水泥基快速修补材料具有凝结时间短和早期强度大等优点,被广泛运用在路面修补建设工程中,但是,其所用的水泥多为硫铝酸盐水泥和磷酸盐水泥等,存在成本高、耐水差和耐久性差等问题。普通硅酸盐胶凝材料作为快速修补材料的基体材料,其性能上存在凝结慢和早期强度低等问题。基于修补材料的研究与应用现状,本文对硅酸盐快速修补材料的性能加以研究,使其能广泛应用于建设施工中。试验研究硅酸盐胶凝材料比表面积大小、石膏、硅灰、消泡剂和早强剂掺量以及水胶比对硅酸盐快速修补材料的凝结时间、流动度、抗压强度和收缩性能的影响,并分析了水化产物的物相组成和微观结构。重点研究了比表面积分别为450 m2/kg和550 m2/kg的胶凝材料体系中,各因素对快速修补材料性能的影响规律,研究结果表明:快速修补材料的最佳配比为:比表面积为550 m2/kg,水胶比为0.15,石膏掺量为0.75%,硅灰掺量5%和铝酸钠掺量为0.5%。此时,修补砂浆的初凝时间为17 min;4 h抗折强度达到2.1 MPa,抗压强度达到16.1 MPa,8 h抗折强度达到3.2 MPa,抗压强度达到36.1 MPa;收缩率在到达3d龄期后,趋于稳定,为0.125%。比表面积为350 m2/kg、450 m2/kg和550 m2/kg的三种硅酸盐胶凝材料,随着比表面积的变大,凝结时间逐渐缩短,流动度变小,抗压强度增大,收缩率增大;随着石膏掺量增加(0%～0.85%),凝结时间逐渐延长,流动度先变大后变小,抗压强度增大,收缩率减小,掺量在0.5%～0.8%之间满足施工要求;随着硅灰掺量增加(0%～20%),凝结时间先缩短后延长,流动度先变大后变小,抗压强度先增大后减小,收缩率增大,掺量为5%时,修补材料(以550 m2/kg为基材)的抗压强度达到极值,4 h时抗压强度为11.54 MPa,1 d时抗压强度为73.68 MPa;随着水胶比增大(0.15～0.19),硅酸盐快速修补材料的凝结时间逐渐延长,流动度变大,抗压强度减小,收缩率增大。随着消泡剂掺量增加(0%～0.05%),修补材料的抗压强度先变大后变小,收缩率减小。随着硫酸钠掺量增大(0.0%～2.0%),修补材料的凝结时间略微缩短,流动度变小,抗压强度先增大后减小,掺量为1%时抗压强度达到极值;随着铝酸钠掺量增大,硅酸盐快速修补材料的凝结时间缩短,流动度变小,抗压强度先增大后减小,收缩率无明显变化,掺量为0.5%时抗压强度达到极值。硅酸盐快速修补材料的微观结构表明,当水化产物中有大量的钙矾石、C-S-H凝胶和Ca(OH)2时,硅酸盐快速修补材料的力学性能最佳。比表面积增大,水化产物增多,石膏、硅灰和早强剂能够促进硅酸盐快速修补材料的水化,调节水胶比大小和消泡剂掺量可以改变水化产物的结构。