CN105753367A - 一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，按照重量分数计算，包括合成树脂15～50%，矿料50～85%；所述的矿料为集料和填料混合组成；其中，所述的合成树脂由A、B双组分组成，按照重量份计算，其中A组分包括硬单体，软单体，交联单体，预聚物，促进剂，偶联剂，阻氧剂，阻聚剂，消泡剂；其中B组分包括引发剂。还包括用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土的制备方法：向专用反应罐中投料；投入促进剂、偶联剂及消泡剂；搅拌完成后，将树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。该树脂混凝土能快速施工，有较强的抗冲击韧性的能力，噪音低，不跳车，耐磨耗，耐油污，抗融冰盐腐蚀，能从根本上解决伸缩缝锚固混凝土反复维修反复破坏的问题，保证行车的安全性和舒适性。

Description

一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于工程技术领域，具体涉及一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土及其制备方法。

背景技术

桥梁伸缩缝更换技术的研究与应用已取得了一定的成果与进展，高速公路桥梁伸缩缝更换技术日趋成熟，但从国内高速公路桥梁伸缩缝更换设计及施工实际情况来看，由于伸缩缝锚固混凝土材料技术、施工环境及伸缩缝结构自身因素等影响，伸缩缝更换还难以达到快速、耐久的技术要求，应用于伸缩缝快速更换的混凝土材料仍显单一，目前超快硬混凝土是国内伸缩缝快速更换使用较为普遍的材料，虽然其开放交通时间短，但材料性质依然与普通水泥混凝土相近，其新旧界面粘接差与混凝土的脆性等缺陷难以避免，易发生二次损坏，而综合性能较好的高分子锚固混凝土则严重依赖进口材料。因此，解决目前伸缩缝锚固混凝土易破损的问题，研究性质优良的锚固树脂混凝土迫在眉睫。

发明内容

本发明提出一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土及其制备方法，该树脂混凝土能快速、方便施工，施工完成后2～3h可开放交通，且树脂混凝土具有较好的柔韧，优秀的抗冲击韧性，噪音低，不跳车，同时耐磨耗，保证伸缩缝持续的行车安全及可靠性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，按照重量份计算，包括合成树脂15～50份，矿料50～85份；所述的矿料为集料和填料混合组成；

所述的合成树脂由A、B双组分组成，按照重量份计算，其中A组分包括硬单体20～60份，软单体5～35份，交联单体0～20份，预聚物5～35份，促进剂0～1份，偶联剂0～1份，阻氧剂0～1份，阻聚剂0～0.1份，消泡剂0～0.5份；其中B组分包括引发剂2～3份。

进一步的，所述的硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；

所述的软单体为甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种；

所述的交联单体为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯中的一种或多种；

所述的预聚物为聚醚型聚氨酯双丙烯酸酯、聚醚型聚氨酯三丙稀酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯、双酚A环氧二丙烯酸酯中的一种或多种；

所述的促进剂为N,N-二甲基苯胺，N,N-二甲基对甲苯胺中的一种或多种；

所述的偶联剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、钛酸异丙酯、钛酸丁酯、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；

所述的阻氧剂为石蜡与聚乙烯蜡、微晶蜡、氧化聚乙烯蜡、聚酰胺微粉蜡、聚乙烯微粉、烯丙基缩水甘油醚、醋酸丁酸纤维素中的一种或多种。

所述的引发剂为过氧化二苯甲酰。

进一步的，所述的集料为干燥洁净的石英砂、煅烧铝矾土、陶瓷颗粒中的一种，含量为65~91%；所述的矿料，其特征在于所述的填料为钛白粉、高岭土、沉淀硫酸钡、硅微粉中的一种，含量为9~35%；

进一步的，所述的矿料级配要求如下：

筛孔尺寸/mm	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
							级配上限（%）	100	81	66	53	43	35
级配下限（%）	100	62	38	24	14	9
							级配中值（%）	100	71.5	52	38.5	28.5	22

该级配选择合理，每个大小不同的石子和合成树脂固化物均成一个个相互交联的单元组合，其每个单元组合都会起到缓冲和吸收震波的作用，在大型车辆通过的时候，能够将震动减低到最小，故保证了路面的稳定性，增强了其性能。

