本发明涉及路面养护技术领域，具体涉及一种水泥混凝土路面修补材料及其制备方法。
背景技术：
道路的维修养护一直以来都是当今道路工程领域中的重要课题之一，其中水泥混凝土路面更是我国道路建设中一个比较重要的路面结构形式。但随着时间的增长，很多水泥混凝土路端板、开裂现象非常严重，而在开裂处由于受到雨水的侵蚀，路面损坏不断扩大，挖开重建的成本非常高，因此必须对受损路面进行修补。传统的修补材料有沥青或树脂等，但是沥青熔点低、强度低、易碎易脆，而树脂的粘结力不强，易脱落，效果不佳，并且其固化时间较长这两种材料与混凝土材料的收缩、膨胀性差异较大，均容易导致修补失败，为此，我们提出了一种水泥混凝土路面修补材料及其制备方法投入使用，以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水泥混凝土路面修补材料及其制备方法，以解决现有技术中的修补材料沥青熔点低、强度低、易碎易脆，树脂的粘结力不强、易脱落、效果不佳、固化时间较长，且这两种材料与混凝土材料的收缩、膨胀性差异较大，均容易导致修补失败的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种水泥混凝土路面修补材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35～60份；高铝水泥12～20份；混凝土粘结剂3～6份；细砂20～30份；石灰石12～16份；脱硫石膏1～2份；胶粉2～4份；外加剂0.8～1.2份；纯水14～18份。
优选的，所述混凝土粘结剂为水硬性胶凝材料、水泥增强剂和铝酸酯偶联剂的混合物，其中水硬性胶凝材料、水泥增强剂和铝酸酯偶联剂的比例为3:1.5:0.7。
优选的，所述石灰石为经过破碎筛分处理后，粒径为5～25mm的石灰石颗粒。
优选的，所述细砂的细度模数在2.2～2.4之间。
优选的，所述胶粉为5010N型乳胶粉。
优选的，所述外加剂为硬化剂和调凝剂的混合物，其中硬化剂与调凝剂的比例为1:1.7，其中硬化剂为混凝土硬化剂，调凝剂为水泥调凝剂。
本发明还涉及一种上述水泥混凝土路面修补材料的制备方法，包括下列步骤：
（1）按照上述原料配比选取各原料；将所述硅酸盐水泥和高铝水泥混合后，放入搅拌机内进行机械搅拌，并在搅拌过程中添加纯水；
（2）向步骤（1）所得的混合液中添加所述石灰石、细砂和脱硫石膏，继续进行机械搅拌20～30min，使其混合均匀，形成初级砂浆；
（3）向步骤（2）所得的初级砂浆中加入所述混凝土粘结剂并继续搅拌，随后加入所述胶粉和外加剂，继续机械搅拌15～20min后，制备出所述水泥混凝土路面修补材料。
优选的，所述步骤（1）中，纯水的添加量为14～18份，并根据砂浆的稀释度进行调整，其中砂浆的稀释度根据修补路面的面积以及原路面硬度等级进行确定。
优选的，所述步骤（3）中，在添加混凝土粘结剂并搅拌一段时间后，观察搅拌机内的砂浆有无气泡，若有气泡产生则停止搅拌，待气泡消失后则继续搅拌，并添加胶粉和外加剂。
本发明的有益效果在于：
本发明水泥混凝土路面修补材料，采用胶粉可增加水泥的粘结性，增强新旧部位的结合强度，并且提高早期抗折强度，使水泥路面在早期有抗折强度的支持，降低连接部位早期脱开的可能性，所选原料胶粉与水泥混合后容易搅拌均匀，当加水后聚合物分析扩散能力增强，渗透到基层材料表面的毛细孔、裂缝中，对缝隙进行堵塞，凝聚时产生的细丝能在砂浆和基体之间架桥，形成机械粘结，同时聚合物膜与水泥水化产物、骨料等牢牢的粘结成整体，大大提高了聚合物砂浆的粘结强度，同时本发明在普通的硅酸盐水泥中掺入特种的高铝水泥，能够增加砂浆的早期强度，并加入石膏可缓解混合水泥的凝结时间。
附图说明
