CN101148338A - 环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料 - Google Patents

环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料 Download PDF

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Abstract

本发明为环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料，它用作充填补强灌浆料的重量份组成是：乳化沥青25－35份、无机粉体材料65－75份、保护剂10－20份；用作防水灌浆料的重量份组成是：乳化沥青65－75份、无机粉体材料25－35份、保护剂10－30份；本发明利用无机纳米粒子独特的表面效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，在保护剂一起共同作用下，具有可灌性好，渗透能力强，在压力灌浆下不破乳，与界面粘结性好强，固化速度快，固化后强度适中可控、收缩率低，以及良好的防水效果等综合性能，应用它能使公路的维修养护周期明显延长，费用显著降低；还可在建筑行业中的地基加固与防水工程中应用，成本大大降低。

Description

环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料
技术领域
本发明涉及主要用于公路以及建筑行业，尤其是应用于高速公路的维修养护，以及建筑行业的防水与补强工程所用的材料。
背景技术
随着车流量的迅速增加以及重载车辆吨位的不断攀升，对公路路面的磨耗及对路面基层的损害较以前大大加剧。灌缝材料失效后雨水不断渗入到基层，在自身重量以及车载重力等因素的影响下造成了部分路段路面基层与混凝土板块之间出现了严重脱空，从而导致公路面层板块出现裂纹、裂缝、断裂、破损、破坏等现象。此外，雨(雪)水的侵蚀、镂空容易使路面产生裂缝；这些裂缝在雨(雪)水不断渗透与侵蚀下，加快了路基的损害，甚至使路基软化，导致路面承载力进一步下降。在这种恶性循环状况下使公路路面呈现唧水、唧泥、错台、网裂等现象，加速路面的破坏进程，导致公路在使用年限内较早就出现严重破坏，使公路维修养护周期缩短，从而增加了对已建公路的维护与养护费用。这种现象若不及时进行整治，必然会严重影响行车安全，进而严重影响国民经济的发展速度。因此，保持已建公路的良好路况便成为公路主管部门的迫切之需，尤其是对已建的高速公路。此外，随着我国房地产业的迅猛发展，以及高楼大厦的不断增长的发展态势，对建筑物地基稳定性与牢固性的要求也在不断提高，在已建成的楼房中都不同程度存在因地基不牢而出现墙壁开裂与漏水等现象。目前市场上的防水与加固材料的价格普遍较高，因此，迫切需要开发低成本、防水与加固效果好的材料来投放市场。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，为了克服对目前已建公路进行加固与防水处理所使用的灌浆料(水泥+粉煤灰+水玻璃等)中存在的性能不足、采用传统的灌浆料对公路进行加固处理后出现的整体效果差、持续时间短等等缺陷所导致经常须要进行重复维修养护现象，提出环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料，包括充填补强灌浆料和防水灌浆料，其在压力注浆时不破乳、在施工过程中可灌性好；该灌浆料通过改变其中的配比，既可满足刚性路面(水泥路面)的基层加固与表面防水，还可满足沥青路面的基层加固与表面防水的要求，具有优良的耐磨性、强度、抗老化性和优良的防水效果及很好的渗透性等综合性能。
本发明的技术方案之一是，所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料的重量份组成是：
乳化沥青        25-35份；
无机粉体材料    65-75份；
保护剂          10-20份.
本发明的技术方案之二是，所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青防水灌浆料的重量份组成是：
乳化沥青        65-75份；
无机粉体材料    25-35份；
保护剂          10-30份.
以下对本发明做出进一步说明。
本发明中，所述的乳化沥青可采用目前市场上现有的技术产品，其固含量在30wt.％-70wt.％范围，可以是普通乳化沥青或改性乳化沥青。
本发明中，所述无机粉体材料为水泥或矿粉、粉煤灰、膨润土、硅藻土、石英砂中的任意一种或一种以上以任意比例组成的混合物。无机粉体材料的粒度范围为纳米级及其以上级别尺寸。
本发明中，所述保护剂的组分及质量比配比为：阳离子胶粉∶聚合物乳液∶聚乙二醇∶膨润土∶消泡剂∶两性表面活性剂∶氯化钙∶水＝100∶200∶100∶400∶1∶4∶10∶80；其中阳离子胶粉为阳离子丙烯酸酯胶粉，聚合物乳液为阳离子丙烯酸酯乳液，消泡剂为有机硅粉状消泡剂，两性表面活性剂为有机硅甜菜碱型两性表面活性剂；所述各料均匀混合后，在80℃下反应2小时即得保护剂产品。
本发明采用无机粉体材料与聚合物复合改性技术，利用粉体材料独特性质产生的抗渗性、粘结性、膨胀性、吸附性、阳离子交换性能等等，其与聚合物复合改性的乳化沥青灌浆料，由于纳米颗粒丰富的表面性能使各相间具有很强的相互作用，使沥青灌浆料与公路基层及其裂缝的界面之间产生较为理想的粘结，提高界面的粘结强度、高温稳定性以及优良的防水效果等。此外，保护剂根据表面物理化学理论，利用电化学平衡原理，采用中性介质阳离子丙烯酸胶粉进一步提高了乳化沥青灌浆料的使用性能，同时结合采用两性高分子表面活性剂来控制非常规状态下的电荷平衡，从而使乳化沥青灌浆料在较高的压力下注浆而不发生破乳现象。由于该材料的流动性好，在压力下灌浆时，纳米及微米颗粒可渗透到公路基层与路面面板的微裂纹或微孔中，经过固化后，这些微裂缝或裂纹或微孔被密实，因此防水效果显著提升，强度进一步提高，大大提高了公路基层补强效果、加快了工程进度，更重要的是大大提高了工程质量，进而实现延长公路的使用寿命，达到大大降低了公路的维修与养护成本之目的。
