偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法。包括以下步驟：將菱鎂礦在1200-1500℃的溫度下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫，球磨得重?zé)趸V；將高嶺土粉末在550-800℃的溫度下煅燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫，球磨得偏高嶺土；重?zé)趸V、偏高嶺土、粉煤灰、炭黑、砂在攪拌機(jī)中混合均勻，得到固體原料；磷酸二氫銨、硼酸、水混合均勻，得到液體原料；固體原料和液體原料在攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料。本發(fā)明的初凝時(shí)間基本控制在15-25分鐘，相比于一般水泥基修補(bǔ)材料3-4小時(shí)的初凝時(shí)間有了非常明顯的縮短。本發(fā)明可消耗一定廢棄粉煤灰，還具有環(huán)保和節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料 的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 水泥混凝土路面具有良好的施工性能和優(yōu)良的耐久性，且路面結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗滑性 能和耐磨性能好、使用壽命長(zhǎng)。因此，水泥混凝土路面在我國(guó)路網(wǎng)中占據(jù)著非常重要的位 置。但由于交通運(yùn)輸量的不斷增加，路面設(shè)計(jì)及施工管理等方面的不足，隨著路面服務(wù)年限 的增長(zhǎng)，許多水泥混凝土路面由于不堪承受日益繁重的運(yùn)力而受到了不同程度的損壞。常 用的水泥基材局部修復(fù)技術(shù)不僅工藝較復(fù)雜，開(kāi)放交通時(shí)間長(zhǎng)，而且修補(bǔ)界面粘結(jié)性差， 修補(bǔ)效果很不理想，因此，為了給高等級(jí)交通樞紐地段減少經(jīng)濟(jì)損失，研制快速高早強(qiáng)修 補(bǔ)材料應(yīng)用于水泥混凝土路面的維修中是目前亟待解決的問(wèn)題。
[0003] 現(xiàn)階段快速修補(bǔ)材料按其組成特點(diǎn)大致可分為快硬水泥類(lèi)、快硬混凝土類(lèi)、快硬 外加劑類(lèi)。在這些快速修補(bǔ)材料中，大多使用了硫鋁酸鹽型早強(qiáng)快硬水泥，然而硫鋁酸鹽水 泥的使用往往容易造成混凝土結(jié)構(gòu)后期強(qiáng)度發(fā)展緩慢，甚至是強(qiáng)度倒縮。針對(duì)這種情況，部 分快速修補(bǔ)材料采用了硫鋁酸鹽和硅酸鹽水泥復(fù)合的技術(shù)，或者是利用部分礦物摻合料取 代硫鋁酸鹽水泥的辦法。盡管上述方法能夠在一定程度上緩解混凝土結(jié)構(gòu)物后期強(qiáng)度增長(zhǎng) 緩慢的問(wèn)題，但同時(shí)也帶來(lái)了凝結(jié)硬化過(guò)程相對(duì)緩慢、早期強(qiáng)度不高等問(wèn)題。
[0004] 根據(jù)復(fù)合材料設(shè)計(jì)理論，將具有優(yōu)異潛在水化活性的偏高嶺土與磷酸鹽水泥有機(jī) 組合，并輔以部分優(yōu)質(zhì)粉煤灰，制備出一種成本較低的偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料， 其具有快凝快硬、高早期強(qiáng)度、高粘接強(qiáng)度、高耐磨性及干縮小等優(yōu)良性能，非常適用于高 速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、市政主干道的快速修補(bǔ)，在軍事工程的快速搶修、搶建方面也有著廣闊 的應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種低成本偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料，其具有快 凝快硬、高早期強(qiáng)度、高粘接強(qiáng)度、高耐磨性及干縮小等優(yōu)良性能，其適用于高速公路、機(jī)場(chǎng) 跑道、市政主干道的快速修補(bǔ)，在軍事工程的快速搶修、搶建也有廣闊應(yīng)用前景。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用技術(shù)方案如下：
[0007] -種偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 1)將菱鎂礦在1200-1500°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫，隨后放入球 磨機(jī)中粉磨至比表面積為200_500m 2/kg，得重?zé)趸V；
[0009] 將高嶺土粉末在550-800°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫，隨后放入球磨機(jī) 中粉磨至比表面積為8000-15000m 2/kg，得偏高嶺土；
[0010] 2)重?zé)趸V、偏高嶺土、粉煤灰、炭黑、砂在攪拌機(jī)中混合均勻，得到固體原料； 磷酸二氫銨、硼酸、水混合均勻，得到液體原料；
[0011] 3)固體原料和液體原料在攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材 料；
[0012] 其中，各原料按重量份數(shù)計(jì)如下：
[0013] 重?zé)趸V100份，偏高嶺土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氫銨20-50份，硼酸 1-10份，炭黑〇. 5-2份，砂5-30份，水15-35份。
[0014] 按上述方案，所述粉煤灰為I級(jí)灰。
[0015] 按上述方案，所述磷酸二氫銨為含量大于92%的工業(yè)純。
[0016] 按上述方案，所述硼酸為含量大于95%的工業(yè)純。
[0017] 按上述方案，所述炭黑為粒度小于200目的工業(yè)純。
