CN107840626A - 一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法，按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。本发明制得的材料具有高渗透性、抗冲耐磨、高强、高韧性、耐高温以及良好的耐久性、能够固结松散颗粒且与原道面混凝土有良好的粘结性能，适用于多种路面修复。

Description

一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及注浆材料技术领域，尤其涉及一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，我国民用机场的数量及航班密度大幅度增加，机场承担着繁重的货运与客运任务，并在备战与救灾时还可快速的输送救援物资，发挥着不可替代的作用。但是，机场跑道在反复接受飞机起降的巨大荷载(如波音747起飞重量达350t)、轮子与道面强烈摩擦产生的高温气流(或军用机场喷气式飞机喷出的高温气流)的作用，加之严寒酷暑、风吹日晒的恶劣自然环境影响和冬季为应对机场不停航飞行而撒布除冰盐引起的腐蚀或外界其他侵蚀介质的腐蚀作用，导致机场混凝土道面出现了裂纹、掉粒等早期病害，若不及时处理，势必造成机场跑道路用性能加速衰变；此外，从机场道面上脱落或从裂缝中出来的石子有可能被卷入发动机中对其造成损害，严重影响飞机的飞行安全。为解决这些问题，人们大多采用注浆材料对其进行加固和修复。
目前注浆材料主要可分为水泥注浆材料和化学注浆材料。水泥基注浆材料虽然具有原材料来源丰富、价格低廉、早期强度高等优点，但由于水泥颗粒较粗，一般只能灌注直径大于0.2mm的孔隙，对中、小孔隙不易灌注，且该水泥注浆材料还存在渗透性差、韧性低、与原道面混凝土黏结性差等问题；化学注浆材料粘度低、渗透性强、可进行防渗或防漏处理，但其强度低、易老化、耐高温性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法，具有高渗透性、高强度、耐高温、抗冲耐磨性能良好以及粘结性能优异等性能。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。
进一步地，硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的比表面积均大于300m2/kg，平均粒径均小于70μm；硅酸盐水泥中含有质量分数为21～26％的SiO2；铝酸盐水泥中含有质量分数超过45％的Al2O3。
进一步地，硅灰的比表面积大于20000m2/kg；粉煤灰的粒径为5～45μm。
进一步地，重晶石粉的粒径小于80μm，且其成分中含有质量分数超过95％的BaSO4。
进一步地，缓凝剂为柠檬酸钠、硼砂或三聚磷酸钠。
进一步地，水性环氧树脂是液体环氧树脂、固化剂和水按质量比为1:1.5:1.9混合均匀得到的；液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和液体双酚S型环氧树脂中的一种或两种任意比例的混合物，固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；液体双酚S型环氧树脂是在80℃加热条件下由双酚S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比为15:2混合配制而成，活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意比例的混合物。
进一步地，抗氧化剂为2，4－二甲基-6-苯乙烯苯酚；消泡稳定剂为二甲基硅油；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠；保水剂为羧甲基纤维素。
进一步地，水泥增强剂是硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比为(1～2)：2：(2～3)混合均匀得到的。
如上所述道面修复用双掺注浆材料的制备方法：包括以下步骤：
1)将水性环氧树脂、聚氨酯、抗氧化剂、消泡稳定剂、偶联剂和表面活性剂混合并搅拌均匀组成组分A；将硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、重晶石粉、缓凝剂、废旧橡胶粉、水泥增强剂和保水剂混合并搅拌均匀组成组分B；
2)将组分A和组分B混合均匀，得到道面修复用双掺注浆材料。
进一步地，聚氨酯的的制备步骤包括：
(1)在40℃将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺和蒸馏水按质量配比为(11～13)：(1～2)：(4～5)混合，搅拌8～12min进行乳化，得到乳化液；
(3)向乳化液中加入NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数10～15％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链反应，其中扩链剂采用氢醌一二(β一羟乙基)醚、2,2-二羟甲基丙酸、1，4-丁二醇和乙二胺中的一种或几种以任意比例的混合物；