图1是本发明水泥混凝土路面修补材料制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例一：一种水泥混凝土路面修补材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥35份；高铝水泥12份；混凝土粘结剂3份，该混凝土粘结剂为水硬性胶凝材料、水泥增强剂和铝酸酯偶联剂的混合物，其中水硬性胶凝材料、水泥增强剂和铝酸酯偶联剂的比例为3:1.5:0.7；细砂20份，细砂的细度模数在2.2之间；石灰石12份，石灰石是经过破碎筛分处理后，选取25mm粒径的石灰石颗粒；脱硫石膏1份；胶粉2份，为5010N型乳胶粉；外加剂0.8份，该外加剂为硬化剂和调凝剂的混合物，其中硬化剂与调凝剂的比例为1:1.7，其中硬化剂为混凝土硬化剂，调凝剂为水泥调凝剂；纯水14份。
该水泥混凝土路面修补材料的制备方法包括下列步骤：
（1）按照实施例一所述的重量份选取各原料；将所述硅酸盐水泥和高铝水泥混合后，放入搅拌机内进行机械搅拌，并在搅拌过程中添加适量的纯水，加水量为14份，并根据砂浆的稀释度进行调整；
（2）向步骤（1）所得的混合液中添加所述石灰石、细砂和脱硫石膏，继续进行机械搅拌20min，使其混合均匀，形成初级砂浆；
（3）向步骤（2）所得的初级砂浆中加入所述混凝土粘结剂并继续搅拌，在添加混凝土粘结剂并搅拌一段时间后，观察搅拌机内的砂浆有无气泡，若有气泡产生则停止搅拌，待气泡消失后则继续搅拌，并添加胶粉和外加剂，再继续机械搅拌15min后，制备出该水泥混凝土路面修补材料。
实施例二：一种水泥混凝土路面修补材料，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥60份；高铝水泥20份；混凝土粘结剂6份；细砂30份，细砂的细度模数为2.4；石灰石16份，石灰石为经过破碎筛分处理后，选取的15mm粒径的石灰石颗粒；脱硫石膏2份；胶粉4份；外加剂1.2份；纯水18份。
该水泥混凝土路面修补材料的制备方法包括下列步骤：
（1）按照实施例二所述的重量份选取各原料；将所述硅酸盐水泥和高铝水泥混合后，放入搅拌机内进行机械搅拌，并在搅拌过程中添加适量的纯水，加水量为18份，并根据砂浆的稀释度进行调整；
（2）向步骤（1）所得的混合液中添加所述石灰石、细砂和脱硫石膏，继续进行机械搅拌30min，使其混合均匀，形成初级砂浆；
（3）向步骤（2）所得的初级砂浆中加入所述混凝土粘结剂并继续搅拌，在添加混凝土粘结剂并搅拌一段时间后，观察搅拌机内的砂浆有无气泡，若有气泡产生则停止搅拌，待气泡消失后则继续搅拌，并添加胶粉和外加剂，再继续机械搅拌20min后，制备出该水泥混凝土路面修补材料。
实施例三：一种水泥混凝土路面修补材料，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥50份；高铝水泥16份；混凝土粘结剂4份；细砂25份，细砂的细度模数为2.3；石灰石13份，石灰石为经过破碎筛分处理后，选取的5mm粒径的石灰石颗粒；脱硫石膏1.5份；胶粉3份；外加剂1份；纯水：16份。
该水泥混凝土路面修补材料的制备方法包括下列步骤：
（1）按照实施例三所述的重量份选取各原料；将所述硅酸盐水泥和高铝水泥混合后，放入搅拌机内进行机械搅拌，并在搅拌过程中添加适量的纯水，加水量为16份，并根据砂浆的稀释度进行调整；
（2）向步骤（1）所得的混合液中添加所述石灰石、细砂和脱硫石膏，继续进行机械搅拌25min，使其混合均匀，形成初级砂浆；
（3）向步骤（2）所得的初级砂浆中加入所述混凝土粘结剂并继续搅拌，在添加混凝土粘结剂并搅拌一段时间后，观察搅拌机内的砂浆有无气泡，若有气泡产生则停止搅拌，待气泡消失后则继续搅拌，并添加胶粉和外加剂，再继续机械搅拌18min后，制备出该水泥混凝土路面修补材料。
对以上三个实施例中的水泥混凝土路面修补材料的凝结时间、混凝与粘结强度按常规方法进行检测试验，试验结果见下表1。
表1 实施例中的水泥混凝土路面修补材料试验结果对比。
本发明以破碎的石灰石作为骨料，如路面修补部位的厚度≤15cm，骨料的最大粒径选用25mm以下，尽量减少大颗粒骨料的使用，因小颗粒匀质性较好，水泥浆体和单个石子的过渡层周长和厚度都小，难以形成大的缺陷，有利于界面强度的提高，综合以上实施例所述，本发明的最佳实施例为实施例三，掺水量在16份为最佳，制备出的砂浆早期强度高。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。