广:可在低达-10摄氏度的条件下使用，既可以在南方暖和地区使用，也可以在北方寒冷地区使用。且随时随地，有缝、有破损即可修复，可及时防止裂缝对道路产生的进一步破坏。
[0012]2.大大缩短通车时间:修复材料自身凝结时间短(10秒-30分钟可调)，可实现快速修复水泥混凝土路面病害的目的修补完0-4小时内即可通车。
[0013]3.与混凝土相容性好:与路面混凝土基材界面结合力强，I天粘接强度能达到4MPa。
[0014]4.施工便捷、经济:可搅拌喷涂一体化，无需过多设备人工费用投入。
[0015]5.适用性强:可用于浙青及水泥路面的大面积修复、薄层修复及裂缝修复等，颜色可根据路面颜色调制，自然养护。
[0016]6.环保美观:施工过程无噪声及大量尘土，也避免了常规修复材料带来的空气污染等现象。
[0017]该材料的施工方式为:
1.路面清理:将待修复的路面用清扫机仔细清扫，将活动的表层彻底清除；如果道路面上有标线，应用除线机将原有标线除掉。
[0018]2.修复材料的制备与施工:将修复材料投入搅拌机，搅拌3-5分钟后，可采用机械喷涂和人工涂抹两种方式施工。
[0019]本产品的优点在于:
1.材料制备及施工温度范围广:可在低达-?ο摄氏度的条件下使用，既可以在南方暖和地区使用，也可以在北方寒冷地区使用。且随时随地，有缝、有破损即可修复，可及时防止裂缝对道路产生的进一步破坏。
[0020]2.大大缩短通车时间:修复材料自身凝结时间短(10秒-30分钟可调)，可实现快速修复水泥混凝土路面病害的目的修补完0-4小时内即可通车。
[0021]3.与混凝土相容性好:与路面混凝土基材界面结合力强，I天粘接强度能达到4MPa。
[0022]4.施工便捷、经济:可搅拌喷涂一体化，无需过多设备人工费用投入。
[0023]5.适用性强:可用于浙青及水泥路面的大面积修复、薄层修复及裂缝修复等，颜色可根据路面颜色调制，自然养护。
[0024]6.环保美观:施工过程无噪声及大量尘土，也避免了常规修复材料带来的空气污染等现象。
[0025]
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0027]实施例1
可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料由下列重量百分比的原料制成:氧化镁40%、氧化铁5% ;磷酸氢二钾10%、磷酸二氢钾15% ;粉煤灰5% ;棉纤维5% ;砂石10% ;水，总含量为10%。将金属氧化物、磷酸盐、助剂、纤维材料、水，搅拌混合l_3min。将得到的混合物和砂石搅拌混合l_2min。
[0028]得到的保温材料15秒凝结，常温下4小时抗压强度可达21MPa ;抗折强度可达3MPa0
[0029]实施例2
可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料由下列重量百分比的原料制成:氧化镁40%、氧化锌5% ;磷酸氢二钾10%、磷酸二氢钾15% ;硼酸钠5% ;碳纤维5% ;砂石5% ;水总含量为15%。将金属氧化物、磷酸盐、助剂、纤维材料、水,搅拌混合3-5min。将得到的混合物和隔热粒子搅拌混合l_2min。
[0030]得到的保温材料10秒凝结，常温下2小时抗压强度可达1MPa ;抗折强度可达
2.3MPa。
[0031]显然，本领域的技术人员可以对本发明的可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料及其制备方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，由下列重量百分比的原料制成:金属氧化物5-55%、磷酸盐5-55%、助剂1-10%、纤维材料0.5_5%、砂30%-50%、石子 0-20%、水 5-50%。
2.一种如权利要求书I所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)按配方比例将金属氧化物、磷酸盐、助剂、纤维材料、水，搅拌混合l_3min； (2)将(I)得到的混合物和配方比例的砂、石子搅拌混合l_2min。
3.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的金属氧化物可以是氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的磷酸盐可以为磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、磷酸铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的助剂为粉煤灰、硼酸钠、焦磷酸钠、氟硅酸钠中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的纤维材料可以为棉纤维、玻璃纤维、竹纤维、碳纤维、陶瓷纤维中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的砂可以为机制砂、天然细砂或天然粗砂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，其特征在于，所述的砂可以按下列比例配制:5_10mm粒径的碎石:10-30份；ll_16mm粒径的碎石:20-30份；小于5mm粒径的石屑:10-50份。
【专利摘要】本发明公开了一种可在寒冷地区使用的路面和裂缝快速修复材料，由下列重量百分比的原料制成：金属氧化物5-55%、磷酸盐5-55%、助剂1-10%、纤维材料0.5-5%、砂30%-50%、石子0-20%、水5-50%。制备时将金属氧化物、磷酸盐、助剂、纤维材料、水，搅拌混合1-3min；将得到的混合物和砂、石搅拌混合1-2min。该材料自身凝结时间短，可实现快速修复水泥混凝土路面病害的目的修补完0-4小时内即可通车。本发明材料制备及施工温度范围广，且随时随地，有缝、有破损即可修复，可及时防止裂缝对道路产生的进一步破坏。材料的适用性强，可用于沥青及水泥路面的及裂缝修复等，颜色可根据路面颜色调制，自然养护。
【IPC分类】C04B41-50, C04B28-34
【公开号】CN104692766
【申请号】CN201510071109
【发明人】王化
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月11日