本發(fā)明涉及建筑外加劑，尤其涉及一種早強型混凝土路面快速修補材料及其制備方法。

背景技術：

1、在當今社會，交通基礎設施建設蓬勃發(fā)展，水泥混凝土路面在公路、城市道路等眾多領域廣泛應用。然而，隨著交通流量的迅猛增長以及車輛荷載的不斷加重，水泥混凝土路面面臨著嚴峻的考驗。

2、交通量的大幅攀升致使大多數水泥混凝土路面在較短時間內出現嚴重損壞，其初始表現往往集中在路面的局部區(qū)域。諸如裂縫，這可能是由于溫度變化、地基不均勻沉降或混凝土收縮等因素引發(fā)，細小的裂縫若不及時處理，在車輛反復碾壓和水分侵蝕下，會逐漸擴展延伸，破壞路面結構的整體性；接縫附近混凝土局部破壞也極為常見，接縫處因施工工藝、材料性能差異以及長期受力等原因，混凝土容易出現剝落、碎裂等情況，影響行車舒適性并削弱路面承載能力；路面脹縫損壞會導致路面板塊之間的伸縮不協調，進而引發(fā)相鄰板塊的變形和損壞；邊角斷裂通常發(fā)生在路面邊緣或角隅部位，這里受力較為復雜，在車輛沖擊力和側向應力作用下，混凝土容易產生斷裂現象；表層脫落則是由于混凝土表面長期受到磨損、凍融循環(huán)以及化學侵蝕等作用，導致表層混凝土強度降低，最終脫落形成坑洼。

3、這些局部病害的出現，使得許多新建的水泥混凝土路面遠未達到國家規(guī)定的設計使用年限便已傷痕累累。而這些看似小范圍的局部病害，實則隱藏著巨大的隱患。倘若不能得到及時且有效的修復，病害將會以驚人的速度進一步加劇。例如，裂縫的擴展可能導致整塊路面板塊斷裂，接縫破壞會使路面結構失去穩(wěn)定性，邊角斷裂和表層脫落會加速路面的破損進程，最終造成路面大面積損壞，不僅嚴重影響交通流暢性和行車安全，還會大幅增加路面修復成本，給社會經濟帶來沉重負擔。

4、目前，國內外在水泥混凝土路面修復領域，大多數研究和應用成果仍然沿用傳統的普通混凝土修補技術。傳統的水泥基材料修復技術在實際應用中暴露出諸多問題。其施工工藝復雜繁瑣，涉及多個施工環(huán)節(jié)和復雜的操作流程，對施工人員技術要求較高，稍有不慎便可能影響修復效果。而且，修補界面黏結差是其最為突出的問題之一，修補材料與原路面混凝土之間難以形成良好的結合，導致修復后的路面在受力時容易在界面處產生應力集中，使得修補部位過早失效，整體修復效果極不理想。若采用整板修復技術工藝，雖然能夠從根本上解決部分問題，但這種方法不僅修復工期漫長，嚴重干擾正常交通秩序，而且所需人力、物力和財力資源巨大，成本高昂，經濟可行性較低。

5、針對傳統修補方法存在的費時費力、養(yǎng)生期長、嚴重影響交通等棘手問題，眾多研究者紛紛將目光投向混凝土快速修補材料的研發(fā)，試圖通過創(chuàng)新材料來突破傳統修補技術的瓶頸。

6、專利?cn?103360001?a?公開了一種水泥混凝土路面全厚式修補用快硬早強型混凝土，該修補材料在一定程度上具備修補速度較快、早期強度較高的優(yōu)勢，其早期強度?24h抗壓強度能夠達到?30mpa?以上。然而，從實際交通快速恢復通行的需求來看，其仍未達到2h?開放交通的嚴苛要求，無法滿足現代交通對于高效搶修的迫切期望。

7、專利?cn?112777983?a?公開了一種混凝土快速修補材料及其制備方法，此修補料具有凝結時間較快、粘結強度較高、性能相對穩(wěn)定以及造價較低等特點。但是，其?3d?抗壓強度才能達到?30mpa?以上，早期強度增長緩慢，遠遠不能滿足在?2h?內開放交通的緊急需求，在應對緊急搶修工程時顯得力不從心。

8、專利?cn?111747713?a?公開了一種早強型自流平混凝土道面快速修補材料及其制備方法，該材料在強度發(fā)展方面表現出色，2h?抗壓強度可以達到?30mpa?以上，1d?抗壓強度達到?30mpa?以上。但可惜的是，其原材料組分復雜多樣，外加劑為液態(tài)形式，在運輸和儲存過程中需要特殊的容器和條件，且涉及添加粗骨料，這使得施工時操作變得繁瑣復雜，不僅增加了施工難度和成本，還不便于長途運輸，難以滿足在應急搶修工程等對材料運輸便捷性和施工高效性要求極高的場景中使用。

