CN101229966A - 树脂混凝土及其成形品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种树脂混凝土，其特征在于该混凝土由下列重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂1～20重量份，骨料50～80重量份，粉料3～15重量份，外加剂0.5～5重量份，外加剂由低收缩剂和硬化剂构成。该树脂混凝土通过降低树脂含量，添加合适的外加剂，得到具有高强度的新型高效混凝土及其成形品，其形成品具有低成本、高强度，无裂纹，良好的物理性能等特点；特别是采用MC－869聚酯树脂作为原料不仅用量减少较同类产品性能指标有显著性提高。

Description

树脂混凝土及其成形品
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种树脂混凝土及其成形品。
背景技术
树脂混凝土是以合成树脂(Polymer Resin)加上适量的固化剂、增韧剂、稀释剂及填料作为胶粘剂，以砂、石为骨料，经混合、成型、固化而成的一种复合材料。由于其具有良好的耐侵蚀、耐磨、耐水和抗冻能力及力学性能，弥补了水泥混凝土抗拉强度低、抗拉应变小、抗裂性差、脆性破坏等缺点。固化后的树脂混凝土对大气潮湿、化学介质、细菌等都有很强的抵抗力，因此，大多应用在较为恶劣的环境中。近几年来，随着中国经济迅速发展，科学技术的不断进步，各种新型建筑材料得到了广泛重视，树脂混凝土制品由于其优异的特性，成为材料研究的热点之一。
目前，国内以树脂混凝土预制坚硬结构的工业产品仍然只是处于研究开发阶段。只有铁道部的科技院所研制的树脂混凝土产品，分别应用于铁路桥梁建筑、检查井的顶盖和雨水渠道的顶盖等。
一般的树脂混凝土是使用聚酯树脂作为胶结材料、骨料、粉料制成的。以前的树脂混凝土的含脂量一般均在15-20％以上比较高的领域。同时为了防止硬化收缩裂纹，紧抱成型模的问题，加入低收缩剂。但是由于低收缩剂本身不硬化，造成成形物硬度降低，产品质量不符合要求。
为了解决强度问题有专利(中国专利CN200420022310.5)在管的内壁和外壁有纤维增强塑料层，采用震动法使纤维增强塑料层和聚脂树脂混凝土层在模具内一次整体成型，使产品的抗压强度可以达到80Mpa以上。也有在树脂混凝土盖体内复合有纤维增强聚合物束筋加强层或/和纤维增强聚合物束筋构成网格状的加强筋网(中国专利CN200420060016.3)。这些虽然可以一定程度上增加强度，但是制造工艺相对复杂，成本较高。
为了解决裂痕问题有专利(中国专利CN99122132.X)不使用低收缩剂，降低树脂含量，增加流动性得到无裂痕的产品。有的加入促经剂如滑石粉、天然大理石粉等，但是无促经剂作用(中国专利CN200610044905.4中提及)。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种无裂痕、高强度树脂混凝土，同时利用该混凝土可以制造无裂痕、高强度的成形品。
本发明的目的通过下列技术措施实现：
一种树脂混凝土，其特征在于该混凝土由下列重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂1～20重量份，骨料50～80重量份，粉料3～15重量份，外加剂0.5～5重量份。
上述优选配比为不饱和聚酯树脂为5～15重量份，骨料60～70重量份，粉料10～15重量份，外加剂1～3重量份。
上述不饱和聚酯树脂可为MC-869聚酯树脂(上海宝山国际贸易有限公司)。
上述骨料由粗骨料和细骨料组成，粗骨料的平均粒径按成品用途，外形及大小的不同而有所变化，粗骨料的粒径为5～40mm，含量为30～50重量份；细骨料的粒径＜5mm，含量为20～40重量份。理想的粗骨料的粒径为10～20mm，细骨料的粒径为0.1～2mm。
上述粗骨料为碎石；如：河卵石、安山岩或石灰岩；所述的细骨料为滑石粉、碳酸钙、煤粉、黄沙、河砂或硅砂中的一种或多种混合。
