[发明专利]一种基于硫铝酸盐-硅酸盐水泥体系的超高性能修补混凝土

说明书

本发明公开了一种基于硫铝酸盐‑硅酸盐水泥体系的超高性能修补混凝土，它以硫铝酸盐复合硅酸盐为胶凝材料，掺加低成本的河沙和石材加工尾粉作为细集料和填料，并采用适用于SAC体系的高效减水剂和有机‑无机复合早强剂，制备出适合用于高等级公路水泥混凝土路面快速修补的专用材料。该材料具有高强度、高韧性、高抗裂性以及快速通车等特点，并可表现出优异的后期强度和耐久性能，且涉及的原料来源广、成本低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于道路建筑材料技术领域，具体涉及一种基于硫铝酸盐-硅酸盐水泥体系的超高性能修补混凝土。

背景技术

超高性能混凝土(UHPC)具有超高强度、优异的韧性和耐久性、几乎无渗透、有一定的自修复功能等优点，其抗压强度一般超过20MPa，抗折强度高于20MPa，被广泛应用于电缆槽、人行道盖板、高速铁路、地铁、桥梁中，尤其是高韧性薄层混凝土结构中。这种突出的力学性能使其非常适用于道路修补材料。然而，随着经济的发展，我国大量道路交通量趋于饱和，对于维修养护的效率提出越来越高的要求，甚至要求当晚维修，第二天清晨通车。

目前的UHPC普遍采用硅酸盐水泥体系，且为提高其工作性能，往往掺加大量的缓凝组分，使其在数小时内难以形成需要的强度，难以实现快速开发交通。硫铝酸盐水泥(SAC)是目前常用的快速修补材料用胶结材料，它具有凝结时间短、早强、低收缩的特性；但也存在着后期强度低甚至强度倒缩对较差等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于硫铝酸盐-硅酸盐水泥体系的超高性能修补混凝土，它以硫铝酸盐复合硅酸盐为胶凝材料，掺加低成本的河沙和石材加工尾粉作为细集料和填料，并采用适用于SAC体系的高效减水剂和有机-无机复合早强剂，制备出适合用于高等级公路水泥混凝土路面快速修补的专用材料，该材料具有高强度、高韧性、高抗裂性以及快速通车和耐久性好等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于硫铝酸盐-硅酸盐水泥体系的超高性能修补混凝土，各组分及其含量包括：硫铝酸盐水泥350～450kg/m³，硅酸盐水泥300～400kg/m³，粉煤灰微珠150～250kg/m³，硅灰100～150kg/m³，花岗岩石粉200～250kg/m³，河砂900～1100kg/m³，钢纤维160～240kg/m³，超分散外加剂15～20kg/m³，缓凝剂3～4kg/m³，早强剂1～2kg/m³，水145～168kg/m³。

上述方案中，所述硫铝酸盐水泥的标号为R.SAC 42.5或R.SAC 52.5。

上述方案中，所述硅酸盐水泥的标号为P.O.42.5或P.O.52.5。

上述方案中，所述粉煤灰微珠的平均粒径小于0.5μm，比表面积大于1000m²/kg；且不能通过粉磨技术制得的超细粉煤灰。

上述方案中，所述硅灰为生产硅单质的工业副产品，其SiO₂含量≥95wt％，比表面积≥15000m²/kg，28d活性指数≥105％。

上述方案中，所述花岗岩石粉为石材厂打磨抛光石材时产生的微粉，平均粒径5～10μm。

上述方案中，所述河砂的细度模数为1.6～2.2。

上述方案中，所述钢纤维为镀铜微细钢纤维，其抗拉强度为≥600Mpa；其细度要求为过2～5mm细孔筛。

上述方案中，所述缓凝剂为硼酸。