一種地聚合物-纖維道路路面修補材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于無機復合材料技術領域，特別設及一種道路修補加固用的地聚合物- 纖維道路路面修補材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在現代交通和自然因素作用下，水泥混凝±路面使用過程中，路面存在著不可避 免的劣化問題，如產生斷板、沉陷、錯臺、碎裂、拱起、露骨、麻面、磨光、接縫材料損壞，空桐 坑槽等問題，而現有的修補材料有一些不如人意的問題。
[0003] 目前，混凝±構件的修補材料主要有Ξ大類:水泥類砂漿、樹脂砂漿、高分子聚合 物砂漿。水泥類砂漿與老混凝±界面粘結強度低、易收縮，修補效果不佳，并且運一類修補 材料在道路修補時主要問題是修補后開放交通時間偏長、耐久性差;樹脂砂漿目前市面上 主要為各類環氧基建筑結構膠價格昂貴，與混凝上線膨脹系數相差數倍，且修復工序繁瑣， 人工成本太高、工藝復雜、耐久性差;高分子聚合物砂漿用于工程修補，傳統的方式是采用 現場拌和聚合物乳液與水泥砂子，然而現場的水泥和砂子質量及其與聚合物乳液的匹配 性、配料比例的波動、施工操作性的變化所導致的實際修補效果遠遠達不到實驗室中的研 究結果和工程修補要求，常導致修補的失敗。
[0004] 因而需要一種快硬早強、力學性能良好、成本低，現場施工影響小，具有較高抗壓、 抗折能力和初性較高的新型加固材料。
[0005] 而地聚合物膠凝材料主要是利用工業廢渣礦物成分等材料，通過堿激發劑形成膠 凝結構的無機高性能高分子膠結材料，對于混凝±結構中的裂縫和縫隙具有填充和加固的 作用。其具有抗壓、抗折強度高，漿液凝固時間短，漿液流動性好，固化收縮小，且屬于環保 型材料。
[0006] 粉煤灰基地聚合物雖然具有快硬早強等優點，但是一個顯著的缺陷是脆性較大。 雖然抗壓強度較高，但是抗折強度和拉伸強度較低，初性不好。滲入纖維是改善材料初性的 一種方法，但是W往的研究中，加入纖維后，雖然初性有所改善，但是往往流動度顯著降低， 工作性能不好，且纖維容易結團。