(3)扩链反应结束后，减压脱出丙酮，得到聚氨酯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1、本发明材料中以水泥为基材，起到骨架作用，其具有早期强度高、凝结快、耐冻性好和耐高温等优点。水性环氧树脂和聚氨酯等高分子有机物掺入，不仅使水泥基材有了环氧树脂优良的粘结性优势和聚氨酯优良的韧性特征，又能与水泥水化产物发生化学反应和与铝酸盐水泥中的铝离子发生交联反应形成稳定结构，提高颗粒间的黏结作用，进而增强破损道面之间以及道面与修补材料之间的黏结性，有利于形成整体共同受力；利用该类有机物较强的渗透作用，能使注浆材料渗入到原机场道面混凝土表面一定深度处(2mm以上)，封闭、阻塞混凝土外部裂缝、内部孔隙，改善修复区域的表面状况，并在混凝土表面形成一定厚度具有憎水补强作用的防水层，阻止有害介质的渗透，极大改善了注浆材料与原道面混凝土间的抗盐冻能力，增强其耐久性。硅灰由于其较高的比表面积，能够分散水泥颗粒及橡胶颗粒分散能力差的问题，还可填充水泥颗粒间的孔隙，提高注浆材料密实性，增强注浆材料与原机场道面混凝土的黏结性能、抗冻、抗渗、抗冲磨、抗空蚀等性能，同时还能改善注浆材料的泌水性，提高其早期强度。粉煤灰能够改善注浆材料的和易性、可泵性及抗渗能力。重晶石粉能够促进水泥的水化程度，同时，与所加入的粉煤灰混合材有协同作用，能通过抑制高铝水泥水化产物CAH10和C2AH8向C3AH6转变，来解决铝酸盐水泥后期强度倒缩的问题。缓凝剂用来调节注浆材料的凝结时间。废旧橡胶粉能够填充注浆材料的空隙，起到应力缓冲和约束裂缝发展的作用，改善注浆材料的韧性与抗冲击性能。水泥增强剂通过改善水泥石孔结构、优化界面过渡区，提高注浆材料的强度。保水剂是为了提高注浆材料的流动性，防止水分流失。表面活性剂的加入，可改善注浆材料的可注性和有效的降低注浆材料与原道面混凝土的接触角，进而提高注浆材料的渗透性与润湿性，可提高渗透深度1.2～3倍，极大增强了注浆材料与原道面混凝土的黏结性。抗氧化剂的加入对高分子有机物起到防止氧化降解作用。消泡稳定剂是为了防止拌合时产生的剪切力导致有机物破乳凝聚及气泡增加，起到稳定注浆性能的作用。偶联剂起到表面改性作用，有助于将水泥与聚合物之间两种性能差异较大的界面偶联起来，促进界面黏合，并形成一层交联的致密网状疏水膜，可以提高注浆材料的分散性、黏合性及耐水解能力；
2、经测试，本发明材料初凝时间在25min～35min之间，终凝在40min～50min之间，基本满足施工要求；接触角在15.5°～18.3°之间，具有优异的润湿性能和渗透性能；粘结强度在4.0MPa～4.6MPa之间，7d抗拉强度在5.2～7.1MPa之间，7d抗压强度在48.5～53.6之间，具有优良的力学性能；结实率在95.4％～97.3％之间，具有良好的密实性，反映了其抗渗性能优异；破坏时冲击次数在6693～7223之间，磨耗值在2.2～2.5之间，具有良好的抗冲耐磨性能；250℃时热失重损失在1.2％～1.9％之间，具有良好的耐高温性能；
3、本发明材料适用范围广，尤其适用于机场道面修复用。
本发明方法中通过将原料分成两部分先各自混合，然后再将两部分混合均匀，制得的材料具有高渗透性、抗冲耐磨、高强、高韧性、耐高温以及良好的耐久性、能够固结松散颗粒且与原道面混凝土有良好的粘结性能，适用于多种路面修复，尤其是机场，对保障机场跑道长期的使用性能及安全性有着重要意义。
进一步地，本发明中扩链剂对NCO基封端聚氨酯预聚体进行改性引入的酰亚胺杂环稳定结构、环氧树脂与聚氨酯反应引入的噁唑烷酮耐热结构的杂环、无机-有机双掺共混后有机分子链的运动被束缚在无机夹层中形成准二维受限体系，以及无机-有机发生的化学交联反应等这些因素均极大的提高了注浆材料整体耐高温性能和热氧化能力。
具体实施方式
按质量份数计，本发明注浆材料包括以下组份：硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，保水剂0.1～0.3份。
硅酸盐水泥和铝酸盐水泥比表面积均大于300m2/kg，平均粒径均小于70mm。其中，所述的硅酸盐水泥中含有21～26％的SiO2；所述的铝酸盐水泥为高铝水泥，其成分按质量百分比包括Al2O3>45％。
硅灰的比表面积大于20000m2/kg。
粉煤灰的粒径为5～45μm，其成分按重量百分比包括SiO2 40～60％，Al2O3 20～35％，CaO3-10％，Fe2O3 5～10％，SO3 0.5～5％。
所用的重晶石粉粒径<80μm，其成分按质量百分比包括BaSO4>95％。
缓凝剂为柠檬酸钠、硼砂或三聚磷酸钠。
水性环氧树脂是由液体环氧树脂、水性环氧固化剂和水进行混合，搅拌至混合均匀得到的。
聚氨酯为耐高温水性聚氨酯，是通过多种异氰酸酯共混，并与丙酮发生反应，生成了NCO基封端聚氨酯预聚体，然后再加入一些外加剂使其乳化、扩链，最后进行复配得到的一种耐高温水性聚氨酯。
抗氧化剂为2，4－二甲基-6-苯乙烯苯酚。
消泡稳定剂为二甲基硅油。
硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中一种。
表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠中的一种。
水泥增强剂是按硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比(1～2)：2：(2～3)直接掺配而成。
