CN106495563A - 一种环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学建筑材料技术领域，具体来说，涉及到一种环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法。所述铺装材料由A、B、C三组分组成；A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；所述B组分按质量份计，包括环氧树脂8.3～9.3份、增韧剂1～2份、触变剂0.1份、分散剂0.1份、消泡剂0.1份、颜料0.2份、抗氧剂0.1份、抗氧助剂0.1份；所述C组分按质量份计，包括固化剂9.8份、固化促进剂0.1份、偶联剂0.1份。与现有技术相比，本发明具有环保、强度高、耐冻融、耐久性好、防滑、降噪、减震，色彩鲜明、不易褪色，施工方便、开放交通时间短的特点。

Description

一种环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于化学建筑材料技术领域，具体来说，涉及到一种环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环境问题日益严峻，各种废弃物产量急剧增加，将废弃物回收利用，是保护自然资源，推进可持续发展的重要途径。我国城市建设的加速，使废旧混凝土的产量快速增长，目前我国每年产生的废旧混凝土达到1亿吨左右，而长期积累的废旧混凝土将高达数十亿吨。2015年，我国废旧轮胎产生量达到3.3亿条，回收利用率不到50％。废旧混凝土和废旧轮胎都可以回收作为路面铺筑材料，回收利用量大，并且可以改善路面性能。
透水路面可以防止路面积水、提高路面安全性、涵养地下水源、补给绿化用水。目前透水路面有基层全透水、基层半透水、基层不透水三种形式，基层全透水和基层半透水两种形式的透水路面，在应用中最大的问题是路基极易发生冻融破坏；基层不透水路面则受冻融影响较小，还可以采用适当的排水系统将透水层收集的雨水加以回收利用。对于基层不透水路面，排水系统的设计至关重要，目前透水路面多采用排水管配合窨井的排水系统，排水管排水面积小，排水不及时，易出现积水，不能充分发挥排水路面的优越性能。
因此，开发一种具有优良的排水系统并且能够有效利用废旧材料的透水路面结构及其铺装材料，对于促进我国环境保护、实现可持续发展，推动公共交通事业的发展都具有重要的现实意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，所述铺装材料由A、B、C三组分组成，各组分质量比为A组分:(B组分+C组分)＝10:(2～3)，B组分:C组分＝(2.8～3.3):1；A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；所述B组分按质量份计，包括环氧树脂8.3～9.3份、增韧剂1～2份、触变剂0.1份、分散剂0.1份、消泡剂0.1份、颜料0.2份、抗氧剂0.1份、抗氧助剂0.1份；所述C组分按质量份计，包括固化剂9.8份、固化促进剂0.1份、偶联剂0.1份。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，A组分中，所述石料粒径9.5～13.2mm，压碎值小于15.0％，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于1.0％；所述废旧混凝土颗粒粒径9.5～13.2mm，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于2.0％；所述橡胶颗粒粒径9.5～13.2mm。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，B组分中，所述环氧树脂为双酚F或双酚A型环氧树脂，要求环氧值为0.4～0.55；增韧剂为聚氨酯改性环氧树脂，要求断裂伸长率100～250％；触变剂为有机膨润土或氢化蓖麻油；分散剂为BYK-163；消泡剂为BYK-066N；颜料为酞青绿、酞青蓝、联苯胺黄、永固红、铁红中的一种；抗氧剂为1076；抗氧助剂为1075。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，C组分中，所述固化剂为聚醚胺类固化剂D230或D400；固化促进剂为DMP-30；偶联剂为KH-550。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，C组分中还包含0.04～0.08份减水剂，所述减水剂为萘系减水剂或柳叶绣线菊新木脂醇。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，所述废旧混凝土颗粒需经过预处理，预处理方法如下：取废旧混凝土破碎后先进行筛分，然后使用高压空气吹扫除去表面灰尘，然后在表面喷涂锂基硅酸盐混凝土固化剂，喷涂量为每吨混凝土10～20kg，最后进行干燥。
本发明所述的一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，所述废旧橡胶颗粒需经预处理，预处理方法如下：废旧橡胶颗粒先经过清水冲洗，然后在橡胶颗粒表面喷涂水性环氧乳液，喷涂量为每吨橡胶颗粒20～40kg，再40～60℃烘干。
本发明所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：1)A组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；2)B组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；3)C组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；4)混合：按配比称取A、B、C组分，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
