CN103964748A - 一种伸缩缝用快速修补材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伸缩缝用快速修补材料，包括以下质量份组分：环氧树脂100质量份、活性稀释剂10~30质量份、填料5~40质量份、固化剂50～100质量份、紫外光吸收剂0.1～3质量份和骨料，所述骨料的质量与A、B两组组分的质量总和之比为3:1-8:1。本发明还公开了该修补材料的制备方法。该修补材料的韧性好、封闭交通时间短、界面粘接性能突出、施工操作简便、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属路面修补领域，具体涉及一种伸缩缝用快速修补材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的快速发展，我国的道路交通建设取得了令人瞩目的成就。伸缩缝作为桥梁工程的重要附属结构，其好坏直接影响到交通安全和行车的舒适性及车辆通行速度等，同时也影响到整体桥梁的使用寿命。另外，由于我国道路交通流量大，长期频繁的修补伸缩缝不仅容易造成交通拥堵也会因人员、货物流通不畅而产生巨大的经济损失。因此，针对上述特点，开发一种对交通影响小的伸缩缝用快速修补技术具有重要现实意义，也是非常必要和迫切的。中国专利申请CN103387353A公开了一种聚氨酯混凝土快速修补材料，其由聚氨酯单体、多元醇、增塑剂、催化剂及细骨料等组成，其抗压强度在养生2h后即可达到20MPa以上，但粘结强度偏低，养生7d后不到4MPa。可见，现有的伸缩缝修补材料如水泥混凝土存在脆性大、抗拉强度和界面粘结性较差等缺陷，无法满足使用需要。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种韧性好、封闭交通时间短、界面粘接性能突出、施工操作简便、使用寿命长的伸缩缝用快速修补材料。
本发明的目的可以通过以技术方案来实现：一种伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，包括以下质量份组分：
A组分：环氧树脂 100质量份；
活性稀释剂 10~30质量份
填料 5~40质量份
B组分：固化剂 50～100质量份
紫外光吸收剂 0.1～3质量份
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为3:1-8:1。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，如环氧树脂E51。
所述的活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚（NC 513）。NC 513不仅可以起到稀释的作用，而且由于其分子结构中带有长侧链而具有增韧效果，其分子式如下：
所述的填料为硅藻土或活性硅微粉。
所述的固化剂为酚醛胺固化剂。
所述的紫外吸收剂为苯并***类化合物，如UV-329，可吸收波长范围在300-385nm的紫外光。
所述的骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。作为本发明的一个实施例，所述耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
本发明的目的之二在于提供上述伸缩缝用快速修补材料的制备方法。
上述伸缩缝用快速修补材料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、填料、固化剂和紫外光吸引剂依次放入拌和桶中，搅拌均匀得到胶液，然后将胶液加入骨料中，拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）强度高、韧性好：本发明提供的修补材料以粘结性能优异的环氧树脂经增韧改性后作为胶粘剂，以粒径为0.6mm-3.3mm的耐磨石为骨料，修补材料固化后物理机械性能优异，界面粘结强度高于混凝土基面的本体强度。
（2）施工简便、养护期短：在酚醛胺固化剂的作用下，环氧树脂可在常温下实现快速固化且早期强度高，养生3~6个小时即可开放交通，可满***通流量大的城市道路或高速公路对伸缩缝快速修复的需求。
（3）路用性能好、通行噪音低：本发明提供的修补材料以粒径为0.6mm-3.3mm的耐磨石为骨料，其莫氏硬度在6以上，且骨料级配经过优化，修补后表面构造深度大摩擦系数高，另外修补后减少了车辆在破损处产生的冲击从而降低了行车噪音。
（4）适用面广：本发明主料采用环氧树脂，对水泥混凝土、沥青混凝土、钢板、石材等基面均具有优异的粘结性能，因此可适用于不同基面。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明并不因此而受限于所述实施例范围中。
以下实施例中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，如环氧树脂E51。
活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚（NC 513）。NC 513不仅可以起到稀释的作用，而且由于其分子结构中带有长侧链而具有增韧效果，其分子式如下。
填料为硅藻土或活性硅微粉。
固化剂为酚醛胺固化剂。
紫外吸收剂为苯并***类化合物，如UV-329，可吸收波长范围在300-385nm的紫外光。
骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。优选地，耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
实施例1
伸缩缝用快速修补材料，由以下组分制得：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 12质量份；
