CN103265922B - 一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，作为基材的复合环氧树脂是由双酚A型环氧树脂和柔性环氧树脂混合经添加增韧剂、偶联剂和抗老化剂改性而成，固化剂是由常规固化剂经分散剂和消泡剂改性而成，该胶结材料在高、低温性能、水稳性能以及抗疲劳性能方面明显优于普通沥青和SBS改性沥青，液态状的胶结材料在拌制、运输、摊铺和压实过程中也无需额外加热，符合节能低碳的要求。用所制备的冷施工用树脂混凝土铺设路面养护期短，开放交通快；添入无机颜料或有机颜料制成彩色胶结料，可用于不同功能要求的路面上。本发明组成材料易得，常规方法制备，便于规模化推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土的胶结材料，特别是一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料。
背景技术
目前常见的路面铺装材料主要有两种，即水泥混凝土和沥青混凝土。水泥混凝土的原料容易获得，常温施工，无毒，耐温性能好，不存在车辙、水损等问题，耐久性也较好，使用年限久；但同时存在行车舒适性较差，噪音较大，养护期长，路面有切缝等缺点。沥青混凝土路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，但耐久性较差，容易出现车辙、水损害、开裂以及拥包等病害。同时，由于沥青路面需热施工，能耗较大，在一定程度也会引起环境问题。
发明内容
本发明的目的在于通过对环氧树脂及其固化剂进行复合改性，配制出一种可冷施工、能耗小、舒适性较好、噪音小、养护期短的彩色混凝土胶结材料。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种冷施工混凝土的胶结材料，包括作为基材的复合环氧树脂及其固化剂，其特征在于：所述复合环氧树脂是由28%～60%双酚A型环氧树脂和38%～70%柔性环氧树脂混合经添加0.4%～0.8%增韧剂、0.8%～2.0%偶联剂和0.5%～1.2%抗老化剂改性而成，所述百分数按重量百分数计。
所述柔性环氧树脂采用脂环族缩水甘油醚环氧树脂或聚氨酯改性环氧树脂。
所述固化剂是由96%～99%的常规固化剂经0.8%～2.2%分散剂和0.5%～1.8%消泡剂改性而成，所述百分数按重量百分数计。
所述胶结材料中改性的所述复合环氧树脂占60%~80%，改性的所述固化剂占20%~40%。
其中所述固化剂采用常规用的2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚、甲基四氢苯酐和甲基六氢苯酐中的一种；
所述增韧剂采用端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）预聚物、聚丙二醇二缩水甘油醚和亚油酸二聚体二缩水甘油醚中的一种；
所述偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷 、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种；
所述抗老化剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 、2,4,6-三叔丁基苯酚和对叔丁基苯酚中的一种；
所述分散剂为亚磷酸一苯二异辛酯、二丁基二氯化锡和六甲基磷酰三胺中的一种。
所述消泡剂为苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷和硅酮乙二醇中的一种。
为了满足不同道路功能的要求，达到美观、醒目、警示等效果，在所述胶结材料中还增添了0.5~2.0%的无机颜料或有机颜料，调至各种色彩的彩色胶结料，所述无机颜料采用氧化铁红（Fe2O3），氧化铁黄（Fe2O3·H2O）、氧化铁黑（Fe3O4）或钛白粉（TiO2）；所述有机颜料采用N-N-二甲基苯胺（翠绿）、2-甲氧基-4-甲氨基磺酰基-5-甲基苯胺（红色）或1，2-双（邻氨基苯氧基）乙烷（黄色）等。
一种冷施工彩色混凝土的胶结材料的制备方法，其制备步骤如下：
改性的复合环氧树脂：将28%~60%双酚A型环氧树脂，38%~70%柔性环氧树脂，0.4%~0.8%的所述增韧剂，0.8%~2.0%的所述偶联剂，0.5%~1.2%的所述抗老化，在常温下，混合搅拌30~60min至均匀，密封保存。若温度在25℃以上混合搅拌效果更佳，所述百分数按重量百分数计。
改性的固化剂：将96%~99%的未改性的常规用固化剂、0.8%~2.2%的所述分散剂和0.5%~1.8%的所述消泡剂，常温时混合搅拌20~60min直至均匀，出料密封保存,若温度25℃以上混合搅拌效果更佳，所述百分数按重量百分数计。
冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料是按改性的复合环氧树脂：改性的固化剂=60~80:20~40制备而成，通过添加0.5~2.0%的颜料可调至不同色彩应用于不同路面功能的彩色胶结料。