保水剂为羧甲基纤维素。
本发明制备方法是：
包括以下步骤：
1)将水性环氧树脂、聚氨酯、抗氧化剂、消泡稳定剂、偶联剂和表面活性剂按上述质量份混合并搅拌均匀组成组分A；
2)将硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、重晶石粉、缓凝剂、废旧橡胶粉、水泥增强剂和保水剂按上述质量份在转速为400-800r/min的搅拌机下进行搅拌均匀组成组分B，再加入配制的组分A进行在搅拌机下搅拌混合，即可得到所述的注浆材料。
聚氨酯为脂肪族耐高温水性PU聚氨酯，其制备方法：
(1)在40℃条件下将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺和蒸馏水按质量配比为(11～13)：(1～2)：(4～5)混合，在速率为500r/min的强烈搅拌下先进行乳化8～12min，其中丙酮稀释的三乙胺质量分数为13％；
(2)再加入相对于NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数10～15％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链，其中扩链剂采用氢醌一二(β一羟乙基)醚、2,2-二羟甲基丙酸、1，4-丁二醇和乙二胺中的一种或几种以任意比例的混合物；
(3)最后减压脱出丙酮，即得到所述的脂肪族耐高温水性PU聚氨酯。
其中，NCO基封端聚氨酯预聚体其制备方法为：在搅拌下，向脱水的聚酯多元醇中加入聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷，在70℃～80℃，反应3～5h，其中，聚酯多元醇采用聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇，聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷的质量配比为(8～9)：(3～5)：(4～5)：(2～5)：3；当聚酯多元醇和聚醚多元醇都消耗完，得到NCO基封端聚氨酯预聚体。取样检测预聚体的NCO质量含量为3.0％(达到理论值)，即预聚体NCO质量含量为3.0～4.0％；所述的聚醚多元醇是羟值为220mgKOH/g、平均分子质量为2800、官能度为2.5的聚醚多元醇。所述的端羟基聚硅氧烷是分子量为2100的羟烃基封端聚硅氧烷；异氰酸酯是由4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6－己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的两种或三种混合物。
水性环氧树脂是按质量份为1:1.5:1.9的液体环氧树脂、固化剂和水进行混合，搅拌至混合均匀得到的水性环氧树脂。所述的液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和液体双酚S型环氧树脂中的一种或两种以任意比例的混合物；液体双酚S型环氧树脂是在80℃加热条件下由双酚S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比为15:2混合配制而成，活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述的固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺中的一种或几种以任意比例的混合物。
实施例1
本实施例所述的机场道面修复用注浆材料，所述注浆材料是由组分A和组分B组成。
组分A的原料按质量份包括：水性环氧树脂10份，聚氨酯5份，抗氧化剂0.5份，消泡稳定剂0.1份，偶联剂2份，表面活性剂0.3份；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，表面活性剂为十二烷基磺酸钠；按此质量份搅拌均匀得到组分A。
组分B的原料按质量份包括：硅酸盐水泥55份，铝酸盐水泥30份，硅灰5份，粉煤灰10份，重晶石粉8份，缓凝剂3份，废旧橡胶粉5份，水泥增强剂0.1份，保水剂0.2份；缓凝剂采用柠檬酸钠；按此质量份在转速为400r/min的搅拌机中搅拌均匀，得到组分B。
将组分A加入组分B中继续搅拌均匀，得到注浆材料。
聚氨酯为脂肪族耐高温水性PU聚氨酯，其制备方法：在40℃条件下将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺和蒸馏水按质量配比为13：1：4在速率为500r/min的强烈搅拌下先进行乳化10min，其中丙酮稀释的三乙胺质量分数为13％；再加入相对于NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数13％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链，其中扩链剂采用氢醌一二(β一羟乙基)醚；最后减压脱出丙酮，即得到所述的脂肪族耐高温水性PU聚氨酯；其中，NCO基封端聚氨酯预聚体其制备方法为：将聚酯多元醇在110℃下真空脱水2h，放入装有搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