[发明专利]一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料及其制备方法

说明书

本发明属于道路修补材料技术领域，具体涉及一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料及其制备方法以重量份数计，包括如下组分：低钙粉煤灰32‑45份，水玻璃溶液8‑12份，NaOH 3‑4份，纳米二氧化硅凝胶1‑2份，钢纤维1.6‑2.5份，碳酸钙晶须0.2‑0.3份，纯水8‑11份，中砂64‑90份。本发明的地质聚合物砂浆修补材料具有清洁绿色、强度高、开放交通时间短、耐久性好、新旧混凝土界面作用强及收缩性能好的特点。

技术领域

本发明属于道路修补材料技术领域，具体涉及一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料及其制备方法。

背景技术

我国的道路交通基础建设得到长足发展，公路总里程位居世界首位，截止目前，我国公路总里程超过四百万公里，其中半数以上公路路面都是水泥混凝土路面。由于交通量及路面荷载增大，传统早期的水泥混凝土公路出现不同程度的破坏，例如麻面、错台、裂缝、脱皮等。这些破坏会对道路交通造成较为严重的影响。

传统的水泥基修补材料存在新旧水泥混凝土界面粘结性能弱、耗能大等问题，逐渐不满足快速绿色修补的要求，限制其进一步应用。因此亟需一种性能优异、早期强度高、界面结合好、收缩率小的道路修补材料。

地聚合物是一种新型无机胶凝材料。其反应机理为：硅铝质氧化物在碱性环境下发生铝氧键（Al-O）与硅氧键（Si-O）的断裂，生成物在介质水中通过断开氧桥形成低聚结构单元。产物具备凝结硬化快、早强高、粘结强度高、耐久性好等优势，是一种很优异的修补材料。粉煤灰是原煤高温煅烧后从烟气中捕获下来的细灰，据统计全球粉煤灰的有效利用率只达20-30%，多作为矿物组分与硅酸盐水泥协同作用。其余的粉煤灰则被丢弃于垃圾填埋场中，造成土壤、水和空气的污染。但从绿色环保的角度看，粉煤灰具有良好的火山灰效应，碱激发过程中不需要消耗大量的能源，并减少了不必要的二氧化碳排放，符合建筑业对可持续发展的趋势。因而制备利用粉煤灰制备地聚合物砂浆修补材料能较好的发挥材料的潜力，将其优势充分利用。

如何设计一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料来替代传统的水泥修补材料成为了本领域技术人员面临的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料，以重量份数计，包括如下组分：

低钙粉煤灰32-45份，水玻璃溶液8-12份，NaOH 3-4份，纳米二氧化硅凝胶1-2份，钢纤维1.6-2.5份，碳酸钙晶须0.2-0.3份，纯水8-11份，中砂64-90份。

优选的，所述水玻璃为建筑用水玻璃，波美度35-40,水玻璃的模数为3.0-3.3。

优选的，NaOH为固体分析纯，纯度为99.5%。

优选的，所述低钙粉煤灰粉末包括 Al₂O₃和SiO₂；且所述低钙粉煤灰的粒径在0.1μm-50μm范围内。

优选的，所述中砂粒径在0.25mm-0.5mm范围内，细度模数为1.6-3.7。

优选的，胶态纳米二氧化硅平均粒径在8 mm -14mm范围内，固体含量为30%-35%，PH值为7-7.5。

优选的，其中钢纤维的长度为10 mm -15mm，直径为0.08mm-0.12mm，抗拉强度大于1200MPa；碳酸钙晶须长度为3 mm -5mm，直径为2μm -3μm，抗拉强度大于2200MPa。

本发明还提供一种上述粉煤灰基地聚合物砂浆修补材料的制备方法，包括如下步骤：