一种机场跑道表面修复用注浆材料

1.一种机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥
60-80份、聚合物胶乳10-18份、粉煤灰6-10份、煤矸石3-6份、骨料5-10份、轻质材料1-3份、钠盐速凝剂2-5份、增稠剂2-4份、减水剂2-4份、活性剂0.2-0.5份、水30-50份；
其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂8-13份、SBR丁苯胶乳2-5份组成；
所述骨料为石英砂，所述石英砂为提纯石英砂，制备所述提纯石英砂包括：将石英砂加水调制得到矿浆，向所述矿浆中加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌后静置；取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液中，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述提纯石英砂；
所述活性剂为铝酸三钙、三乙醇胺、氯化钙、硫代硫酸钠、碳酸钙、氯化镁中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述水性环氧树脂是由液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水组成，所述液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水的重量配比为1:1.3-1.5:1.5-2.5。
3.根据权利要求2所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述聚合物胶乳的制备工艺包括：将液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳；所述SBR丁苯胶乳的固含量为40-50%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为5-45μm，其成分按重量百分比包括：SiO2 40-60%，Al2O3 20-35%，CaO 3-10%，Fe2O3 5-10%，SO3 0.5-5%；
所述煤矸石比表面积为500-600m2/g，其成分按重量百分比包括：SiO2 45-55%，Al2O3 
30-40%，CaO 1-5%，Fe2O3 5-10%，MgO 0.1-1%。
5.根据权利要求1-3任一项所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述轻质材料是由重量配比1:5-7:3-5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成。
6.根据权利要求1-3任一项所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-0.13mm的石英砂组成，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:20:30:16:6。
7.根据权利要求1-3任一项所述的机场跑道表面修复用注浆材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ 52.5R 型硅酸盐水泥；
所述钠盐速凝剂为模数为1.5-2的硅酸钠；
所述减水剂为聚羧酸系减水剂；
所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚、水溶性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的机场跑道表面修复用注浆材料的制备方法，其特征在于，包括：将硅酸盐水泥、聚合物胶乳、粉煤灰、煤矸石、骨料置于搅拌机中，在转速为
300-800r/min条件下搅拌均匀，加水继续搅拌1-3min，再加入轻质材料、钠盐速凝剂、增稠剂、减水剂和活性剂搅拌3-5min，得到拌合物，将所述拌合物置于养护箱中进行养护，得到所述机场跑道表面修复用注浆材料。

一种机场跑道表面修复用注浆材料\n技术领域\n[0001] 本发明涉及注浆材料技术领域，尤其涉及一种机场跑道表面修复用注浆材料。\n背景技术\n[0002] 目前，航空机场路面多为混凝土或沥青材料，其表面在使用过程中亦存在着渗漏水及开裂等病害情况，现有路面修补技术多采用直接水泥注浆的方法对道路损伤处进行修补，其中注浆材料的选用是注浆修复工程的基本问题，是保证注浆技术达到预期目的的最重要因素，是降低工程造价、节约成本的关键所在。\n[0003] 现代注浆材料主要分为粒状材料、化学材料以及由粒状材料和化学材料组成的复合材料。以水泥为主的粒状浆材具有结石强度高、材料来源广、价格低、运输贮存方便，以及注浆工艺简单等优点，是注浆材料的主体。但由于常用水泥颗粒较粗，一般只能灌注到直径大于0.2mm的孔隙中，对中、小孔隙不易灌注，且由于其凝固时间比较长，在有一定流速的水流部位注浆处理时浆液容易在凝固前被水稀释或者冲走.应用范围受到局限。化学注浆是工程防渗的一项新技术，在国外化学注浆堵水防渗已广泛应用于隧道养护加固等领域，与常规水泥注浆技术相比，化学注浆有其独特的优势，可以解决常规水泥注浆方法难于解决的工程难题。