，聚酯多元醇采用聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇；在搅拌下，加入聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷，其中，聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷的质量配比为8：3：5：2：3，在80℃，反应3h，当多元醇消耗完，即得到了NCO基封端聚氨酯预聚体，取样检测预聚体的NCO质量含量为3.0％(达到理论值)，即预聚体NCO质量含量为3.0～4.0％；所述的聚醚多元醇是羟值为220mgKOH/g、平均分子质量为2800、官能度为2.5的聚醚多元醇。所述的端羟基聚硅氧烷是分子量为2100的羟烃基封端聚硅氧烷；所述的异氰酸酯是由4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯按质量比为3:5形成的混合物。
水性环氧树脂是按质量份为1:1.5:1.9的液体环氧树脂、固化剂和水进行混合，搅拌至混合均匀得到的水性环氧树脂。其中，液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂；固化剂为改性脂肪胺。
水泥增强剂是按硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比1:2:3直接掺配而成。
实施例2
本实施例所述的机场道面修复用注浆材料，所述注浆材料是由组分A和组分B组成。
所述组分A的原料按质量份包括：水性环氧树脂12份，聚氨酯8份，抗氧化剂0.7份，消泡稳定剂0.2份，偶联剂4份，表面活性剂0.5份；偶联剂为γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，表面活性剂为十六烷基磺酸钠；按此质量份搅拌均匀得到组分A。
所述组分B的原料按质量份包括：硅酸盐水泥65份，铝酸盐水泥20份，硅灰7份，粉煤灰15份，重晶石粉10份，缓凝剂2份，废旧橡胶粉6份，水泥增强剂0.2份，保水剂0.1份；缓凝剂采用硼砂；按此质量份在转速为600r/min的搅拌机中搅拌均匀，得到组分B。
将组分A加入组分B中继续搅拌均匀，得到注浆材料。
聚氨酯为脂肪族耐高温水性PU聚氨酯，其制备方法：在40℃条件下将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺(质量分数为13％)和蒸馏水按质量配比为12:1：4在速率为500r/min的强烈搅拌下先进行乳化，乳化12min，再加入相对于NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数15％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链，其中，扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸；最后减压蒸馏脱出丙酮，即得到所述的脂肪族耐高温水性PU聚氨酯。NCO基封端聚氨酯预聚体其制备方法为：将聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇在110℃下真空脱水2h，放入装有搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，在搅拌下，加入聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷，其中，聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷的质量配比为9：4：5：3：3，在75℃，反应4h，当多元醇消耗完，即得到了NCO基封端聚氨酯预聚体，取样检测预聚体的NCO质量含量为3.0％(达到理论值)，即预聚体NCO质量含量为3.0～4.0％；所述的聚醚多元醇是羟值为220mgKOH/g、平均分子质量为2800、官能度为2.5的聚醚多元醇。所述的端羟基聚硅氧烷是分子量为2100的羟烃基封端聚硅氧烷；所述的异氰酸酯是由4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6－己二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯按质量比为3:1:5形成的混合物。
水性环氧树脂是按质量份为1:1.5:1.9的液体环氧树脂、固化剂和水进行混合，搅拌至混合均匀得到的水性环氧树脂。其中，液体环氧树脂为双酚S型环氧树脂，双酚S型环氧树脂是由S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比为15:2配制而成，活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚和环氧丙烷苯基醚以任意比例的混合物；固化剂为低分子聚酰胺。
水泥增强剂是按硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比2:1:3直接掺配而成。
实施例3