本发明使用粉料选用粒径为1～80微米的混凝土用惰性材料的一种或多种。树脂混凝土使用的粉料，是混凝土中的填充材料，在胶结材料中主要是产生增量效果，常用的粉料即惰性材料主要有：碳酸氢钙、二氧化硅粉末、硅石粉、粉煤灰、碳酸钙或火山灰等，粉料粒径理想为1～50微米。
上述外加剂由低收缩剂和硬化剂构成；其中，低收缩剂为聚苯乙烯，含量为0.3～4重量份；硬化剂为过氧化甲基乙基酮，含量为0.2～2重量份。
一种树脂混凝土制成的形成品，其特征在于由权利要求1所述树脂混凝土制成。
树脂混凝土的硬化，随硬化剂用量的增加而达到一定的硬化状态，收缩量为0.35％～0.55％。为了减少收缩量，可以适当减少树脂的用量来调整混凝土的配合比，更好使用低收缩剂。
在配制树脂混凝土的搅拌过程中，上述外加剂可以预先添加在树脂中，也可使用时添加。
本发明中也可以再加入其他各种工业常用添加剂，如：硅烷偶联剂等。
本发明的树脂混凝土的成形物的制造主要使用模具，将树脂混凝土浇注入模型中，通过常温或加热使树脂混凝土硬化后，得到成形物。为了使模具和树脂混凝土容易分离，可使用脱膜剂，如：常用Silok-8707W树脂水性脱模剂等。
成形物的制造方法具体可为将骨料经清洗、烘干，粉料经烘干与树脂及外加剂分别计量后进入搅拌罐，搅拌20～30min后，按模具大小再次计量，注入模具，经振动压实存放30～50min后，脱膜进入烘房，烘烤温度10～100℃，烘烤时间12～36小时后即形成树脂混凝土制品。
本发明树脂混凝土可以用于人孔；井盖；水利、渠道、灌溉网络；高性能建筑材料包括桥梁高速公路建材；铁路枕木；核废料储存罐等相关产品的制造。
本发明的益效果：
发明人基于大量的实验研究，通过对降低不饱和聚酯树脂的用量，优化骨料、粉料颗粒的大小，同时调节外加剂包括低收缩剂、硬化剂等用量，得到了无裂痕、高强度、低成本的树脂混凝土及其成形品；特别是采用MC-869聚酯树脂作为原料不仅用量减少较同类产品性能指标有显著性提高。
具体实施方式：
下面利用实施例更详细的说明本发明，但是本发明不被下列实施例所限定。下列实施例中的“份”指重量份。
实施例1：
表1：树脂混凝土配料表
配料   树脂混凝土
  比例(份)
骨料  粗骨料：河卵石(粒径5～40mm)   35
 细骨料：黄沙(粒径＜5mm)   35
  粉料(CaCO3，粒径1～80微米)   15
  MC-869聚酯树脂   12
  硬化剂(过氧化甲基乙基酮)   2
  低收缩剂(聚苯乙烯)   1
按表1配比将骨料经清洗、烘干，粉料经烘干与MC-869聚酯树脂、硬化剂及低收缩剂分别计量后进入搅拌罐，搅拌25min后，按模具大小再次计量，注入截面60mm×60mm，长度180mm的模型中，经振动压实存放40min后，采用Silok-8707W树脂水性脱模剂脱膜后进入烘房，烘烤温度40℃，烘烤28小时后即形成树脂混凝土制品。成形品用于质量分析。
采用本配方树脂混凝土制成雨水渠道的顶盖。
实施例2：
表2：树脂混凝土配料表
配料   树脂混凝土
  比例(份)
骨料   粗骨料：石灰岩(粒径10～20mm)   50
  细骨料：煤粉(粒径0.1～2mm)   20
  粉料(二氧化硅，粒径1～50微米)   3
  MC-869聚酯树脂   3
  硬化剂：(过氧化甲基乙基酮)   0.2
  低收缩剂：(聚苯乙烯)   0.3
按表2配比将骨料经清洗、烘干，粉料经烘干与MC-869聚酯树脂、硬化剂及低收缩剂分别计量后进入搅拌罐，搅拌30min后，按模具大小再次计量，注入截面60mm×60mm，长度180mm的模型中，经振动压实存放50min后，采用Silok-8707W树脂水性脱模剂脱膜进入烘房，烘烤温度90℃，烘烤36小时后即形成树脂混凝土制品。
采用本配方树脂混凝土制成核废料储存罐。
实施例3：
表3：树脂混凝土配料表
配料   树脂混凝土
  比例(份)
骨料  粗骨料：安山岩(粒径5-40mm)   40
 细骨料：滑石粉、河砂(粒径＜5mm)   40
  粉料(硅石粉、粉煤灰)粒径1～50微米   10
  MC-869聚酯树脂   15