化学浆材比水泥浆材具有较好的可灌性，浆液粘度低，能注入到微细孔隙中，并且可按工程要求调节其浆液的凝固时间，有时可达到瞬间胶凝，比较适合在有流动水的部位进行堵漏或者防渗处理。\n[0004] 尽管以各种新材料为前导的化学注浆技术不断发展，但限予经济因素和环境保护等原因，水泥注浆材料仍然占据着注浆材料的主导地位。针对水泥浆材和化学浆材的不足，世界各国开展了大量改善现有注浆材料和研制新型注浆材料的工作，推出了一批高强度、高渗透性、高性能的改进型浆材，其中所取得的成果大多数为水泥浆改性，即水泥基灌浆材料，见诸于报道的品种已达百余种以上。\n[0005] 总的来说，目前的利用注浆材料用于机长路面的修复，多片面追求速凝效果和强度，对于材料的可泵性和抗分散性考虑不足。当材料注入含水构造后，易被水冲散稀释，从而改变了既定的注浆材料浆液配合比，失去了原有性能，无法对含水构造进行有效封堵。同时，目前注浆材料价格较为昂贵也是制约其广泛工程应用的瓶颈。\n发明内容\n[0006] 本发明提出了一种机场跑道表面修复用注浆材料，该种注浆材料能够抵抗水流冲刷，不被水分散，同时具有良好的注浆可泵性和水中抗分散性。\n[0007] 本发明提出了一种机场跑道表面修复用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥60-80份、聚合物胶乳10-18份、粉煤灰6-10份、煤矸石3-6份、骨料5-10份、轻质材料1-3份、钠盐速凝剂2-5份、增稠剂2-4份、减水剂2-4 份、活性剂0.2-0.5份、水30-50份；\n[0008] 其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂8-13份、SBR丁苯胶乳2-5 份组成。\n[0009] 优选地，所述水性环氧树脂是由液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水组成，所述液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水的重量配比为1:1.3-1.5:1.5-2.5。\n[0010] 优选地，所述聚合物胶乳制备工艺包括：将液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳；优选地，所述SBR丁苯胶乳的固含量为40-50％。\n[0011] 优选地，所述粉煤灰的粒径为5-45μm ，其成分按重量百分比包括：SiO2 40-60％，Al2O320-35％，CaO 3-10％，Fe2O35-10％，SO30.5-5％；\n[0012] 优选地，所述煤矸石比表面积为500-600m2/g，其成分按重量百分比包括： SiO245-\n55％，Al2O330-40％，CaO 1-5％，Fe2O35-10％，MgO 0.1-1％。\n[0013] 优选地，所述轻质材料是由重量配比1:5-7:3-5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成。\n[0014] 优选地，所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、 0.5-0.9mm、\n0.2-0.5mm、0.05-0.13mm的石英砂组成，优选地，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:\n20:30:16:6。\n[0015] 优选地，所述石英砂为提纯石英砂，制备所述提纯石英砂包括：将石英砂加水调制得到矿浆，向所述矿浆中加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌后静置；取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液中，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述提纯石英砂。\n[0016] 优选地，所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5R型硅酸盐水泥；\n[0017] 优选地，所述钠盐速凝剂为模数为1.5-2的硅酸钠；\n[0018] 优选地，所述减水剂为聚羧酸系减水剂；\n[0019] 优选地，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚、水溶性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种；\n[0020] 优选地，所述活性剂为铝酸三钙、三乙醇胺、氯化钙、硫代硫酸钠、碳酸钙、氯化镁中的一种或多种。\n[0021] 所述的机场跑道表面修复用注浆材料的制备方法包括，将硅酸盐水泥、聚合物胶乳、粉煤灰、煤矸石、骨料置于搅拌机中，在转速为300-800r/min条件下搅拌均匀，加水继续搅拌1-3min，再加入轻质材料、钠盐速凝剂、增稠剂、减水剂和活性剂搅拌3-5min，得到拌合物，将所述拌合物置于养护箱中进行养护，得到所述机场跑道表面修复用注浆材料。