硅藻土 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 3291.5质量份；
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为4:1。骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，由铜矿为原料，粉碎后在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成胶液后与骨料拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
实施例2
伸缩缝用快速修补材料，由如下组分制得：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 12质量份；
活性硅微粉 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份；
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为5:1。骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，由铁矿尾矿石为原料，粉碎后在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、活性硅微粉、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成胶液后与骨料拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
实施例3
一种伸缩缝用快速修补材料，由如下组分制得：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 15质量份；
硅藻土 30质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份；
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为6:1。骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，由铜矿为原料，粉碎后在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成胶液后与骨料拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
实施例4
伸缩缝用快速修补材料，由如下组分制得：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 20质量份；
活性硅微粉 40质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 80质量份；
UV 329 1.5质量份；
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为4:1。骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，由铁矿尾矿石为原料，粉碎后在3000℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、活性硅微粉、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成胶液后与骨料拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
实施例5
伸缩缝用快速修补材料，由如下组分制得：
A组分：环氧树脂E51 100质量份；
NC 513 25质量份；
活性硅微粉 20质量份；
B组分：酚醛胺固化剂 60质量份；
UV 329 1.5质量份；
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为4:1。骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm，由铜矿为原料，粉碎后在2500℃下高温烧制成，莫氏硬度在5以上。
将环氧树脂E51、活性稀释剂NC 513、硅藻土、酚醛胺固化剂、紫外光吸收剂UV 329依次放入拌和桶中，搅拌均匀成胶液后与骨料拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
实验例1
本实验例以伸缩缝两侧加铺沥青混凝土破损修补为例，进一步说明本发明的应用方法，包括以下步骤：
（1）基面处理：沿伸缩缝方向切宽约20cm厚的槽，清除槽内的加铺沥青混凝土层，将粘结面的油污、积水、灰尘等除去并将伸缩缝用钢模封住；
（2）底涂：取少量实施例1或2中搅拌好的胶液，用毛刷在槽四壁及底部涂刷一层胶液；
（3）填料：将实施例1或2中拌和好的混合料填入槽中，抹平最上层混合料并使其略高路面2-3mm；
（4）面层处理：坑洞填补完毕后在混合料表面撒一层与路面颜色相同的碎石，然后将面层震动压实至与原路面相平；
（5）养护：施工完毕后让修补层养生3-6小时（具体时间视环境温度而定，气温在20℃以上时养生4小时）后即可开放交通。
实验例2
本实验例以伸缩缝两侧混凝土破损修补为例，进一步说明本发明的应用方法，包括以下步骤：
（1）基面处理：凿除已开裂但尚未脱落的混凝土块并清除混凝土基面面的碎块、灰尘、油污、积水；
（2）底涂：取少量实施例1或2中搅拌好的胶液，用毛刷在槽四壁及底部涂刷一层胶液；
（3）填料：将实施例1或2中拌和好的混合料填入槽中，抹平最上层混合料并使其略高路面2-3mm；
（4）面层处理：坑洞填补完毕后在混合料表面撒一层与路面颜色相同的碎石，然后将面层震动压实至与原路面相平；