树脂混凝土的制备及施工方法与普通沥青混合料相同，参照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》进行。不同点在于，在制备及施工树脂混凝土时，无需对胶结材料和石料加热，常温拌制即可。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：本发明通过普通沥青双酚A型环氧树脂与柔性环氧树脂混合经添加增韧剂、偶联剂、抗老化剂改性再按配比加入经分散剂和消泡剂改性的固化剂混合而成，该胶结材料在高温性能、低温性能、水稳性能以及抗疲劳性能方面明显优于普通沥青和SBS改性沥青，尤其是这种胶结材料在常温下为液态，在生产过程中无需加热，在拌制、运输、摊铺和压实过程中也无需额外加热，符合节能低碳的要求。用通过在混凝土中添加该粘结材料制备的冷施工用树脂混凝土铺设路面，车辙性能优异；水稳定性好；低温性能和抗疲劳性能优异，因此养护期短，开放交通快。通过在所述树脂混凝土内添入无机颜料或有机颜料调至的彩色胶结料，可应用于不同功能的路面上从而达到美观、醒目、警示等专属功能。本发明组成材料易得，常规方法制备，便于规模化推广。
附图说明
图1为单层式沥青混凝土层；
图2为双层式沥青混凝土层；
图3为三层式沥青混凝土层。
其中：1-彩色树脂混凝土、2-专用粘层、3-基层、4-树脂混凝土层、5-沥青混凝土层。
具体实施方式
以下实施例仅用作对本发明的解释说明，其中的份数均以重量份计，百分比无特殊说明，均以重量百分比计，也均可换成重量g、Kg或其它重量单位。
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。
实施例1：一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，是由下列组分配制的：
将30kg双酚A型环氧树脂与68.3kg的脂环族缩水甘油醚环氧树脂混合，添加0.4kg的端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）预聚物，0.8kg的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.5kg的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮在25℃时混合搅拌60min至均匀而成改性的复合环氧树脂。
将96kg的2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚、2.2kg的亚磷酸一苯二异辛酯和1.8kg的苯乙酸月桂醇酯在25℃时混合搅拌40min直至均匀而成改性固化剂。
将78kg改性的所述复合环氧树脂和22kg改性的所述固化剂常规混合后添加颜料N-N-二甲基苯胺（翠绿） 1kg混匀，制成彩色树脂混凝土。
施工实例：在路面基层3上涂刷专用粘层2后加铺2.5～4cm的彩色树脂混凝土构成单层式沥青混凝土路面结构，见图1。所述专用粘层为路面层间用胶粘剂，是由重交沥青5%～20%、有机溶剂45%～55%、萜烯树脂16%～28%、复合改性剂7%～21%和阻燃剂0.5%～2.5%混匀而成，其中复合改性剂由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS、丁苯橡胶粉末SBR和氯丁橡胶CR，按SBS：SBR粉末：CR=3：1：1混合而成。
实施例2：一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，是由下列组分配制的：
将58kg双酚A型环氧树脂，38kg聚氨酯改性环氧树脂（如姜堰市恒创绝缘材料有限公司的102D聚氨酯改性环氧树脂），0.8kg的聚丙二醇二缩水甘油醚，2.0kg的乙烯基三甲氧基硅烷，1.2kg的2,4,6-三叔丁基苯酚常温混合搅拌40min至均匀而成改性的复合环氧树脂。
将98.7公斤的甲基四氢苯酐、0.8kg的二丁基二氯化锡和0.5kg的聚二甲基硅氧烷常温混合搅拌30min直至均匀而成改性的固化剂。
将65kg改性的所述复合环氧树脂和35kg改性的所述固化剂常规混合后添加颜料1.5kg氧化铁红常温混合搅拌30min直至均匀而成的彩色树脂混凝土。
施工实例：在基层3上涂刷专用粘层2然后铺设2～4cm普通沥青混凝土，在普通树脂混凝土层上面涂刷专用粘层2然后铺设2～4cm彩色树脂混凝土构成双层式沥青混凝土路面结构。见图2。所述专用粘层同实施例1。
实施例3：一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，是由下列组分配制的：
将45kg双酚A型环氧树脂，52.1kg脂环族缩水甘油醚环氧树脂，0.6kg的亚油酸二聚体二缩水甘油醚，1.4kg的γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，0.9kg的对叔丁基苯酚25℃时混合搅拌30min至均匀而成改性的复合环氧树脂。
将97.3的甲基六氢苯酐、1.5kg的六甲基磷酰三胺）和1.2kg的硅酮乙二醇25℃以上混合搅拌50min直至均匀而成改性固化剂。