  硬化剂(过氧化甲基乙基酮)   1
  低收缩剂(聚苯乙烯)   4
按表3配比将骨料经清洗、烘干，粉料经烘干与MC-869聚酯树脂、硬化剂及低收缩剂分别计量称重后进入搅拌罐，搅拌20min后，按模具大小再次计量称重，注入截面60mm×60mm，长度180mm的模型中，经振动压实存放30min后，采用Silok-8707W树脂水性脱模剂脱膜进入烘房，烘烤温度20℃，烘烤18小时后即形成树脂混凝土制品。
采用本配方树脂混凝土制成铁路枕木。
实施例4：
树脂混凝土和一般混凝土成形品性能比较(见表4)。
实验条件：温度25℃，湿度35％
样品：一般混凝土成型品和按本发明实施例1方法制备的树脂混凝土成型品。
一般混凝土成型品制备：碎石5重量份，黄沙3重量份，水泥1重量份加适量水混匀后装到60mm×60mm×180mm的模型中，经振动压实存放40min后，采用Silok-8707W树脂水性脱模剂脱膜后进入烘房，烘烤温度40℃，烘烤28小时后即形成一般混凝土成型品。
表4：树脂混凝土和一般混凝土成形品性能比较表
  名称   单位   树脂混凝土   一般混凝土   标准
  密度   g/cm2   2.4   2.4   -
  抗压强度   kg/cm2   14230   200-400   GB/T 1041
  抗弯强度   kg/cm2   347   40-100   GB/T 9341
  抗拉强度   kg/cm2   145   10-30   GB/T 1040
  抗剪强度   kg/cm2   289   20-40   GB50010-2002
  抗冲强度   kg·em/cm2   2.2   -   GB/T 1043
  抗冻结、抗融解   ASTM循环周期   300   100   CJ/T 211-2005
  耐化学性   -   良好   良好   -
  抗热性能   ℃   140   500   CJ/T 211-2005

Claims (10)

1.一种树脂混凝土，其特征在于该混凝土由下列重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂1～20重量份，骨料50～80重量份，粉料3～15重量份，外加剂0.5～5重量份。
2.根据权利要求1所述的树脂混凝土，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂为5～15重量份，骨料60～70重量份，粉料10～15重量份，外加剂1～3重量份。
3.根据权利要求1或2所述的树脂混凝土，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂为MC-869聚酯树脂。
4.根据权利要求1或2所述的树脂混凝土，其特征在于所述的骨料由粗骨料和细骨料组成，粗骨料的粒径为5～40mm，含量为30～50重量份；细骨料的粒径＜5mm，含量为20～40重量份。
5.根据权利要求4所述的树脂混凝土，其特征在于所述的粗骨料的粒径为10～20mm；细骨料的粒径为0.1～2mm。
6.根据权利要求4所述的树脂混凝土，其特征在于所述的粗骨料为碎石；所述的细骨料为滑石粉、碳酸钙、煤粉、黄沙、河砂或硅砂中的一种或多种混合。
7.根据权利要求6所述的树脂混凝土，其特征在于所述的碎石为河卵石、安山岩或石灰岩。
8.根据权利要求1或2所述的树脂混凝土，其特征在于所述的粉料为粒径为1～80微米的惰性材料中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的树脂混凝土，其特征在于所述的惰性材料为碳酸氢钙、二氧化硅、硅石粉、粉煤灰、碳酸钙或火山灰。
10.根据权利要求1或2所述的树脂混凝土，其特征在于所述的外加剂由低收缩剂和硬化剂构成；其中，低收缩剂为聚苯乙烯，含量为0.3～4重量份；硬化剂为过氧化甲基乙基酮，含量为0.2～2重量份。
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