进一步的，所述过氧化二苯甲酰为50%含量的过氧化二苯甲酰。

本发明其中在合成树脂中加入的预聚物能够促进单体形成聚合物，避免聚合物在加工成型中发生空洞和裂缝。促进剂加速了反应的速率，使得制备速度大大增高，偶联剂在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能，可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。阻聚剂能够避免单体在贮藏、运输等过程中发生聚合，在使用前再将它除去。

本发明还公开了一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土的制备方法，包括如下步骤，步骤一：A组分的制备：

（1）按比例向专用反应罐中投料，先投入硬单体、软单体、交联单体、预聚物、阻聚剂及阻氧剂，低速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（2）按比例投入促进剂、偶联剂及消泡剂，先低速搅拌30分钟，后高速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（3）混炼至所有投入材料拌和均匀、材料整体细腻并无结团时出料入桶封装，密封保存于阴凉干燥避光处备用，温度不高于30℃；

步骤二：B组分的制备：按比例称取干燥洁净的B组分备用；

步骤三：树脂混凝土的制备：将制备完成的合成树脂A组分倒入空桶中，在搅拌电钻的搅拌下将B组分缓慢加入，B组分加入完后，持续搅拌至两组分混合均匀，搅拌时间20s，搅拌均匀后，立即边搅拌边缓慢、匀速、连续的加入矿料，整个搅拌过程在5min内完成；

步骤四：搅拌完成后，立即将处于流动状态的树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。

本发明的有益效果如下：本发明中的合成树脂，性能得到大幅度提升，其中实干时间大大降低，对混凝土粘接强度也大大增强，拉伸强度和断裂伸长率也大大得到增强。采用该合成树脂制得的树脂混凝土拌合性能好，流动性高，抗压强度，抗折强度都大大增强，抗冲击韧性好，且无脱层、无开裂现象，树脂混凝土能快速、方便施工，施工完成后2～3h可开放交通，且树脂混凝土具有较好的柔韧，优秀的抗冲击韧性，噪音低，不跳车，同时耐磨耗，保证伸缩缝持续的行车安全及可靠性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

伸缩缝快速修补树脂混凝土中各组分的重量含量为：

合成树脂50kg，矿料50kg。

其中合成树脂组成为A组分：A组分配比如下，包括硬单体甲基丙烯酸甲酯19.5kg，硬单体苯乙烯0.73kg，软单体甲基丙烯酸丁酯9.76kg，软单体丙烯酸-2-乙基己酯2.44kg，交联单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.71kg，预聚物聚醚型聚氨酯双丙烯酸酯12.2kg，预聚物双酚A环氧二丙烯酸酯1.46kg，促进剂N,N-二甲基苯胺0.49kg，偶联剂γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷0.24kg，阻氧剂熔点55℃石蜡0.17kg，阻聚剂4-甲氧基苯酚0.02kg，消泡剂BYK-0880.05kg。

合成树脂B组分：50%过氧化二苯甲酰1.23kg。

其中矿料组成为：玄武岩32.5kg，钛白粉17.5kg。

具体制备方法如下：

步骤一：A组分的制备：（1）按比例向专用反应罐中投料，先投入硬单体、软单体、交联单体、预聚物、阻聚剂及阻氧剂，低速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（2）按比例投入促进剂、偶联剂及消泡剂，先低速搅拌30分钟，后高速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（3）混炼至所有投入材料拌和均匀、材料整体细腻并无结团时出料入桶封装，密封保存于阴凉干燥避光处备用，温度不高于30℃；

步骤二：B组分的制备：按比例称取干燥洁净的B组分备用；

步骤三：树脂混凝土的制备：将制备完成的合成树脂A组分倒入空桶中，在搅拌电钻的搅拌下将B组分缓慢加入，B组分加入完后，持续搅拌至两组分混合均匀，搅拌时间20s，搅拌均匀后，立即边搅拌边缓慢、匀速、连续的加入矿料，整个搅拌过程在5min内完成；

步骤四：搅拌完成后，立即将处于流动状态的树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。

依照实施例1所得桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土中合成树脂和树脂混凝测试结果分别见表1和表2所示。

