安徽水泥路面修补材料系列

11水泥混凝土路面修补材料选择原则 1.1裂缝修补材料的选择原则 (1)粘结强度高；(2)防水抗渗性好；(3)在自然温度范围内稳定性好；(4)优异的抗包埋性；(5)优异的耐久性；(6)使用方便，施工快捷；(7)不污染环境；(8)与基体混凝土相容性好。 1.2密封材料的选择原则 理想的填缝材料必须具有以下技术性能 (1)与水泥结合力好。当水泥混凝土膨胀时，填料与板缝墙粘结牢固，不脱落；（2）抗拉强度高，填料必须与水泥混凝土板膨胀，（3）耐热性好，耐埋性好；（4）低温塑性好；（5）耐磨性好，耐久性好；（6）防水渗透性好；（7）施工方便，价格适中。 1.3路面和板材修补材料的选择原则 理想的路面和板材修补材料必须满足以下要求:(1)适当的凝结时间;(2)良好的工作性能;(3)硬化速度快，早期强度高;(4)与旧混凝土粘结强度好;(5)与旧混凝土相容性好;(6)后期强度不逆转，耐久性好;(7)防水抗渗性好;(8)收缩率低。 2水泥混凝土路面修补材料 2.1裂纹修复材料 裂纹修补材料可分为高模量增强材料和低模量密封材料。前者具有较高的强度和刚度，而后者具有较大的灵活性。需要加固时，可选用高模量加固材料，“活缝”等裂缝应采用低模量材料。高模量裂纹修复材料包括环氧树脂、酚醛树脂和改性酚醛树脂粘合剂；低模量密封材料包括聚氨酯、烯烃、橡胶和沥青粘合剂。 (1)环氧树脂 水泥混凝土路面修补常用的环氧树脂材料多为缩水甘油型，常用多酚和多醇制备的双酚环氧树脂。由于应力集中，该环氧树脂具有刚性、韧性和脆性，与旧混凝土粘结时界面容易开裂。环氧树脂改性后，不仅保持了强度高、附着力强的优点，而且通过改性降低了脆性，提高了韧性。聚硫改性环氧灌浆材料是修复水泥混凝土路面裂缝最重要的环氧灌浆材料。 (2)聚氨酯灌浆材料 聚氨酯粘合剂分子链灵活，具有良好的抗振动和抗疲劳性能。此外，它具有良好的耐低温性，适用于各种自然温度。早期使用的聚氨酯是多异氰酸酯，具有较高的粘结强度，可与粘结材料表面吸附的水和表面的水合氧化物发生化学反应，或在碱性粘结表面自聚合，在界面上发生化学键合。另一种广泛使用的聚氨酯材料是异氰酸酯密封聚氨酯预聚体粘合剂，属于结构性聚氨酯预聚体粘合剂。其特点是初始粘结强度高，弹性好，耐低温，耐疲劳，但弹性模量低，约5 ~ 7 MPa，增强效果不大。 (3)烯烃裂纹修复材料 烯烃裂纹修复材料是由烯烃聚合物制成的，通常有两种类型：一种是在固化过程中聚合烯烃单体或预聚物作为粘合剂；另一种是使用聚合物本身作为粘合剂。用于修复水泥混凝土路面裂缝的乙烯基材料主要有两种：一种是氰基丙烯酸酯粘合剂，其主要成分是A-氰基丙烯酸酯，通过增稠剂和增塑剂提高工作性和抗冲击性。其特点是粘度低、固化时间短、透明度好、粘接强度高、气密性好，但缺点是价格高、抗冲击性差；另一种是（甲基）丙烯酸酯树脂粘合剂，具有三维交联结构，耐热、耐水、耐介质、耐大气老化、收缩率低、强度高。由于丙烯酸酯树脂胶粘剂的粘度低于其他有机材料，经常与水泥复合改性混凝土修复较宽的裂缝。(甲基)丙烯酸酯树脂胶粘剂的制备工艺复杂。为调整固化产品的结构性能， (4)聚合物改性水泥砂浆裂缝修补材料 普通水泥砂浆收缩大，粘结强度低，很少用于修补裂缝。然而，聚合物乳液改性水泥砂浆可以提高其工作性能，减少砂浆收缩，提高砂浆的粘结强度和综合力学性能，提高防水、抗渗和抗冻融性，降低纯聚合物材料的成本。