将72kg所述复合环氧树脂和28kg所述改性固化剂常规混合后添加颜料1，2-双（邻氨基苯氧基）乙烷2kg，25℃以上混合搅拌30min直至均匀而成彩色树脂混凝土。
施工实例：在基层3上涂刷专用粘层2然后铺设2～6cm普通沥青混凝土，在普通沥青混凝土层5上面涂刷专用粘层2然后再铺设2～6cm未加颜料的树脂混凝土，再在树脂混凝土层4上表面涂刷专用粘层2然后铺设2～4cm彩色树脂混凝土构成三层式沥青混凝土路面结构，见图3。所述专用粘层同实施例1。
按照实施例1、实施例2和实施例3组分制备的冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，其针入度（25℃，0.1mm）、软化点（℃）和延度（15℃，cm）以及旋转薄膜老化性能按照试验标准JTG E20-2011测试得到，结果见表1，其中对比例为SBS改性沥青的性能指标。
表1 彩色胶结料性能测试统计结果
按照实施例1、实施例2和实施例3组分制备的冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料加入混凝土中，形成彩色树脂混凝土A、B、C，D为以SBS改性沥青为基材的胶结材料添加到混凝土中而成的沥青混凝土，A、B、C、D的各项性能按试验标准JTG E20-2测定得到，其结果见表2。
表2 彩色树脂混凝土性能测试统计结果
| 项目 | A | B | C | D | 试验方法 |
| 马歇尔稳定度MS，kN | ＞8.0 | ＞8.0 | ＞8.0 | ＞8.0 | T0709 |
| 流值FL，mm | 1~3 | 1~3 | 1~3 | 1.5~4 | T0709 |
| 动稳定度，次/mm | ＞5000 | ＞5000 | ＞5000 | ＞3000 | T0719 |
| 浸水马歇尔残留稳定度，% | ＞90 | ＞90 | ＞90 | ＞85 | T0709 |
| 冻融劈裂残留强度比，% | ＞90 | ＞90 | ＞90 | ＞80 | T0729 |
| 低温弯曲破坏应变，με | ＞4000 | ＞4000 | ＞4000 | ＞3000 | T0715 |
| 疲劳次数（15℃，800微应变）（万次） | ＞120 | ＞120 | ＞120 | — | T0739 |
通过表1和表2数据分析得知：按照实施例1、实施例2和实施例3组分制备的冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，其针入度（25℃，0.1mm）、软化点（℃）和延度（15℃，cm）以及旋转薄膜老化性能均明显优于SBS改性沥青的性能，配制的树脂混凝土性能亦明显优于SBS改性沥青为胶结材料的树脂混凝土的性能。
Claims (3)
1.一种冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，包括作为基材的复合环氧树脂及其固化剂，其特征在于：所述复合环氧树脂是由28%～60%双酚A型环氧树脂和38%～70%柔性环氧树脂混合经添加0.4%～0.8%增韧剂、0.8%～2.0%偶联剂和0.5%～1.2%抗老化剂改性而成，所述百分数按重量百分数计；
其中所述固化剂是由96%～99%的常规固化剂经0.8%～2.2%分散剂和0.5%～1.8%消泡剂改性而成，在固化剂组分里常规固化剂、分散剂和消泡剂的总量为100%，所述百分数按重量百分数计；
所述胶结材料中改性的所述复合环氧树脂占60%~80%，改性的所述固化剂占20%~40%；
所述柔性环氧树脂采用脂环族缩水甘油醚环氧树脂或聚氨酯改性环氧树脂；
所述固化剂采用常规用的2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚、甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐中的一种。
2.如权利要求1所述的冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，其特征在于：所述增韧剂采用端羧基液体丁腈橡胶预聚物、聚丙二醇二缩水甘油醚和亚油酸二聚体二缩水甘油醚中的一种；所述偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷 、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述抗老化剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮 、2,4,6-三叔丁基苯酚和对叔丁基苯酚中的一种；所述分散剂为亚磷酸一苯二异辛酯、二丁基二氯化锡和六甲基磷酰三胺中的一种；所述消泡剂为苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷和硅酮乙二醇中的一种。
3.如权利要求1或2所述的冷施工彩色树脂混凝土的胶结材料，其特征在于：所述胶结材料中增添了0.5~2.0%的无机颜料，其中所述无机颜料采用氧化铁红，氧化铁黄、氧化铁黑或钛白粉。
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