偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法。包括以下步骤：将菱镁矿在1200-1500℃的温度下煅烧2-4小时，自然冷却至室温，球磨得重烧氧化镁；将高岭土粉末在550-800℃的温度下煅烧2-4小时，冷却至室温，球磨得偏高岭土；重烧氧化镁、偏高岭土、粉煤灰、炭黑、砂在搅拌机中混合均匀，得到固体原料；磷酸二氢铵、硼酸、水混合均匀，得到液体原料；固体原料和液体原料在搅拌机中搅拌均匀，得到高岭土基氧化镁型快速修补材料。本发明的初凝时间基本控制在15-25分钟，相比于一般水泥基修补材料3-4小时的初凝时间有了非常明显的缩短。本发明可消耗一定废弃粉煤灰，还具有环保和节能减排的优点。
【专利说明】偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料【技术领域】，具体涉及一种偏高岭土基氧化镁型快速修补材料 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 水泥混凝土路面具有良好的施工性能和优良的耐久性，且路面结构坚固、抗滑性 能和耐磨性能好、使用寿命长。因此，水泥混凝土路面在我国路网中占据着非常重要的位 置。但由于交通运输量的不断增加，路面设计及施工管理等方面的不足，随着路面服务年限 的增长，许多水泥混凝土路面由于不堪承受日益繁重的运力而受到了不同程度的损坏。常 用的水泥基材局部修复技术不仅工艺较复杂，开放交通时间长，而且修补界面粘结性差， 修补效果很不理想，因此，为了给高等级交通枢纽地段减少经济损失，研制快速高早强修 补材料应用于水泥混凝土路面的维修中是目前亟待解决的问题。
[0003] 现阶段快速修补材料按其组成特点大致可分为快硬水泥类、快硬混凝土类、快硬 外加剂类。在这些快速修补材料中，大多使用了硫铝酸盐型早强快硬水泥，然而硫铝酸盐水 泥的使用往往容易造成混凝土结构后期强度发展缓慢，甚至是强度倒缩。针对这种情况，部 分快速修补材料采用了硫铝酸盐和硅酸盐水泥复合的技术，或者是利用部分矿物掺合料取 代硫铝酸盐水泥的办法。尽管上述方法能够在一定程度上缓解混凝土结构物后期强度增长 缓慢的问题，但同时也带来了凝结硬化过程相对缓慢、早期强度不高等问题。
[0004] 根据复合材料设计理论，将具有优异潜在水化活性的偏高岭土与磷酸盐水泥有机 组合，并辅以部分优质粉煤灰，制备出一种成本较低的偏高岭土基氧化镁型快速修补材料， 其具有快凝快硬、高早期强度、高粘接强度、高耐磨性及干缩小等优良性能，非常适用于高 速公路、机场跑道、市政主干道的快速修补，在军事工程的快速抢修、抢建方面也有着广阔 的应用前景。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种低成本偏高岭土基氧化镁型快速修补材料，其具有快 凝快硬、高早期强度、高粘接强度、高耐磨性及干缩小等优良性能，其适用于高速公路、机场 跑道、市政主干道的快速修补，在军事工程的快速抢修、抢建也有广阔应用前景。
[0006] 为实现上述目的，采用技术方案如下：
[0007] -种偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 1)将菱镁矿在1200-1500°C的温度下煅烧2-4小时，自然冷却至室温，随后放入球 磨机中粉磨至比表面积为200_500m 2/kg，得重烧氧化镁；
[0009] 将高岭土粉末在550-800°C的温度下煅烧2-4小时，冷却至室温，随后放入球磨机 中粉磨至比表面积为8000-15000m 2/kg，得偏高岭土；
[0010] 2)重烧氧化镁、偏高岭土、粉煤灰、炭黑、砂在搅拌机中混合均匀，得到固体原料； 磷酸二氢铵、硼酸、水混合均匀，得到液体原料；
[0011] 3)固体原料和液体原料在搅拌机中搅拌均匀，得到高岭土基氧化镁型快速修补材 料；
[0012] 其中，各原料按重量份数计如下：
[0013] 重烧氧化镁100份，偏高岭土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氢铵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，所述粉煤灰为I级灰。
[0015] 按上述方案，所述磷酸二氢铵为含量大于92%的工业纯。
[0016] 按上述方案，所述硼酸为含量大于95%的工业纯。
[0017] 按上述方案，所述炭黑为粒度小于200目的工业纯。
[0018] 按上述方案，所述砂为粒径小于2. 36mm的连续级配河砂。