[0018] 按上述方案，所述砂為粒徑小于2. 36mm的連續(xù)級(jí)配河砂。
[0019] 與單純的磷酸鹽水泥相比，摻入適量粉煤灰可以調(diào)整磷酸鹽水泥基材料的顏色及 延長(zhǎng)磷酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間，還可顯著改善磷酸鹽水泥基材料的流動(dòng)性，在保持流動(dòng)性不 變的情況下降低水膠比，提高磷酸鹽水泥基材料的強(qiáng)度。炭黑主要作為超細(xì)填料以優(yōu)化快 速修補(bǔ)材料的孔隙結(jié)構(gòu)及調(diào)整硬化體顏色。偏高嶺土的加入則進(jìn)一步促進(jìn)了體系強(qiáng)度的發(fā) 展，由于偏高嶺土具有很好的微粉填充效應(yīng)，能填補(bǔ)水泥石中大的孔隙，磷酸鹽水泥中摻 入偏高嶺土大大改善了水泥石的孔隙分布，進(jìn)一步改善了其體積穩(wěn)定性。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 本發(fā)明的初凝時(shí)間基本控制在15-25分鐘，相比于一般水泥基修補(bǔ)材料3-4小時(shí) 的初凝時(shí)間有了非常明顯的縮短。本發(fā)明可消耗一定廢棄粉煤灰，還具有環(huán)保和節(jié)能減排 的優(yōu)點(diǎn)。
[0022] 本發(fā)明的工作性能好（擴(kuò)展度能達(dá)到250mm以上）、早期強(qiáng)度高（3小時(shí)抗壓強(qiáng)度 可在25-60MPa范圍內(nèi)調(diào)整），并解決了磷酸鹽水泥后期強(qiáng)度不高以及體積收縮的難題，可 廣泛應(yīng)用于道路、機(jī)場(chǎng)、水利、國(guó)防設(shè)施、油井和礦道支護(hù)等的修補(bǔ)工程。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0024] 本發(fā)明偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料制備過(guò)程如下：
[0025] 1)將菱鎂礦在1200-1500°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫，隨后放入球 磨機(jī)中粉磨至比表面積為200-500m 2/kg，得重?zé)趸V；
[0026] 將高嶺土粉末在550-800°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫，隨后放入球磨機(jī) 中粉磨至比表面積為8000-15000m 2/kg，得偏高嶺土；
[0027] 2)重?zé)趸V、偏高嶺土、粉煤灰、炭黑、砂在攪拌機(jī)中混合均勻，得到固體原料； 磷酸二氫銨、硼酸、水混合均勻，得到液體原料；
[0028] 3)固體原料和液體原料在攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材 料；
[0029] 其中，各原料按重量份數(shù)計(jì)如下：
[0030] 重?zé)趸V100份，偏高嶺土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氫銨20-50份，硼酸 1-10份，炭黑〇. 5-2份，砂5-30份，水15-35份。
[0031] 實(shí)施例1-8,各原料的重量比見(jiàn)表1。
[0032]表 I

【權(quán)利要求】
1. 一種偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 將菱鎂礦在1200-1500°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫，隨后放入球磨機(jī) 中粉磨至比表面積為200-500m2/kg，得重?zé)趸V； 將高嶺土粉末在550-800°C的溫度下煅燒2-4小時(shí)，冷卻至室溫，隨后放入球磨機(jī)中粉 磨至比表面積為8000-15000m2/kg，得偏高嶺土； 2) 重?zé)趸V、偏高嶺土、粉煤灰、炭黑、砂在攪拌機(jī)中混合均勻，得到固體原料；磷酸 二氫銨、硼酸、水混合均勻，得到液體原料； 3) 固體原料和液體原料在攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料； 其中，各原料按重量份數(shù)計(jì)如下： 重?zé)趸V100份，偏高嶺土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氫銨20-50份，硼酸1-10 份，炭黑0. 5-2份，砂5-30份，水15-35份。
2. 如權(quán)利要求1所述偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于所述 粉煤灰為I級(jí)灰。
3. 如權(quán)利要求1所述偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于所述 磷酸二氫銨為含量大于92 %的工業(yè)純。
4. 如權(quán)利要求1所述偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于所述 硼酸為含量大于95 %的工業(yè)純。
5. 如權(quán)利要求1所述偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于所述 炭黑為粒度小于200目的工業(yè)純。
6. 如權(quán)利要求1所述偏高嶺土基氧化鎂型快速修補(bǔ)材料的制備方法，其特征在于所述 砂為粒徑小于2. 36mm的連續(xù)級(jí)配河砂。
【文檔編號(hào)】C04B28/34GK104402392SQ201410634679
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】孫濤, 水中和, 余風(fēng), 王桂明, 包明, 韓金龍, 周吉, 陸建鑫 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)