与现有技术相比，本发明所述环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备得到的路面结构具有以下特点：
1)环保。新型透水路面材料添加了废旧混凝土和废旧橡胶颗粒，两者合计掺加量可以达到集料总量的70％，可以有效缓解目前废旧混凝土和废旧橡胶颗粒对环境污染的问题。新型透水路面材料采用冷施工工艺，节能环保效果明显。
2)强度高。采用环氧树脂作为胶凝材料，强度高；对废旧混凝土颗粒进行了预处理，喷涂了混凝土固化剂，可提高废旧混凝土的抗压强度，及其与环氧树脂的界面结合力；对橡胶颗粒表面进行了清洗，并喷涂了水性环氧乳液，可以增强环氧树脂与橡胶颗粒的界面结合力，提高透水混凝土强度。
3)耐冻融。新型透水路面材料采用聚醚胺固化环氧树脂作为胶凝材料，并且添加了增韧剂，增加了环氧树脂的柔韧性，增强了环氧树脂基体在受冻融作用时的变形能力，可以减轻冻融循环对透水混凝土的影响；在集料中添加了橡胶颗粒，橡胶颗粒模量低、变形性好，同样能够增强透水混凝土的耐冻融性能；废旧混凝土颗粒表面喷涂了固化剂，可阻挡水分等进入混凝土颗粒，有效减轻冻融循环对混凝土颗粒的破坏。
4)耐久性好。新型透水路面材料集料中的废旧混凝土颗粒喷涂了混凝土固化剂，增强了混凝土颗粒耐酸、碱、盐、CO2、SO3等物质的性能；环氧树脂胶黏剂本身又具有优良的稳定性、耐酸碱性。而水泥混凝土和沥青混凝土对水、酸、碱、盐等都比较敏感，易于发生病害。并且环氧树脂和橡胶颗粒都具有较好的抗裂性能，能够有效阻止裂缝病害的产生，提高路面整体的耐久性。
5)防滑、降噪、减震。新型透水路面材料集料颗粒粒径较大，并且添加了橡胶颗粒，使透水路面具有较大的构造深度和摩擦系数，因此具有良好的防滑性能，并且能够有效降低路面噪音；环氧树脂和橡胶颗粒等弹性材料的使用，使路面具有一定的弹性，具有减震功能，路面舒适性好。
6)施工方便，开放交通时间短。在环氧树脂配方中添加了触变剂，可降低搅拌过程中环氧树脂黏度，并防止在透水路面材料施工、养护过程中发生胶凝材料流动聚集，堵塞透水孔；新型透水路面材料以环氧树脂胶粘剂为胶凝材料，采用冷施工工艺，施工方便，环氧树脂在10～40℃时，6～8小时即可固化，可以缩短开放交通时间。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料及其制备方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
环保耐冻融型透水路面铺装材料由A、B、C三组分组成，其制备方法如下：
1)A组分的制备：按质量份计，将石料6份，废旧混凝土颗粒3份，橡胶颗粒1份，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；
2)B组分的制备：按质量份计，将双酚A环氧树脂E-51 9份﹑弹性改性剂QS-P24F1.5份、触变剂有机膨润土0.1份﹑BYK-066N 0.1份、BYK-163 0.1份、酞青绿0.2份、抗氧剂1076 0.1份、抗氧助剂优选1075 0.1份，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；
3)C组分的制备：按质量份计，将聚醚胺固化剂D230 9.8份﹑固化促进剂DMP-300.1份﹑偶联剂KH-550 0.1份，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；
4)混合：按质量配比A:(B+C)＝10：2.1，B：C＝2.1：1称取各组分原料，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
实施例2
环保耐冻融型透水路面铺装材料由A、B、C三组分组成，其制备方法如下：
1)A组分的制备：按质量份计，将石料5份，废旧混凝土颗粒4份，橡胶颗粒1份，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；
2)B组分的制备：按质量份计，将双酚A环氧树脂E-44 8.3份﹑弹性改性剂QS-P24F2份、触变剂氢化蓖麻油0.1份﹑BYK-066N 0.1份、BYK-163 0.1份、联苯胺黄0.2份、抗氧剂1076 0.1份、抗氧助剂1075 0.1份，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；
3)C组分的制备：按质量份计，将聚醚胺类固化剂D400 9.8份﹑固化促进剂DMP-300.1份﹑偶联剂KH-550 0.1份、萘系减水剂0.06份，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；
4)混合：按质量配比A:(B+C)＝10：2，B：C＝2：1称取各组分原料，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
实施例3
环保耐冻融型透水路面铺装材料由A、B、C三组分组成，其制备方法如下：
1)A组分的制备：按质量份计，将石料5份，废旧混凝土颗粒3份，橡胶颗粒2份，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；
2)B组分的制备：按质量份计，将双酚A环氧树脂E-51 9.3份﹑弹性改性剂QS-P24F1份、触变剂有机膨润土0.1份﹑BYK-066N 0.1份、BYK-163 0.1份、永固红0.2份、抗氧剂10760.1份、抗氧助剂1075 0.1份，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；