技術實現思路

1、本發(fā)明旨在克服現有混凝土快速修補材料達到符合抗壓強度要求慢的問題，本發(fā)明提供一種早強型混凝土路面快速修補材料，包括以下原料：快硬硫鋁酸鹽水泥、改性硅酸鹽水泥、砂、聚羧酸減水劑、膨脹劑、水和葡萄糖酸鈉；

2、其中，所述快硬硫鋁酸鹽水泥、改性硅酸鹽水泥和葡萄糖酸鈉的質量比為50～70：30～50：0～0.4。

3、在上述技術方案的基礎上，進一步的，包括以下重量份的原料：快硬硫鋁酸鹽水泥50～70份、改性硅酸鹽水泥30～50份、砂100份、聚羧酸減水劑0.39份、膨脹劑1份、水23份和葡萄糖酸鈉0～0.4份。優(yōu)選葡萄糖酸鈉為0.2～0.4份。加入少量的葡萄糖酸鈉能夠使快速修補材料前期的抗壓強度迅速提升，同時提高水泥的初凝和終凝時間，使得在施工方面具有更好的操作性，同時在一定程度上有助于維持材料的流動性能，使材料在施工過程中能夠更好地自流平，填充路面的微小縫隙和不平整處，從而提高修補路面的密實度和整體性，從而能夠適應不同施工條件和路面狀況，提升了修補材料的綜合性能，使其在力學性能、工作性能、抗裂性能等方面都取得顯著改進和提升，有效解決現有混凝土路面修補技術中存在的多種問題。

4、在上述技術方案的基礎上，進一步的，所述快硬硫鋁酸鹽水泥由cao?40～50份、al2o3?30～40份、caso4?10～20份按照以下方法制備而成：

5、將原料按照計算好的比例放入混合設備中進行均勻混合；

6、采用回轉窯進行煅燒，煅燒溫度在1250～1350°c之間；

7、煅燒后的熟料需要進行冷卻，將冷卻后的熟料與適量石膏一起粉磨，粉磨至比表面積要求達到350～450m2/kg，即得到所述快硬硫鋁酸鹽水泥。

8、在上述技術方案的基礎上，進一步的，所述改性硅酸鹽水泥按照重量份計算，包括以下組份的原料：

9、硅酸三鈣30～60份、硅酸二鈣15～40份、鋁酸三鈣7～15份、鐵鋁酸四鈣10～20份；

10、以及，混合材料：粒化高爐礦渣20～70份、火山灰質混合材料20～50份、硅灰5～10份、石膏3～5份；

11、將上述原料進行充分攪拌至均勻，即得所述改性硅酸鹽水泥。

12、在上述技術方案的基礎上，進一步的，所述砂為細度模數為2.3～3.0、堆積密度為1350～1470kg/m3、壓碎指標值為21～25的機制砂。

13、在上述技術方案的基礎上，進一步的，所述減水劑為上海臣啟化工科技有限公司生產的西卡540p。

14、在上述技術方案的基礎上，進一步的，所述膨脹劑為武漢三源特種建材責任有限公司產混凝土ⅱ型膨脹劑，淡黃色粉劑。

15、本發(fā)明還提供一種如上任意所述早強型混凝土路面快速修補材料的制備方法，包括以下步驟：

16、取快硬硫鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、砂、聚羧酸減水劑、膨脹劑、葡萄糖酸鈉、水；

17、除了拌合水，將其他材料全部倒至攪拌機中攪拌均勻，攪拌時間約30s，攪拌結束將拌合水倒入攪拌；

18、攪拌結束后進行成型，即得到所述早強型混凝土路面快速修補材料。

19、本發(fā)明的技術方案，具有以下原理和有益效果：

20、本發(fā)明提供的早強型混凝土路面快速修補材料采用特定質量比的快硬硫鋁酸鹽水泥和改性硅酸鹽水泥進行配合以及其他添加劑的協同作用，實現了早期強度與后期強度發(fā)展的平衡，保證了修補材料在早期和后期都具有良好的強度發(fā)展，不僅能夠實現路面快速修補，1.5h抗壓強度達到?30mpa?以上，1d?抗壓強度達?40mpa?以上，還能提高了修補路面的耐久性。

21、本發(fā)明提供的早強型混凝土路面快速修補材料在力學性能、工作性能、抗裂性能和施工便捷性等多方面都取得了顯著的改進和提升，且各項性能之間相互協調，形成了一個有機的整體，能夠有效解決現有混凝土路面修補技術中存在的多種問題，如傳統修補材料早期強度不足、凝結時間不可控、施工復雜等，具有較高的實用價值和創(chuàng)新性。