本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种道面保护罩面材料及其制备方法，尤其适用于北方地区水泥混凝土道面盐冻剥蚀病害的快速修补。
技术背景
水泥混凝土道面具有强度高、刚度大、承载能力强、稳定好和养护费用低等特点，在公路桥梁、市政道路和机场跑道等领域得到广泛应用。在冬季(尤其是北方地区)为了防止路面上冰雪致滑，保证交通运行安全，最常用的方法就是撒除冰盐或融雪剂，因为这些化学物质可以降低水的冰点，从而达到清除冰雪的目的。然而，各类除冰盐或融雪剂都会引起混凝土表面产生严重的剥蚀破坏，氯盐还会引起钢筋锈蚀，这是受冻地区混凝土跑道、道路和桥梁过早破坏的最主要原因之一。
混凝土盐冻破坏是指在盐溶液和冻融循环的共同作用下引起的混凝土剥蚀破坏，是一种最严酷的冻融破坏形式。这类破坏往往仅是涉及混凝土表层，其下层的基体混凝土依然保持坚固完好，因此通过对表面层进行薄层修补可以实现道面的修复。
目前，常用的薄层修补材料为有机聚合物材料，如聚氨酯、丙烯酸、环氧树脂及各种乳胶配制的聚合物砂浆或聚合物水泥砂浆。中国专利201310128237.3公开了一种铺面快速薄层修补材料，包括以下重量份数的组分：①环氧树脂100份；②固化剂10～35份；③细骨料100～600份；④调色改性剂100～500份。该专利所述的修补材料强度高，与水泥混凝土粘结性能优异，耐磨性好，但是价格高，与水泥混凝土材料性能如热膨胀系数和弹性模量等不匹配，在动载和温度应力的不断作用下，易产生应力疲劳，导致出现起鼓、脱落等问题。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提出一种道面保护罩面材料及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现，一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
优选的，一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
所述的磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa。
所述的添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1:5～1:20的混合物。
所述的三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％。
所述的酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％。
所述的细集料为石英砂，包括机制砂、水洗砂或河砂的任一种。
所述的石英砂sio2质量含量大于96％，含泥量小于0.2％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量小于6％。
一种道面保护罩面材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取三萜皂苷、酰胺基双子季铵盐和水，先加入适量的水将其充分溶解，得到混合溶液；
(2)按重量份数称取磷酸镁水泥和细集料，并依次加入搅拌机内混合均匀，得到混合粉料；
(3)将剩余的1/3体积的水投入搅拌机，拌合30秒后，再依次投入混合溶液和余下的水，加水过程中，混合料一直处于搅拌状态；
(4)当各组分全部投入搅拌机后，继续搅拌1～2min，即得到道面保护罩面材料。
本发明所提供的道面保护罩面材料具有以下优点和效果：
(1)抗盐冻剥蚀性能非常优异，经64次冻融循环后，剥落量仅为0.2kg/m2左右；
(2)与旧水泥混凝土匹配性好，其弹性模量、热膨胀系数与水泥混凝土相当；
(3)早期强度高、后期强度持续增长，折压比大；2h、7d和28d抗折强度分别达到5.0mpa、10.0mpa和12.0mpa以上，2h、7d和28d抗压强度分别达到30mpa、50mpa和60mpa以上；
(4)与水泥混凝土粘结性能优异，3h和28d粘结拉拔强度分别达到1.0mpa和3.5mpa以上；
(5)干缩率极小，抗裂性能非常好；
(6)工作性好，可自流平，粘聚性好，不产生离析和泌水现象。
(7)可用于水泥混凝土道面的超薄层修补，修补厚度为2～5mm，并可在2小时内恢复结构物的使用功能，。
本发明所提供的道面保护罩面材料可应用于机场道面、公路桥梁和厂矿地坪等水泥混凝土结构表层破损的修复，尤其适用于北方地区由于撒除冰盐导致结构物盐冻剥蚀破坏的修补。
与现有技术相比，本发明所提供的道面保护罩面材料使用更为简便，其使用方法包括如下特点：
(1)修补施工前，只需把表层强度很低、松动的区域清除干净，使其保持毛糙且面干的状态，即可涂抹该罩面材料，不需要在表面撒水湿润或涂刷界面粘结剂；
(2)抹面时应保持抹刀光洁，并应减少抹面次数，不宜来回反复抹压，避免破坏材料内部气泡结构和含气量；
(3)施工完成后，无需采取撒水或保湿养护；
(4)环境温度低于5℃时，可采取适当加热材料或加温养护措施。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
抗盐冻剥蚀性能试验参照文献(杨全兵，混凝土盐冻破坏——机理、材料设计与防治措施[m].北京：中国建筑工业出版社，2012)附录中的试验方法进行，以剥落量表征；
抗折抗压强度参照gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(iso法)》进行；
粘结拉拔强度参照dl/t5126-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行；
热膨胀系数试验的试件尺寸为40mm×40mm×160mm，试件两端头带有测量铜头，以20～100℃之间试件的线膨胀系数来表征；
工作性以料浆的扩展度表示。
实施例1