实施例2

伸缩缝快速修补树脂混凝土中各组分的重量含量为：

合成树脂30kg，矿料70kg。

其中合成树脂组成为A组分：硬单体甲基丙烯酸甲酯10.19kg，硬单体甲基丙烯酸乙酯1.46kg，硬单体苯乙烯0.44kg，软单体甲基丙烯酸丁酯4.36kg，软单体丙烯酸丁酯1.46kg，软单体丙烯酸-2-乙基己酯3.35kg，预聚物聚醚型聚氨酯双丙烯酸酯5.83kg，预聚物双酚A环氧二丙烯酸酯1.46kg，促进剂N,N-二甲基苯胺0.29kg，偶联剂γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷0.15kg，阻氧剂聚乙烯蜡0.10kg，阻聚剂4-甲氧基苯酚0.01kg，消泡剂BYK-0880.03kg。

合成树脂B组分：50%过氧化二苯甲酰0.87kg。

其中矿料组成为：石英砂56kg，高岭土14kg。

具体制备方法如下：

步骤一：A组分的制备：（1）按比例向专用反应罐中投料，先投入硬单体、软单体、交联单体、预聚物、阻聚剂及阻氧剂，低速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（2）按比例投入促进剂、偶联剂及消泡剂，先低速搅拌30分钟，后高速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（3）混炼至所有投入材料拌和均匀、材料整体细腻并无结团时出料入桶封装，密封保存于阴凉干燥避光处备用，温度不高于30℃；

步骤二：B组分的制备：按比例称取干燥洁净的B组分备用；

步骤三：树脂混凝土的制备：将制备完成的合成树脂A组分倒入空桶中，在搅拌电钻的搅拌下将B组分缓慢加入，B组分加入完后，持续搅拌至两组分混合均匀，搅拌时间20s，搅拌均匀后，立即边搅拌边缓慢、匀速、连续的加入矿料，整个搅拌过程在5min内完成；

步骤四：搅拌完成后，立即将处于流动状态的树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。依照实施例1所得桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土中合成树脂和树脂混凝测试结果分别见表1和表2所示。

本发明中的合成树脂，性能得到大幅度提升，其中实干时间大大降低，对混凝土粘接强度也大大增强，拉伸强度和断裂伸长率也大大得到增强。采用该合成树脂制得的树脂混凝土拌合性能好，流动性高，抗压强度，抗折强度都大大增强，抗冲击韧性好，且无脱层、无开裂现象。

依照实施例2所得桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土中合成树脂和树脂混凝测试结果分别见表1和表2所示。

实施例3

伸缩缝快速修补树脂混凝土中各组分的重量含量为：

合成树脂15kg，矿料85kg。

其中合成树脂组成为A组分：硬单体甲基丙烯酸甲酯4.39kg，硬单体甲基丙烯酸乙酯1.46kg，硬单体苯乙烯0.22kg，软单体甲基丙烯酸丁酯2.93kg，软单体丙烯酸异冰片酯0.22kg，预聚物脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯4.39kg，双酚A环氧二丙烯酸酯0.73kg，促进剂N,N-二甲基对甲苯胺0.15kg，偶联剂γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷0.07kg，阻氧剂聚乙烯蜡0.05kg，阻聚剂4-甲氧基苯酚0.01kg，消泡剂BYK-0880.01kg。

合成树脂B组分：50%过氧化二苯甲酰0.37kg。

其中矿料组成为：石英砂76.5kg，高岭土8.5kg。

具体制备方法如下：

步骤一：A组分的制备：（1）按比例向专用反应罐中投料，先投入硬单体、软单体、交联单体、预聚物、阻聚剂及阻氧剂，低速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（2）按比例投入促进剂、偶联剂及消泡剂，先低速搅拌30分钟，后高速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

（3）混炼至所有投入材料拌和均匀、材料整体细腻并无结团时出料入桶封装，密封保存于阴凉干燥避光处备用，温度不高于30℃；

步骤二：B组分的制备：按比例称取干燥洁净的B组分备用；

步骤三：树脂混凝土的制备：将制备完成的合成树脂A组分倒入空桶中，在搅拌电钻的搅拌下将B组分缓慢加入，B组分加入完后，持续搅拌至两组分混合均匀，搅拌时间20s，搅拌均匀后，立即边搅拌边缓慢、匀速、连续的加入矿料，整个搅拌过程在5min内完成；