\n[0022] 本发明所述机场跑道表面修复用注浆材料以硅酸铝水泥作为基材，起到骨架作用；通过将粉煤灰和煤研石加入到所述硅酸铝水泥中，二者复配可以发挥微集料的级配效应，水化生成大量的凝胶体，从而调整水泥的内部结构状态和孔特征，提高密实性，促进混凝土强度的提高，以使最终形成的注浆材料在高速水流作用下不易分散，凝固特性增强；水性环氧树脂和SBR丁苯胶乳组成的聚合物胶乳可以包裹在所有矿质原料的表面并填充在矿质原料的空隙中，不仅改善了水泥的韧性等力学性能，更重要地是弥补了目前速凝注浆材料不易操控、水中不抗分散的缺点，大大提高了其凝固特性；此外加入的骨料为石英砂，通过对石英砂不同粒度的配置，可以减小水泥孔隙率及离析分层现象，从而可以适应各种注浆工程中对注浆材料的要求；钠盐速凝剂、增稠剂、减水剂和活性剂组成的外加改性剂，能调整内部的空隙分布，减小注浆材料灌注时所受阻力，并影响水泥水化物的形成，以达到减少收缩、防止开裂和提高抗渗性的目的。\n[0023] 与现有技术相比，本发明所述机场跑道表面修复用注浆材料，弥补了目前注浆材料不易操控、水中不抗分散的缺点，相对普通注浆材料在注浆操作易造成注浆管路堵塞或钻孔堵塞的问题，本发明所述注浆材料能够维持膏状时间 5-20min。普通水泥-水玻璃注浆材料1h强度普遍低于2Mpa，而本发明所述注浆材料最高能够达到3.5Mpa，因此本发明所述注浆材料可以根据工程需求能够通过改变配比，调节注浆材料的初凝和终凝时间，高效用于航空跑道的治理工程中。\n具体实施方式\n[0024] 下面结合具体实施例对本发明做出详细说明。\n[0025] 实施例1\n[0026] 本实施例所述机场跑道表面修复用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥\n60份、聚合物胶乳18份、粉煤灰6份、煤矸石6份、骨料5份、轻质材料3份、钠盐速凝剂2份、增稠剂4份、减水剂2份、活性剂0.5份、水30 份；其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂13份、SBR丁苯胶乳2份组成；\n[0027] 所述聚合物胶乳的制备工艺包括：将重量配比为1:1.3:2.5的液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳，其中所述SBR丁苯胶乳的固含量为40％；\n[0028] 所述轻质材料是由重量配比1:5:5的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成；所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、 0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-\n0.13mm的石英砂组成，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:20:30:16:6；所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5R型硅酸盐水泥；所述钠盐速凝剂为模数为1.5的硅酸钠；所述减水剂为聚羧酸系减水剂；所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚；所述活性剂为铝酸三钙。\n[0029] 实施例2\n[0030] 本实施例所述机场跑道表面修复用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥\n80份、聚合物胶乳10份、粉煤灰10份、煤矸石3份、骨料10份、轻质材料1份、钠盐速凝剂5份、增稠剂2份、减水剂4份、活性剂0.2份、水 50份；其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂8份、SBR丁苯胶乳5 份组成；\n[0031] 所述聚合物胶乳的制备工艺包括：将重量配比为1:1.5:1.5的液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳，其中所述SBR丁苯胶乳的固含量为50％；\n[0032] 所述轻质材料是由重量配比1:7:3的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成；所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、 0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-\n0.13mm的石英砂组成，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:20:30:16:6；所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5R型硅酸盐水泥；所述钠盐速凝剂为模数为2的硅酸钠；所述减水剂为聚羧酸系减水剂；所述增稠剂为水溶性聚乙烯醇；优选地，所述活性剂为三乙醇胺。