聚合物改性水泥砂浆常用于裂缝修复，包括聚醋酸乙烯乳液改性水泥砂浆、聚丙烯酸乳液改性水泥砂浆、环氧改性水泥砂浆、不饱和聚酯改性水泥砂浆和丁苯胶乳液改性水泥砂浆。 2.2密封材料 水泥混凝土路面密封材料对路面的性能和耐久性起着至关重要的作用。密封材料的故障可能会对路面造成严重损坏，如边角断裂、脱空、板块移动、抽泥、错位等。在我国水泥混凝土路面施工过程中，填缝材料长期以来没有得到足够的重视。多采用性能差的沥青混合料和少量聚氯乙烯焦泥。 传统沥青混合料嵌缝材料与水泥混凝土板接缝墙附着力差，易与水泥混凝土分离，温度稳定性差。夏天容易被挤出马路，冬天容易被拉开。夏季挤压路面耐久性差，老化快，自然硬化，不能回到原来的接缝，导致密封失效。由聚氯乙烯树脂、增塑剂、填料和稳定剂制成的聚氯乙烯焦泥主要是煤焦泥。浇筑温度为130 ~ 140℃优于沥青混合料，但仍不足以满足填缝材料的基本要求。 ZJ填缝料以煤焦油为基础，与橡胶结合形成橡胶沥青，加入聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂、表面活性剂、沉降抑制剂、硫和填料。加热至130℃，但不超过160℃，在工程实践中效果良好。 橡胶沥青嵌缝材料由石油沥青与废橡胶混合，或采用优质丁苯橡胶乳与石油沥青混合的新工艺制成丁苯橡胶沥青。耐磨、耐油、耐老化、弹性好，使用温度为170 ~ 180℃。 聚氨酯焦油嵌缝材料是由多异氰酸酯与多羟基化合物反应而成的双组分材料。第二组分主要由煤焦油和填料组成，可在室温下施工，固化后形成耐磨、耐油、耐腐蚀、耐热的橡胶弹性体。聚氨酯密封胶也是由A组分(多异氰酸酯)和B组分(多羟基化合物)组成的双组分材料。它不含煤焦油，可在室温下施工。LPC用于项目- 89接缝密封胶、聚氨酯全皮微孔泡沫填料和聚氨酯密封胶。 其他密封材料，如弹性橡胶制品，也用于工程中。其特点是施工方便快捷，但问题是橡胶与水泥混凝土板附着力差，容易导致密封不严、渗水。 2.3路面和板材修补材料 普通水泥混凝土用于修复路面和板块的主要缺陷是新旧水泥混凝土粘结强度低、强度发展缓慢、交通时间长。因此，一般交通要道的路面和板块不用普通水泥混凝土修补。国内外开发了大量的路面和板材快速修补材料，主要介绍如下。 (1)快硬硅酸盐水泥混凝土 在制备快硬硅酸盐水泥时，在原料中加入一定量的CaF2、CaSO4、TiO2、BaO、P2O5、Mno和Cr2o3，熟料矿物组成与普通水泥有很大的不同 S含量高，11caoo 7al2o3 CaF2、3cao 3al2o3 Caso4有利于早期强度 S含量相对较小。环境温度为5 ~ 20℃投入使用约3天，20℃投入使用约3天 ~ 投入使用约130℃ ~ 2天。但与普通水泥一样，干燥收缩大，新旧水泥混凝土粘结不良。由于初期水化快，水泥混凝土内部温度高，应注意养护，避免高温施工。 (2)硫铝酸盐超早强化水泥和氟铝酸盐快速凝结硬水泥 硫铝酸盐水泥熟料矿物的主要成分是3Cao 3Al2O3 Caso4和C2 S，它们不仅具有早期强度和快速硬化的特点，而且具有微膨胀、抗硫酸盐侵蚀等性能。硫铝酸盐水泥熟料矿物强度4 h可达10 ~ 25 MPa，1 d可达30 ~ 60 MPa，氟铝酸盐快速凝结硬质水泥熟料矿物主要由11cao组成 7al2o3 CaF2、b-c2s或C3 S等组成。