本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种寒区水泥混凝土路面快速修补材料及其制备方法。
背景技术：
我国北方寒区(例如黑龙江省)的水泥混凝土路面，在季节交替、融雪剂以及行车和重载车辆的频繁作用的综合因素影响下，经常使用不到一年或两年内，就出现了不同程度的脱皮露骨损坏。表现形式是：水泥混凝土路面表面细集料散失、粗集料暴露,面积在1m2以上。这种破坏虽然不是路面结构的问题，但其影响行车平整度的要求和行驶舒适性，极大地缩短了路面的使用年限；此外，还影响路面美观。
我国现行的《公路水泥混凝土路面养护技术规范(JTJ 073.1-2001)》及《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011)中规定，此类病害通常采用20-40mm厚的改性沥青稀浆封层或至少80mm厚的水泥混凝土加铺层进行处治。
稀浆封层是将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料，均匀地摊铺在待处理的路面上，需经裹覆、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面牢固地结合在一起，施工方法较复杂，用时较长。若采用水泥混凝土加铺层设计，要求加铺层厚度不宜小于80mm，并在铣刨或打毛清理后的表面涂敷黏结剂，使加铺层与旧混凝土面层结合成整体；施工时需要充分振捣并刮平；洒水养生至少14天，每天洒水3～4次。
上述现有的水泥混凝土路面维修材料，存在耗材需求量大，工法复杂和养生所需时间长等问题，不利于快速完成维修任务和实现快速恢复交通目的，有待进一步改进。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种寒区水泥混凝土路面快速修补材料，用以解决现有水泥混凝土路面维修材料的上述问题。其用于水泥混凝土路面脱皮露骨损坏的快速修复，耗材用量小，施工方便，养生所需时间短，满足快速修复路面的需要。本发明实施例还提供了所述快速修补材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种寒区水泥混凝土路面快速修补材料，所述快速修补材料以重量份数计包括下列组分：硅酸盐水泥385-415份、粒径0.15-2.36mm的石英砂580-620份、玄武岩矿粉6-10份、硅粉8-10份、粉煤灰2.5-4.0份、减水剂0.2-0.6份、甲酸钙5-10份、三异丙醇胺5-9份、α-烯基磺酸钠4-10份、聚乙烯醇0.2-0.9份、聚丙烯腈纤维0.5-1.2份。
进一步的，所述快速修补材料以重量份数计包括下列组分：硅酸盐水泥390-410份、粒径0.15-2.36mm的石英砂590-610份、玄武岩矿粉7-9份、硅粉9-9.8份、粉煤灰3-3.8份、减水剂0.2-0.6份、甲酸钙6-9份、三异丙醇胺6-8份、α-烯基磺酸钠5-9份、聚乙烯醇0.3-0.8份、聚丙烯腈纤维0.6-1.0份。
进一步的，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥，例如P.O.42.5硅酸盐水泥，或强度等级更高的硅酸盐水泥。但从成本和效用综合考虑，P.O.42.5硅酸盐水泥是比较优选的。
进一步的，以重量份数计，所述石英砂包括粒径1.18-2.36mm的石英砂95-105份；粒径0.3-1.18mm的石英砂290-310份；以及粒径0.15-0.3mm的石英砂190-210份。
进一步的，所述石英砂为细度模数2.6-2.9的中砂，且还满足下列对累计筛余百分率的要求：对于方孔筛孔径2.36mm，累计筛余11.4-12.6％；对于方孔筛孔径1.18mm，累计筛余28.5-31.5％；对于方孔筛孔径0.6mm，累计筛余55.1-60.9％；对于方孔筛孔径0.3mm，累计筛余77.0-85.1；对于方孔筛孔径0.15mm，累计筛余90.3-99.8％。
进一步的，所述减水剂为TH-928聚羧酸减水剂。其是综合性能较优的一种混凝土超塑化剂(减水剂)，具有掺量低、减水率高，坍落度轻时损失小，增强效果显著，能降低水泥早期水化热的优点，尤其适用于本发明技术方案的快速修补材料。
进一步的，所述聚丙烯腈纤维的长度为15-25mm，优选20mm；直径为6-7dtex，优选6.7dtex。