本实施例所述的机场道面修复用双掺注浆材料，所述的双掺注浆材料是由组分A和组分B组成。
组分A的原料按质量份包括：水性环氧树脂15份，聚氨酯3份，抗氧化剂0.8份，消泡稳定剂0.3份，偶联剂1份，表面活性剂0.4份；偶联剂为γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，表面活性剂为十六烷基磺酸钠；按此质量份搅拌均匀得到组分A。
组分B的原料按质量份包括：硅酸盐水泥70份，铝酸盐水泥25份，硅灰8份，粉煤灰12份，重晶石粉12份，缓凝剂1份，废旧橡胶粉3份，水泥增强剂0.05份，保水剂0.3份；缓凝剂采用三聚磷酸钠；按此质量份在转速为800r/min的搅拌机中搅拌均匀，得到组分B。
将组分A加入组分B中继续搅拌均匀，得到注浆材料。
聚氨酯为脂肪族耐高温水性PU聚氨酯，其制备方法：在40℃条件下将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺(质量分数为13％)和蒸馏水按质量配比为11:2：5在速率为500r/min的强烈搅拌下先进行乳化，乳化8min，再加入相对于NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数10％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链，其中，扩链剂为1，4-丁二醇和乙二胺以任意比例的混合物；最后减压蒸馏脱出丙酮，即得到所述的脂肪族耐高温水性PU聚氨酯。NCO基封端聚氨酯预聚体其制备方法为：将聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇在110℃下真空脱水2h，放入装有搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，在搅拌下，加入聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷，其中，聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙酮、异氰酸酯和端羟基聚硅氧烷的质量配比为8：5：4：5：3，在70℃，反应5h，当多元醇消耗完，即得到了NCO基封端聚氨酯预聚体，取样检测预聚体的NCO质量含量为3.0％(达到理论值)，即预聚体NCO质量含量为3.0～4.0％；所述的聚醚多元醇是羟值为220mgKOH/g、平均分子质量为2800、官能度为2.5的聚醚多元醇。所述的端羟基聚硅氧烷是分子量为2100的羟烃基封端聚硅氧烷；所述的异氰酸酯是由4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯和1，6－己二异氰酸酯按质量比为3:1形成的混合物。
水性环氧树脂是按质量份为1:1.5:1.9的液体环氧树脂、固化剂和水进行混合，搅拌至混合均匀得到的水性环氧树脂。液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和双酚S型环氧树脂以任意比例的混合物，其中，双酚S型环氧树脂是由S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量分数为15:2配制而成，活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和乙二醇二缩水甘油醚以任意比例的混合物；固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺以任意比例的混合物。
水泥增强剂是按硫酸钠、氯化钙、三乙醇胺按重量比2:2:3直接掺配而成。
对实例1～3的机场道面修复用双掺注浆材料进行性能测试，其各性能如下表1所示：
表1实例1～3所得机场道面修复用注浆材料的性能测试结果
由表1可以看出，本发明制备的机场道面修复用双掺注浆材料初凝时间在25min～35min之间，终凝在40min～50min之间，基本满足施工要求；注浆材料的接触角在15.5°～18.3°之间，说明该注浆材料具有优异的润湿性能和渗透性能；粘结强度在4.0MPa～4.6MPa之间，7d抗拉强度在5.2～7.1MPa之间，7d抗压强度在48.5～53.6之间，说明该注浆材料具有优良的力学性能；结实率在95.4％～97.3％之间，表明该注浆材料具有良好的密实性，反映了其抗渗性能优异；破坏时冲击次数在6693～7223之间，磨耗值在2.2～2.5之间，显示了该注浆材料具有良好的抗冲耐磨性能；250℃时热失重损失在1.2％～1.9％之间，说明该注浆材料具有良好的耐高温性能。综合性能以实例2最佳。
本发明提供了一种由硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、水性环氧树脂和耐高温水性聚氨酯等高分子有机物和各种外加剂组成的材料，是一种具有高渗透性、高韧性、黏结性能优异、抗冲耐磨、耐高温及耐久性良好的双掺注浆材料，尤其适用于机场道面修复用；克服了现有注浆材料中存在的渗透性差、耐老化及耐高温性差等问题。本发明材料还具有以下具体优点：
1、优良粘结性的水性环氧树脂和韧性好的耐高温水性聚氨酯等高分子有机物的加入克服了水泥注浆材料的不足，优化水泥浆体结构，提高其黏结松散颗粒的性能及耐久性，有机物的柔性改性与水泥基材的刚性改性优势互补，进一步改善注浆材料的性能。