值得一提的是，该产品已在湖南省潭耒高速、耒宜高速、衡枣高速、长永高速有关路段进行了大量的现场试验，并取得了预期的效果(参见图1)。目前正在进行扩大试验的工作。
由以上可知，本发明为环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青灌浆料，包括充填补强灌浆料和防水灌浆料，其在压力注浆时不破乳、在施工过程中可灌性好；该灌浆料通过改变其中的配比，既可满足刚性路面(水泥路面)的基层加固与表面防水，还可满足沥青路面的基层加固与表面防水的要求，具有优良的耐磨性、强度、抗老化性和优良的防水效果及很好的渗透性等综合性能。
附图说明
图1是在高速公路上实施压力灌浆时的现场图片。
图2是复合改性乳化沥青灌浆料制备的一种实施工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：用于刚性路面的无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青用于充填补强灌浆料，它的重量份组成是：乳化沥青∶无机粉体材料∶保护剂＝30∶70∶15。
所述乳化沥青采用市售产品，其固含量在30wt.％-70wt.％范围。
所述无机粉体材料(活性料)的重量份组成为：水泥∶矿粉∶石英砂＝6∶2∶2均匀混合即得。
所述保护剂质量比组成为：阳离子胶粉∶聚合物乳液∶聚乙二醇∶膨润土∶消泡剂∶两性表面活性剂∶氯化钙∶水＝100∶200∶100∶400∶1∶4∶10∶80；其中阳离子胶粉为阳离子丙烯酸酯胶粉，聚合物乳液为阳离子丙烯酸酯乳液，消泡剂为有机硅粉状消泡剂，两性表面活性剂为有机硅甜菜碱型两性表面活性剂；所述各料均匀混合后，在80℃下反应2小时即得保护剂产品。
其生产工艺如图2所示。
实施例2：无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，它的重量份组成是：乳化沥青∶无机粉体材料∶保护剂＝35∶70∶15。
所述无机粉体材料(活性料)的重量份组成为：水泥∶矿粉∶粉煤灰＝6∶2∶2均匀混合即得；所述乳化沥青和保护剂、生产工艺均与实施例1相同。
实施例3：无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥防水灌浆料，其重量份组成是：乳化沥青∶无机粉体材料∶保护剂＝70∶30∶20。
所述无机粉体材料(活性料)组分中其重量份组成为：水泥∶矿粉∶粉煤灰＝6∶3∶3将其均匀混合即得；所述乳化沥青和保护剂、生产工艺均与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，它的重量份组成是：
乳化沥青            25-35份；
无机粉体材料        65-75份；
保护剂              10-20份。
2.根据权利要求1所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述乳化沥青是固含量在30wt.％-70wt.％范围的乳化沥青。
3.根据权利要求1所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述无机粉体材料为水泥或矿粉、粉煤灰、膨润土、硅藻土、石英砂中的任意一种或一种以上以任意比例组成的混合物，无机粉体材料的粒度范围为纳米级及其以上级别尺寸。
4.根据权利要求1所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述保护剂的组分及质量比配比为：阳离子胶粉∶聚合物乳液∶聚乙二醇∶膨润土∶消泡剂∶两性表面活性剂∶氯化钙∶水＝100∶200∶100∶400∶1∶4∶10∶80；其中阳离子胶粉为阳离子丙烯酸酯胶粉，聚合物乳液为阳离子丙烯酸酯乳液，消泡剂为有机硅粉状消泡剂，两性表面活性剂为有机硅甜菜碱型两性表面活性剂。
5.一种环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青防水灌浆料，一种的重量份组成是：
乳化沥青            65-75份；
无机粉体材料        25-35份；
保护剂            10-30份。
6.根据权利要求5所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述乳化沥青是固含量在30wt.％-70wt.％范围的乳化沥青。
7.根据权利要求5所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述无机粉体材料为水泥或矿粉、粉煤灰、膨润土、硅藻土、石英砂中的任意一种或一种以上以任意比例组成的混合物，无机粉体材料的粒度范围为纳米级及其以上级别尺寸。
8.根据权利要求5所述环保型无机粉体材料与聚合物复合改性乳化沥青充填补强灌浆料，其特征是，所述保护剂的组分及质量比配比为：阳离子胶粉∶聚合物乳液∶聚乙二醇∶膨润土∶消泡剂∶两性表面活性剂∶氯化钙∶水＝100∶200∶100∶400∶1∶4∶10∶80；其中阳离子胶粉为阳离子丙烯酸酯胶粉，聚合物乳液为阳离子丙烯酸酯乳液，消泡剂为有机硅粉状消泡剂，两性表面活性剂为有机硅甜菜碱型两性表面活性剂。
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