[0019] 与单纯的磷酸盐水泥相比，掺入适量粉煤灰可以调整磷酸盐水泥基材料的颜色及 延长磷酸盐水泥的凝结时间，还可显著改善磷酸盐水泥基材料的流动性，在保持流动性不 变的情况下降低水胶比，提高磷酸盐水泥基材料的强度。炭黑主要作为超细填料以优化快 速修补材料的孔隙结构及调整硬化体颜色。偏高岭土的加入则进一步促进了体系强度的发 展，由于偏高岭土具有很好的微粉填充效应，能填补水泥石中大的孔隙，磷酸盐水泥中掺 入偏高岭土大大改善了水泥石的孔隙分布，进一步改善了其体积稳定性。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] 本发明的初凝时间基本控制在15-25分钟，相比于一般水泥基修补材料3-4小时 的初凝时间有了非常明显的缩短。本发明可消耗一定废弃粉煤灰，还具有环保和节能减排 的优点。
[0022] 本发明的工作性能好（扩展度能达到250mm以上）、早期强度高（3小时抗压强度 可在25-60MPa范围内调整），并解决了磷酸盐水泥后期强度不高以及体积收缩的难题，可 广泛应用于道路、机场、水利、国防设施、油井和矿道支护等的修补工程。
【具体实施方式】
[0023] 以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
[0024] 本发明偏高岭土基氧化镁型快速修补材料制备过程如下：
[0025] 1)将菱镁矿在1200-1500°C的温度下煅烧2-4小时，自然冷却至室温，随后放入球 磨机中粉磨至比表面积为200-500m 2/kg，得重烧氧化镁；
[0026] 将高岭土粉末在550-800°C的温度下煅烧2-4小时，冷却至室温，随后放入球磨机 中粉磨至比表面积为8000-15000m 2/kg，得偏高岭土；
[0027] 2)重烧氧化镁、偏高岭土、粉煤灰、炭黑、砂在搅拌机中混合均匀，得到固体原料； 磷酸二氢铵、硼酸、水混合均匀，得到液体原料；
[0028] 3)固体原料和液体原料在搅拌机中搅拌均匀，得到高岭土基氧化镁型快速修补材 料；
[0029] 其中，各原料按重量份数计如下：
[0030] 重烧氧化镁100份，偏高岭土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氢铵20-50份，硼酸 1-10份，炭黑〇. 5-2份，砂5-30份，水15-35份。
[0031] 实施例1-8,各原料的重量比见表1。
[0032]表 I
【权利要求】
1. 一种偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 将菱镁矿在1200-1500°C的温度下煅烧2-4小时，自然冷却至室温，随后放入球磨机 中粉磨至比表面积为200-500m2/kg，得重烧氧化镁； 将高岭土粉末在550-800°C的温度下煅烧2-4小时，冷却至室温，随后放入球磨机中粉 磨至比表面积为8000-15000m2/kg，得偏高岭土； 2) 重烧氧化镁、偏高岭土、粉煤灰、炭黑、砂在搅拌机中混合均匀，得到固体原料；磷酸 二氢铵、硼酸、水混合均匀，得到液体原料； 3) 固体原料和液体原料在搅拌机中搅拌均匀，得到高岭土基氧化镁型快速修补材料； 其中，各原料按重量份数计如下： 重烧氧化镁100份，偏高岭土 5-50份，粉煤灰5-20份，磷酸二氢铵20-50份，硼酸1-10 份，炭黑0. 5-2份，砂5-30份，水15-35份。
2. 如权利要求1所述偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于所述 粉煤灰为I级灰。
3. 如权利要求1所述偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于所述 磷酸二氢铵为含量大于92 %的工业纯。
4. 如权利要求1所述偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于所述 硼酸为含量大于95 %的工业纯。
5. 如权利要求1所述偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于所述 炭黑为粒度小于200目的工业纯。
6. 如权利要求1所述偏高岭土基氧化镁型快速修补材料的制备方法，其特征在于所述 砂为粒径小于2. 36mm的连续级配河砂。
【文档编号】C04B28/34GK104402392SQ201410634679
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】孙涛, 水中和, 余风, 王桂明, 包明, 韩金龙, 周吉, 陆建鑫 申请人:武汉理工大学