步骤四：搅拌完成后，立即将处于流动状态的树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。

本发明中的合成树脂，性能得到大幅度提升，其中实干时间大大降低，对混凝土粘接强度也大大增强，拉伸强度和断裂伸长率也大大得到增强。采用该合成树脂制得的树脂混凝土拌合性能好，流动性高，抗压强度，抗折强度都大大增强，抗冲击韧性好，且无脱层、无开裂现象。

依照实施例3所得桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土中合成树脂和树脂混凝测试结果分别见表1和表2所示。

表1合成树脂测试结果

表2桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土测试结果

本发明的该树脂混凝土能快速、方便施工，容易拌和，流动性好，施工完成后2～3h可开放交通，且树脂混凝土具有较好的柔韧，优秀的抗冲击韧性，噪音低，不跳车，同时耐磨耗，长时间使用后也无脱层、无开裂，寿命相较于普通的混凝土更长，保证伸缩缝持续的行车安全及可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，其特征在于，按照重量分数计算，包括合成树脂15～50％，矿料50～85％；所述的矿料为集料和填料混合组成；

其中，所述的合成树脂由A、B双组分组成，按照重量份计算，其中A组分包括硬单体20～60份，软单体5～35份，交联单体0～20份，预聚物5～35份，促进剂0～1份，偶联剂0～1份，阻氧剂0～1份，阻聚剂0～0.1份，消泡剂0～0.5份；其中B组分包括引发剂2～3份。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，其特征在于，所述合成树脂的硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种；

所述的软单体为甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种；

所述的交联单体为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯中的一种或多种；

所述的预聚物为聚醚型聚氨酯双丙烯酸酯、聚醚型聚氨酯三丙稀酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯、双酚A环氧二丙烯酸酯中的一种或多种；

所述的促进剂为N,N-二甲基苯胺，N,N-二甲基对甲苯胺中的一种或多种；

所述的偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、钛酸异丙酯、钛酸丁酯、γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；

所述的阻氧剂为石蜡或聚乙烯蜡、微晶蜡、氧化聚乙烯蜡、聚酰胺微粉蜡、聚乙烯微粉、烯丙基缩水甘油醚、醋酸丁酸纤维素中的一种或多种；

所述的阻聚剂为对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、4-甲氧基苯酚中的一种或多种；

所述的消泡剂为有机硅消泡剂BYK-088、BYK-067A中的一种或多种；

所述的引发剂为过氧化二苯甲酰。

3.根据权利要求2所述的用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，其特征在于，所述的集料为干燥洁净的石英砂、煅烧铝矾土、陶瓷颗粒中的一种；所述的填料为钛白粉、高岭土、沉淀硫酸钡、硅微粉中的一种，按重量比计算，集料含量为65～91％，余量为填料。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，所述的树脂混凝土，其特征在于所述的矿料级配要求如下：

5.根据权利要求4所述的用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土，所述过氧化二苯甲酰为50％含量的过氧化二苯甲酰；

一种用于桥梁伸缩缝快速维修的树脂混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：A组分的制备：

(1)按比例向专用反应罐中投料，先投入硬单体、软单体、交联单体、预聚物、阻聚剂及阻氧剂，低速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

(2)按比例投入促进剂、偶联剂及消泡剂，先低速搅拌30分钟，后高速搅拌10分钟，温度控制在35℃以下；

(3)混炼至所有投入材料拌和均匀、材料整体细腻并无结团时出料入桶封装，密封保存于阴凉干燥避光处备用，温度不高于30℃；

步骤二：B组分的制备：按比例称取干燥洁净的B组分备用；

步骤三：树脂混凝土的制备：将制备完成的合成树脂A组分倒入空桶中，在搅拌电钻的搅拌下将B组分缓慢加入，B组分加入完后，持续搅拌至两组分混合均匀，搅拌时间20s，搅拌均匀后，立即边搅拌边缓慢、匀速、连续的加入矿料，整个搅拌过程在5min内完成；

步骤四：搅拌完成后，立即将处于流动状态的树脂砂浆倒入伸缩缝修补槽中，养护2～3h即可开放交通。