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1：20的混合物，三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％，酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为机制砂，sio2质量含量为97％，含泥量0.18％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5.5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料通过以下步骤制备而成：按重量份数称取三萜皂苷、酰胺基双子季铵盐和水，并加入适量的水将其充分溶解，得到混合溶液；按重量份数称取磷酸镁水泥和细集料，并依次加入搅拌机内混合均匀，得到混合粉料；将剩余的1/3水投入搅拌机，拌合30秒后，再依次投入混合溶液和余下的水，，加水过程中，混合料一直处于搅拌状态；当各组分全部投入搅拌机后，继续搅拌1～2min，料浆具有良好的流动性和粘聚性，得到抗盐冻性好的道面保护罩面材料。性能测试结果见表1。
实施例2
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1：15的混合物，三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％，酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为机制砂，sio2质量含量为97％，含泥量0.15％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5.5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
实施例3
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1：10的混合物，三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％，酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为水洗砂，sio2质量含量为98％，含泥量0.1％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为3％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
实施例4
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1：6的混合物，三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％，酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为河砂，sio2质量含量为97％，含泥量0.2％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
实施例5
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；添加剂为三萜皂苷和酰胺基双子季铵盐按质量比为1：5的混合物，三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％，酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为水洗砂，sio2质量含量为98％，含泥量0.1％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为3％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
对比例1
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；细集料为机制砂，sio2质量含量为97％，含泥量0.18％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5.5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
对比例2
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；三萜皂苷为淡黄色粉末，纯度大于99％；细集料为机制砂，sio2质量含量为97％，含泥量为0.18％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5.5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
对比例3
一种道面保护罩面材料，包括以下重量份数的组分：
磷酸镁水泥初凝时间＞20min，28d抗折强度≥8.0mpa，抗压强度≥50.0mpa；酰胺基双子季铵盐为淡黄色液体，活性物质量含量大于60％；细集料为机制砂，sio2质量含量为97％，含泥量为0.18％，最大粒径0.6mm，0.15mm以下的细粉质量含量为5.5％；水为自来水。
所述的道面保护罩面材料的制备方法参照实施例1，性能测试结果见表1。
从表1中可以看到，与未改进的磷酸盐水泥砂浆相比，本发明的抗盐冻剥蚀性能显著提高；工作性也明显得到改善，表现在流动性变好，没有离析和泌水现象；单独掺入三萜皂苷或酰胺基双子季铵盐的材料综合性能明显低于两者的复掺，这出乎了技术人员的意料；此外，本发明的抗折和抗压强度没有明显降低，折压比变大，说明材料柔韧性和抗冲击能力更好；粘结拉拔性能非常优异；热膨胀系数与旧水泥混凝土相当，匹配性好。因此，本发明特别适用于北方地区水泥混凝土道面盐冻剥蚀病害的快速修补工程。
表1
注：对比例1和对比例3的试块表面有一层黑色物质析出，水泥浆和砂子出现分层现象；对比例2和实施例1～5试块表观颜色均匀，未发现离析和泌水现象。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范畴。