3)C组分的制备：按质量份计，将聚醚胺类固化剂D230 9.8份﹑固化促进剂DMP-300.1份﹑偶联剂KH-550 0.1份，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；
4)混合：按质量配比A:(B+C)＝10：2.9，B：C＝2.9：1称取各组分原料，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
实施例4
环保耐冻融型透水路面铺装材料由A、B、C三组分组成，其制备方法如下：
1)A组分的制备：按质量份计，将石料5份，废旧混凝土颗粒4份，橡胶颗粒1份，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；
2)B组分的制备：按质量份计，将双酚A环氧树脂E-44 8.3份﹑弹性改性剂QS-P24F2份、触变剂氢化蓖麻油0.1份﹑BYK-066N 0.1份、BYK-163 0.1份、联苯胺黄0.2份、抗氧剂1076 0.1份、抗氧助剂1075 0.1份，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；
3)C组分的制备：按质量份计，将聚醚胺类固化剂D400 9.8份﹑固化促进剂DMP-300.1份﹑偶联剂KH-550 0.1份、柳叶绣线菊新木脂醇(即7S,8R-3,5-双甲氧基-4′,7-环氧-8,5′-新木脂烷-3′,4,9,9′-四醇)0.06份，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；
4)混合：按质量配比A:(B+C)＝10：2，B：C＝2：1称取各组分原料，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
实施例1～4制得的路面材料性能测试结果如下：

Claims (8)

1.一种环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，所述铺装材料由A、B、C三组分组成，各组分质量比为A组分:(B组分+C组分)＝10:(2～3)，B组分:C组分＝(2.8～3.3):1；A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；所述B组分按质量份计，包括环氧树脂8.3～9.3份、增韧剂1～2份、触变剂0.1份、分散剂0.1份、消泡剂0.1份、颜料0.2份、抗氧剂0.1份、抗氧助剂0.1份；所述C组分按质量份计，包括固化剂9.8份、固化促进剂0.1份、偶联剂0.1份。
2.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，A组分中，所述石料粒径9.5～13.2mm，压碎值小于15.0％，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于1.0％；所述废旧混凝土颗粒粒径9.5～13.2mm，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于2.0％；所述橡胶颗粒粒径9.5～13.2mm。
3.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，B组分中，所述环氧树脂为双酚F或双酚A型环氧树脂，要求环氧值为0.4～0.55；增韧剂为聚氨酯改性环氧树脂，要求断裂伸长率100～250％；触变剂为有机膨润土或氢化蓖麻油；分散剂为BYK-163；消泡剂为BYK-066N；颜料为酞青绿、酞青蓝、联苯胺黄、永固红、铁红中的一种；抗氧剂为1076；抗氧助剂为1075。
4.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，C组分中，所述固化剂为聚醚胺类固化剂D230或D400；固化促进剂为DMP-30；偶联剂为KH-550。
5.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，C组分中还包含0.04～0.08份减水剂，所述减水剂为萘系减水剂或柳叶绣线菊新木脂醇。
6.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，所述废旧混凝土颗粒需经过预处理，预处理方法如下：取废旧混凝土破碎后先进行筛分，然后使用高压空气吹扫除去表面灰尘，然后在表面喷涂锂基硅酸盐混凝土固化剂，喷涂量为每吨混凝土10～20kg，最后进行干燥。
7.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料，其特征在于，所述废旧橡胶颗粒需经预处理，预处理方法如下：废旧橡胶颗粒先经过清水冲洗，然后在橡胶颗粒表面喷涂水性环氧乳液，喷涂量为每吨橡胶颗粒20～40kg，再40～60℃烘干。
8.根据权利要求1所述的环保耐冻融型透水路面铺装材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：1)A组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速50转/分钟，搅拌5分钟得A组分，包装存储；2)B组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速400～800转/分钟，搅拌5分钟得B组分，包装存储；3)C组分的制备：按配比称取各原料，依次加入搅拌器中，转速100～300转/分钟，搅拌3分钟得C组分，包装存储；4)混合：按配比称取A、B、C组分，先将B组分和C组分加入搅拌器中转速300转/分钟，搅拌3分钟，然后加入A组分，转速50转/分钟，搅拌5分钟，即得。
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