【發明內容】

[0007] 本發明要解決的技術問題是，針對現有混凝±構件修補存在的上述不足，提供一 種強度高、流動性好、性能穩定的地聚合物-纖維道路路面修補材料及其制備方法，抗壓，抗 折W及拉伸強度顯著提高;快硬早強，初性高，節能環保。
[000引本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
[0009] -種地聚合物-纖維道路路面修補材料，W重量百分比計各組分的組成如下:粉煤 灰38-52份，礦粉12-27份，堿激發劑溶液25-34份，纖維0.27-0.55份，水1.6-6份(水為純水 或工業用水）。
[0010] 按上述方案，所述的堿激發劑由水玻璃和分析純按模數1.2-1.8配制而成。
[0011] 按上述方案，所述的粉煤灰為國家I級低巧粉煤灰，細度為45WI1方孔篩，篩余量不 大于12%，粉煤灰的燒失量小于5%，主要成分為Al2〇3和Si化。
[0012] 按上述方案，所述的礦粉為S95?；郀t礦渣粉，主要成分為Al2〇3、Si化和化0。
[0013] 按上述方案，所述的水玻璃為建筑用水玻璃，波美度35-45，水玻璃的模數為3.0- 3.5。
[0014] 按上述方案，所述的分析純為NaOH。
[0015] 按上述方案，所述的纖維為PVA纖維，長度為8-12mm，纖維直徑為12WI1~1祉m，楊氏 彈性模量大于35GPa，抗拉強度大于1200MPa。
[0016] 本發明還提供了一種上述地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備方法，包括如 下步驟：
[0017] 1)按配比砰取粉煤灰、礦粉并初步混合均勻，得到粉煤灰和礦粉的復合粉體，放置 于一邊備用；
[0018] 2)按配比砰取水玻璃、分析純，將分析純快速加入水中攬拌冷卻，配成所需模數的 堿激發劑溶液；
[0019] 3)按配比分別砰取水和纖維，將水與步驟2)得到的堿激發劑溶液混合均勻后，倒 入攬拌容器，加入纖維初步拌勻，再加入步驟1)得到的粉煤灰和礦粉的復合粉體，通過攬拌 機攬拌均勻，得到地聚合物-纖維道路路面修補材料；
[0020] 4)養護:在常溫條件下對步驟3)得到的地聚合物-纖維道路路面修補材料噴霧養 護或塑料薄膜覆蓋進行養護。
[0021 ]按上述方案，步驟2)中配置溶液較多時，將分析純少量多次加入，防止分析純溶解 時熱量集中釋放，導致溫度過高，溶液冷卻過程中不斷攬拌直至溶液溫度降至常溫。
[0022] 按上述方案，步驟4)中地聚合物-纖維道路路面修補材料對道路修補時，在修補工 作完成后3-5小時開放道路通車，之后5-8天灑水養護。
[0023] 本發明的有益效果：
[0024] 1、本發明地聚合物-纖維道路路面修補材料利用纖維來提升材料的強度，通過加 入試件體積的0.5%-1.0%的PVA纖維使材料的抗壓，抗折W及拉伸強度顯著提高，漿液凝 固時間短，漿液流動性好；
[0025] 2、本發明的地聚合物-纖維道路路面修補材料，纖維選擇和滲量適當，快硬早強， 不僅提高了粉煤灰基地聚合物的初性，而且纖維不結團，工作性能良好，且屬于節能環保型 材料，適用于道路搶修及加固，可W廣泛應用于道路修補工程中便于施工。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明實施例中地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面通過實驗對本發明作進一步闡述，來說明纖維-地聚合物材料的性能。流動度 測試方法按照GB/T 8077-2012《混凝±外加劑勻質性試驗方法》第13條進行，凝結時間測試 方法按照GB T1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性》中第8條進行，抗壓強度 測試方法按照GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》進行，拉伸強度按照化/T 5126-2001《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》第6.3條進行。
[002引實施例1 : 一種地聚合物-纖維道路路面修補材料，由粉煤灰17.43kg，礦粉 11.6化g，堿激發劑溶液(堿激發劑的水玻璃和分析純的模數為1.8) 15.00kg，水0.75kg，纖 維0.12化肖混合制備而成。纖維直徑12^11。
[0029] 如圖1所示，上述地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備步驟：
[0030] 1)按配比砰取粉煤灰、礦粉并初步混合均勻，得到粉煤灰和礦粉的復合粉體，放置 于一邊備用；
[0031] 2)按配比砰取水玻璃、分析純(化0H)，將分析純快速加入水中攬拌冷卻，若配置溶 液較多時，宜將分析純少量多次加入，防止分析純溶解時熱量集中釋放，導致溫度過高，溶 液冷卻過程中應不斷攬拌至常溫，配成所需模數的堿激發劑溶液；
[0032] 3)按配比分別砰取水和纖維，將水與堿激發劑溶液混合均勻后，倒入攬拌容器，加 入纖維初步攬勻，再加入復合粉體，通過攬拌機攬拌均勻，得到地聚合物-纖維道路路面修 補材料。
[0033] 測試性能結果如下：
[0034] 流動度:215mm 初凝時間：50min 終凝時間：65min
[0035]

[0036] 實施例2 : -種地聚合物-纖維道路路面修補材料，由粉煤灰18.06kg，礦粉 12.04kg，堿激發劑溶液(堿激發劑的水玻璃和分析純的模數為1.2) 11.34kg，水3.359kg，纖 維0.12化g混合制備而成。
[0037] 上述地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備步驟與實施例1 一致。
[003引測試性能結果如下：
[0039] 流動度:235mm 初凝時間：137min 終凝時間：182min
[0040]

'[0041]~實施例3^-種地聚合物-纖維道路路面修補材料，由粉煤灰18.064肖，礦粉 12.04kg，堿激發劑溶液(堿激發劑的水玻璃和分析純的模數為1.2) 11.34kg，水3.359kg，纖 維0.25kg混合制備而成。
[0042] 上述地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備步驟與實施例1 一致。
[0043] 測試性能結果如下：
[0044] 流動度:235mm 初凝時間：137min 終凝時間：182min
[0045] ____


[0046] 實施例4: 一種地聚合物-纖維道路路面修補材料，由粉煤灰23.24kg，礦粉5.81kg， 堿激發劑溶液(模數1.2) 13.7化g，水2.678kg，纖維0.25kg混合制備而成。
[0047] 上述地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備步驟與實施例1 一致。
[004引測試性能結果如下：
[0049] 流動度：189mm 初凝時間：195min 終凝時間：255min
[(K)加 ]