，具有速凝快硬的特点。初凝一般只有几分钟，从初凝到终凝的间隔很短，一般不超过0。5 h，且2 ~ 3 H的抗压强度可达20。 MPa。 这两种水泥常用于道路应急修复工程，但后期强度和性能呈下降趋势，应用范围有限。 (3)高铝水泥 高铝水泥是一种快硬早强的水硬凝胶材料。主要原料为铝土矿和石灰石，熟料矿以铝酸钙为主，水化速度快，强度发展主要集中在前期，后期发展较少。高铝水泥水化产品不稳定，易发生晶型变化，后期强度呈下降趋势。高铝水泥的抗折强度和抗压强度可达3 ~ 5 MPa和25 ~ 45 MPa。 (4)磷酸镁水泥混凝土 磷酸镁水泥混凝土是一种新型的道路修补材料。磷酸镁水泥的基本制备工艺是：将MgO粉放在1 500℃左右烧成，研磨至比表面积1 260 ~ 3 500 cm2/g，与NH4H2 将PO4粉与Na2B4O4混合均匀 10H2O调整冷凝时间，制备磷酸镁水泥。磷酸镁水泥凝结时间充足，硬化速度快，早期强度高，与旧水泥混凝土结合力强，相容性好，是一种发展前景广阔的道路修复材料。 (5)硅粉水泥混凝土 硅灰是一种具有较强火山灰活性的外加剂。硅灰水泥混凝土早期强度高，后期强度发展良好。Ca水泥浆与骨料界面 (OH) 2不富集，改用水化硅酸钙凝胶，界面粘结强度好。硅水泥混凝土与旧混凝土具有良好的粘结性能。掺量为10% ~ 15%以上的硅灰水泥混凝土非常适合水泥混凝土路面的修复，但在中国成本较高。 (6)高岭水泥混凝土 偏高岭土也是一种火山灰活性强的材料。研究表明，偏高岭土的火山灰活性甚至超过了硅灰。在硅灰水泥混凝土的研究中发现，硅灰的引入导致混凝土自收缩增加，高岭水泥混凝土具有补偿收缩的微膨胀性能，高岭水泥混凝土比硅灰水泥混凝土具有更好的工作性能。高岭土可以提高水泥混凝土的塑性，增强粘结性能，减少泌水，加速水泥的早期水化，获得较高的早期强度，提高后期强度，提高水泥混凝土的综合性能。桥面及机场跑道修补采用高岭水泥混凝土，是一种理想的修补材料，其应用需要进一步发展和推广。 (7)聚合物改性砂浆和混凝土 聚合物改性砂浆和混凝土是另一种性能优良的路面修补材料，已广泛应用于世界各地，并有许多成功的工程实践。聚合物包括天然橡胶、合成橡胶、热塑性树脂、热固性树脂、沥青和石蜡。乳液的浓度通常为40% ~ 60%重量。典型的聚合物改性砂浆和水泥混凝土修复材料包括不饱和聚酯树脂砂浆和混凝土、丁苯橡胶乳改性砂浆和混凝土、聚丙烯酸树脂砂浆和混凝土、天然橡胶乳改性砂浆和混凝土、聚醋酸乙烯酯改性砂浆和混凝土等。聚合物改性砂浆与混凝土具有较高的粘结性和抗冲击性，并能提高混凝土的耐磨性。它们具有良好的防水、抗渗性和优异的工作性能。但是，聚合物价格高，有一定的毒性，耐高温性能差，限制了其应用。 建筑结构胶系列环氧灌浆树脂(裂缝空鼓修补胶) 环氧粘结钢板缝隙填料环氧浇筑粘结钢胶环氧植筋胶环氧碳纤维胶水泥基础灌浆系列高强度无收缩灌浆材料早期强度灌浆材料应急修复灌浆材料设备基础灌浆材料防腐基础灌浆材料微膨胀灌浆材料快速干燥快速灌浆材料设备基础二次灌浆材料锚固材料环氧灌浆材料浆承载灌浆材料工程应急修复材料座浆混凝土结构修复系列聚合物修复砂浆（双组分 聚合物增强砂浆聚合物高强度砂浆抗裂砂浆粘结砂浆防水砂浆环氧修复砂浆化学防腐系列环氧树脂水泥