本发明实施例的另一个方面还提供了所快速修补材料的制备方法，所述方法包括下列步骤：
(1)将所述石英砂与所述玄武岩矿粉、硅粉混合均匀，获得第一混合物；
(2)将所述硅酸盐水泥与粉煤灰混合均匀，然后添加到所述第一混合物中并混合均匀，获得第二混合物；
(3)向所述第二混合物中添加所述减水剂、甲酸钙、三异丙醇胺、α-烯基磺酸钠和聚乙烯醇，混合均匀，获得第三混合物；
(4)向所述第三混合物中添加所述聚丙烯腈纤维，混合均匀，获得所述快速修补材料。
本发明实施例具有如下优点：
1、用于水泥混凝土路面脱皮露骨损坏的快速修复，耗材用量小，施工方便，养生所需时间短，满足快速修复路面的需要。
2、性能优良，尤其适用于北方寒区水泥混凝土路面的快速修复。
3、制备工艺简便，便于大规模生产。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中的快速修补材料以重量份数计包括下列组分：P.O.42.5硅酸盐水泥400份；粒径1.18-2.36mm的石英砂100份、粒径0.3-1.18mm的石英砂300份以及粒径0.15-0.3mm的石英砂200份；玄武岩矿粉8份、硅粉9.4份、粉煤灰6.4份、TH-928聚羧酸减水剂0.4份、甲酸钙7.5份、三异丙醇胺7份、α-烯基磺酸钠7份、聚乙烯醇0.5份、长度20mm且直径为6.7dtex的聚丙烯腈纤维0.8份。
其制备方法包括下列步骤：
(1)将三种粒径范围的石英砂混合均匀，然后与玄武岩矿粉、硅粉混合均匀，获得第一混合物；
(2)将硅酸盐水泥与粉煤灰混合均匀，然后添加到第一混合物中并混合均匀，获得第二混合物；
(3)向所述第二混合物中添加TH-928聚羧酸减水剂、甲酸钙、三异丙醇胺、α-烯基磺酸钠和聚乙烯醇，混合均匀，获得第三混合物；
(4)向第三混合物中添加聚丙烯腈纤维，混合均匀，获得所述快速修补材料。
实施例2
本实施例中的快速修补材料以重量份数计包括下列组分：P.O.42.5硅酸盐水泥390份；粒径1.18-2.36mm的石英砂95份、粒径0.3-1.18mm的石英砂310份以及粒径0.15-0.3mm的石英砂190份；玄武岩矿粉9份、硅粉9.8份、粉煤灰3.8份、TH-928聚羧酸减水剂0.3份、甲酸钙6份、三异丙醇胺8份、α-烯基磺酸钠5-9份、聚乙烯醇0.4份、长度20mm且直径为6.7dtex的聚丙烯腈纤维1.0份。
其制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例中的快速修补材料以重量份数计包括下列组分：P.O.42.5硅酸盐水泥410份；粒径1.18-2.36mm的石英砂105份、粒径0.3-1.18mm的石英砂290份以及粒径0.15-0.3mm的石英砂210份；玄武岩矿粉7份、硅粉9份、粉煤灰3份、TH-928聚羧酸减水剂0.5份、甲酸钙9份、三异丙醇胺6份、α-烯基磺酸钠5份、聚乙烯醇0.8份、长度20mm且直径为6.7dtex的聚丙烯腈纤维0.9份。
其制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例中的快速修补材料以重量份数计包括下列组分：P.O.42.5硅酸盐水泥385份、粒径1.18-2.36mm的石英砂100份、粒径0.3-1.18mm的石英砂300份以及粒径0.15-0.3mm的石英砂200份、玄武岩矿粉10份、硅粉10份、粉煤灰4.0份、TH-928聚羧酸减水剂0.6份、甲酸钙10份、三异丙醇胺8份、α-烯基磺酸钠4份、聚乙烯醇0.5份、长度18mm且直径为6.5dtex聚丙烯腈纤维1.2份。
其制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例中的快速修补材料以重量份数计包括下列组分：P.O.42.5硅酸盐水泥415份、粒径1.18-2.36mm的石英砂100份、粒径0.3-1.18mm的石英砂300份以及粒径0.15-0.3mm的石英砂200份、玄武岩矿粉6份、硅粉8份、粉煤灰2.5份、TH-928聚羧酸减水剂0.3份、甲酸钙5份、三异丙醇胺5份、α-烯基磺酸钠8份、聚乙烯醇0.4份、长度18mm且直径为6.5dtex聚丙烯腈纤维1.0份。
其制备方法同实施例1。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。