\n[0033] 实施例3\n[0034] 本实施例所述机场跑道表面修复用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥\n70份、聚合物胶乳14份、粉煤灰8份、煤矸石4份、骨料7份、轻质材料2份、钠盐速凝剂3份、增稠剂3份、减水剂3份、活性剂0.3份、水40 份；其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂10份、SBR丁苯胶乳3份组成；\n[0035] 所述聚合物胶乳的制备工艺包括：将重量配比为1:1.4:2.0的液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳，其中所述SBR丁苯胶乳的固含量为45％；\n[0036] 所述轻质材料是由重量配比1:6:4的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成；所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、 0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-\n0.13mm的石英砂组成，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:20:30:16:6；所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5R型硅酸盐水泥；所述粉煤灰的粒径为45μm ，其成分按重量百分比包括：\n2\nSiO240％，Al2O335％， CaO 10％，Fe2O310％，SO35％；所述煤矸石比表面积为500m /g，其成分按重量百分比包括：SiO255％，Al2O330％，CaO 5％，Fe2O39％，MgO 1％；所述钠盐速凝剂为模数为1.7的硅酸钠；所述减水剂为聚羧酸系减水剂；所述增稠剂为聚丙烯酰胺；所述活性剂为氯化钙、硫代硫酸钠、碳酸钙的混合物。\n[0037] 实施例4\n[0038] 本实施例所述机场跑道表面修复用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥\n75份、聚合物胶乳12份、粉煤灰7份、煤矸石5份、骨料8份、轻质材料2份、钠盐速凝剂4份、增稠剂3份、减水剂3份、活性剂0.4份、水40 份；其中，所述聚合物胶乳按重量份由水性环氧树脂11份、SBR丁苯胶乳4份组成；\n[0039] 所述聚合物胶乳的制备工艺包括：将重量配比为1:1.3:1.8的液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合液均匀，得到水性环氧树脂；向所述水性环氧树脂中加入SBR丁苯胶乳，搅拌至混合液均匀，得到所述聚合物胶乳，其中所述SBR丁苯胶乳的固含量为46％；\n[0040] 所述轻质材料是由重量配比1:7:4的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯塑料颗粒组成；所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、 0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-\n0.13mm的石英砂组成，所述各粒径的石英砂重量配比为：4:22:20:30:16:6；所述硅酸盐水泥为P·Ⅱ52.5R型硅酸盐水泥；所述粉煤灰的粒径为5um，其成分按重量百分比包括：\nSiO260％，Al2O331％，CaO 3％，Fe2O35.5％，SO30.5％；所述煤矸石比表面积为600m2/g，其成分按重量百分比包括：SiO249％，Al2O340％，CaO 1％，Fe2O39.9％，MgO 0.1％；所述钠盐速凝剂为模数为1.8的硅酸钠；所述减水剂为聚羧酸系减水剂；所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚和聚丙烯酰胺的混合物；所述活性剂为氯化镁。\n[0041] 其中，实施例1-4中所述的机场跑道表面修复用注浆材料的制备方法包括，将硅酸盐水泥、聚合物胶乳、粉煤灰、煤矸石、骨料置于搅拌机中，在转速为 300-800r/min条件下搅拌均匀，加水继续搅拌1-3min，再加入轻质材料、钠盐速凝剂、增稠剂、减水剂和活性剂搅拌3-5min，得到拌合物，将所述拌合物置于养护箱中进行养护，得到所述机场跑道表面修复用注浆材料。\n[0042] 对实施例1-4的机场跑道表面修复用注浆材料进行性能测试，其各性能的参数如下：初凝时间1-20min，终凝时间10-60min；膏状持续时间5-20min，7d 抗折强度8-20MPa。\n[0043] 与现有技术相比，本发明所述机场跑道表面修复用注浆材料，弥补了目前速凝注浆材料不易操控、水中不抗分散的缺点，相对普通速凝注浆材料在注浆操作易造成注浆管路堵塞或钻孔堵塞，本发明所述注浆材料能够维持膏状时间 5-20min。普通水泥-水玻璃注浆材料1h强度普遍低于2Mpa，而本发明所述注浆材料最高能够达到3.5Mpa，因此本发明所述材料可以根据工程需求能够通过改变配比，调节注浆材料的初凝和终凝时间，有效用于机场跑道表面治理工程中。\n[0044] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。