（5）养护：施工完毕后让修补层养生3-6小时（具体时间视环境温度而定，气温在20℃以上时养生4小时）后即可开放交通。
测试方法
力学性能测试：按照GB/T 16777-2008测定粘结强度；按照GB/T 6329-1996测定钢钢粘结强度；按照GB/T 7124-2008测定钢-钢拉伸抗剪强度。
湿热老化实验：将8字模试样在温度60℃，湿度98%条件下下老化20天，检测粘结强度变化。
冷热循环试验：将8字模试样以在70℃水中煮8h、然后在-5℃冰箱冻16h为一个循环，重复五次，检测粘结强度变化。
马歇尔实验、车辙实验：按照JTG E20-2011测定马歇尔稳定度、动稳定度。
抗压强度：按照GB50081-2002测定抗压强度。
摆式摩擦系数、构造深度：按照JTG E20-2008测定摆式摩擦系数与构造深度。
通行噪音：采用普通声级计测试车辆通过伸缩缝时在车窗关闭状态下的车内噪音。
从表1和表2可以看出，本发明所制备的胶液具有力学性能优良、耐老化性能突出等特点。如实施例1，胶液的粘结强度养生1d后即超过了混凝土的本体强度，钢钢粘结抗拉强度和钢钢拉伸抗剪强度均在15MPa以上。粘结强度经湿热老化及冷热循环实验后，仍大于混凝土的本体强度。
从表3可以看出，本发明所制备的修补材料具有固化快，力学性能优异的特点。如实施例2中，30℃龄期3h，材料的抗压强度就可达到10MPa以上，1d龄期抗压强度更是超过15MPa左右，具备在气温高于20℃时养护4h即开放交通的条件。如实施例1，材料的马歇尔稳定度及动稳定度均明显优于改性沥青混凝土。
从表4可以看出，采用本发明所制备的修补材料对伸缩缝修补后具有安全性好、噪音低的特点。如实验例1中，修补后路面的摆式摩擦系数在干燥状态下达到87、潮湿状态下也达到62，通行噪音则降低了21.5%。
Claims (9)
1.一种伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，包括以下质量份组分：
A组分：环氧树脂 100质量份；
活性稀释剂 10~30质量份
填料 5~40质量份
B组分：固化剂 50～100质量份
紫外光吸收剂 0.1～3质量份
C组分：骨料，其质量与A、B两组组分的质量总和之比为3:1-8:1。
2.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述活性稀释剂为腰果酚缩水甘油醚。
4.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述的填料为硅藻土或活性硅微粉。
5.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述固化剂为酚醛胺固化剂。
6.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述的紫外吸收剂为苯并***类化合物。
7.根据权利要求1所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述的骨料为耐磨石，其粒径为0.6mm-3.3mm。
8.根据权利要求7所述的伸缩缝用快速修补材料，其特征在于，所述耐磨石通过以下方法制备而成：以铜矿或铁矿尾矿石为原料，粉碎后，在2500~3000℃下高温烧制成，其莫氏硬度在5以上。
9.权利要求1~8任一权利要求所述的伸缩缝用快速修补材料的制备方法，其特征在于，将环氧树脂、活性稀释剂、填料、固化剂和紫外光吸引剂依次放入拌和桶中，搅拌均匀得到胶液，然后将胶液加入骨料中，拌和均匀，即可得伸缩缝用快速修补材料。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
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Address after: 510500 No. 121 martyrs East Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District Applicant after: Guangdong Construction Academy Group Plc Address before: 510050, building 8, building 121, martyrs East Road, Guangdong, Guangzhou Applicant before: Guangdong Prov. Inst. of Building Science |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: GUANGDONG PROV. INST. OF BUILDING SCIENCE TO: GUANGDONG ARCHITECTURAL SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE GROUP CO., LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181224 Address after: 510500 121 Tianhe District martyrs East Road, Guangzhou, Guangdong Patentee after: Guangdong Jianke Traffic Engineering Quality Inspection Center Co., Ltd. Address before: 510500 121 Tianhe District martyrs East Road, Guangzhou, Guangdong Patentee before: Guangdong Construction Academy Group Plc |