'[0051]~根據上述實施例，可W得出材料中各個成分對抗壓強度、抗折強度、拉伸強度的影I 響比重，對應調整粉煤灰、礦粉、堿激發劑溶液、水和纖維的重量百分比，即可滿足不同道路 修補工程中對抗壓強度、抗折強度、拉伸強度的要求。
[0052]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的 實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，依本發明的精神所引伸出的顯而易 見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1. 一種地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，以重量百分比計各組分的組成 如下:粉煤灰38-52份，礦粉12-27份，堿激發劑溶液25-34份，纖維0.27-0.55份，水1.6-6份。2. 根據權利要求1所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的堿激 發劑由水玻璃和分析純按模數1.2-1.8配制而成。3. 根據權利要求1所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的粉煤 灰為國家I級低鈣粉煤灰，細度為45μπι方孔篩，篩余量不大于12%，粉煤灰的燒失量小于 5%，主要成分為Α1 2〇3和Si02。4. 根據權利要求3所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的礦粉 為S95?；郀t礦渣粉，主要成分為Al2〇 3、Si02和CaO。5. 根據權利要求2所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的水玻 璃為建筑用水玻璃，波美度35-45，水玻璃的模數為3.0-3.5。6. 根據權利要求2所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的分析 純為NaOH。7. 根據權利要求1所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料，其特征在于，所述的纖維 為PVA纖維，長度為8-12mm，纖維直徑為12μπι~18μπι，楊氏彈性模量大于35GPa，抗拉強度大 于1200MPa。8. -種根據權利要求1~7任意之一所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備方 法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 按配比秤取粉煤灰、礦粉并初步混合均勻，得到粉煤灰和礦粉的復合粉體，放置于一 邊備用； 2) 按配比秤取水玻璃、分析純，將分析純快速加入水中攪拌冷卻，配成所需模數的堿激 發劑溶液； 3) 按配比分別秤取水和纖維，將水與步驟2)得到的堿激發劑溶液混合均勻后，倒入攪 拌容器，加入纖維初步拌勻，再加入步驟1)得到的粉煤灰和礦粉的復合粉體，通過攪拌機攪 拌均勻，得到地聚合物-纖維道路路面修補材料； 4) 養護:在常溫條件下對步驟3)得到的地聚合物-纖維道路路面修補材料噴霧養護或 塑料薄膜覆蓋進行養護。9. 根據權利要求8所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備方法，其特征在于， 步驟2)中配置溶液較多時，將分析純少量多次加入，防止分析純溶解時熱量集中釋放，導致 溫度過高，溶液冷卻過程中不斷攪拌直至溶液溫度降至常溫。10. 根據權利要求8所述的地聚合物-纖維道路路面修補材料的制備方法，其特征在于， 步驟4)中地聚合物-纖維道路路面修補材料對道路修補時，在修補工作完成后3-5小時開放 道路通車，之后5-8天灑水養護。
【專利摘要】本發明公開了一種地聚合物?纖維道路路面修補材料及其制備方法，修補材料以重量百分比計各組分的組成如下：粉煤灰38?52份，礦粉12?27份，堿激發劑溶液25?34份，纖維0.27?0.55份，水1.6?6份。堿激發劑由水玻璃和分析純按模數1.2?1.8配制而成。制備方法包括步驟：按配比秤取粉煤灰、礦粉并初步混合均勻，得到粉煤灰和礦粉的復合粉體；按配比秤取水玻璃、分析純，將分析純快速加入水中攪拌冷卻，配成所需模數的堿激發劑溶液；按配比分別秤取水和纖維，將水與堿激發劑溶液混合均勻后加入纖維初步拌勻，再加入復合粉體攪拌均勻，得到修補材料。本發明地聚合物?纖維道路路面修補材料流動性、抗壓強度、抗折強度、拉伸強度高，并且快硬早強，高韌性，適用于道路搶修及加固。
【IPC分類】C04B28/00, C04B16/06
【公開號】CN105712669
【申請號】CN201610046466
【發明人】徐方, 鄧新, 陳建平, 彭超, 倪明亮, 黃晟, 朱新平, 陳倩, 王定鵬, 訚偉, 袁宗征, 劉苗, 王雙超
【申請人】中國地質大學（武漢）