聚氨酯、水性环氧树脂其优良的渗透性能(可渗透混凝土表面深度2mm以上)和与水泥水化产物反应的化学联结作用有利于使注浆材料形成整体受力；而表面活性剂的引入，一方面起到了稀释剂的作用，改善了注浆材料的可注性，另一方面通过降低注浆材料与原机场道面混凝土的接触角，更进一步的提高注浆材料的润湿性与渗透性(可提高渗透深度1.2-3倍)，极大增强了注浆材料与原道面混凝土的黏结性。
2、扩链剂对NCO基封端聚氨酯预聚体进行改性引入的酰亚胺杂环稳定结构、环氧树脂与聚氨酯反应引入的噁唑烷酮耐热结构的杂环和无机-有机双掺共混后有机分子链的运动被束缚在无机夹层中形成准二维受限体系及无机-有机发生的化学交联反应等均大大提高了注浆材料整体的耐高温性能与热氧化能力；硅灰、粉煤灰的加入，优化注浆材料微观结构，并解决水泥及橡胶颗粒分散不均的问题，提高注浆材料的密实性，增强其抗渗、抗冻性能力。
3、橡胶粉的掺入进一步提高了注浆材料的韧性、抗冲耐磨性能；消泡稳定剂的加入，起到了稳定注浆材料性能的作用；抗氧化剂、偶联剂的加入有助于提高注浆材料耐氧化和耐水解能力，进而提高其耐久性。
4、重晶石粉和粉煤灰等混合材的加入，克服了传统铝酸盐水泥注浆材料后期强度倒缩的缺点。

Claims (10)

1.一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的比表面积均大于300m2/kg，平均粒径均小于70μm；硅酸盐水泥中含有质量分数为21～26％的SiO2；铝酸盐水泥中含有质量分数超过45％的Al2O3。
3.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：硅灰的比表面积大于20000m2/kg；粉煤灰的粒径为5～45μm。
4.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：重晶石粉的粒径小于80μm，且其成分中含有质量分数超过95％的BaSO4。
5.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：缓凝剂为柠檬酸钠、硼砂或三聚磷酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：水性环氧树脂是液体环氧树脂、固化剂和水按质量比为1:1.5:1.9混合均匀得到的；液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和液体双酚S型环氧树脂中的一种或两种任意比例的混合物，固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；液体双酚S型环氧树脂是在80℃加热条件下由双酚S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比为15:2混合配制而成，活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意比例的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：抗氧化剂为2，4－二甲基-6-苯乙烯苯酚；消泡稳定剂为二甲基硅油；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠；保水剂为羧甲基纤维素。
8.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：水泥增强剂是硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比为(1～2)：2：(2～3)混合均匀得到的。
9.如权利要求1所述道面修复用双掺注浆材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将水性环氧树脂、聚氨酯、抗氧化剂、消泡稳定剂、偶联剂和表面活性剂混合并搅拌均匀组成组分A；将硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、重晶石粉、缓凝剂、废旧橡胶粉、水泥增强剂和保水剂混合并搅拌均匀组成组分B；
2)将组分A和组分B混合均匀，得到道面修复用双掺注浆材料。
10.根据权利要求9所述道面修复用双掺注浆材料的制备方法，其特征在于：聚氨酯的的制备步骤包括：
(1)在40℃将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺和蒸馏水按质量配比为(11～13)：(1～2)：(4～5)混合，搅拌8～12min进行乳化，得到乳化液；
(3)向乳化液中加入NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数10～15％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链反应，其中扩链剂采用氢醌一二(β一羟乙基)醚、2,2-二羟甲基丙酸、1，4-丁二醇和乙二胺中的一种或几种以任意比例的混合物；
(3)扩链反应结束后，减压脱出丙酮，得到聚氨酯。
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