CN108947415B - 一种高性能路面修复材料的制备方法 - Google Patents

一种高性能路面修复材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能路面修复材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入10‑30g/1000ml的中空纤维；（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养30‑40天；（3）将150‑250g硅酸盐水泥、50‑150g高炉石粉、60‑80g石英砂、10‑50g甲基纤维素、20‑40g膨胀剂、4‑40g大理石砂、0.3‑2g羧酸、5‑30g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料。本发明所述路面修复材料能够减少裂缝产生，并且具有自我修复的功能。

Description

一种高性能路面修复材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种修复材料，尤其是一种高性能路面修复材料的制备方法，属于混凝土材料技领域。
背景技术
混凝土由于其性能好、价格低廉，被广泛使用在路面、建筑设施中。然而长期的使用及风化会造成混凝土地开裂，严重影响了混凝土地结构的安全性和长期耐久性。目前的普通砂浆作为修被告材料效果较差，与混凝土粘结力较差，修复一段时间后还是会出现开裂等现象。现有技术中已经公开的纤维增强型水泥基复合材料作为修补材料，虽然增强了材料性能，提高了粘结剂，然而骨料粒径的缩小会造成基体干缩性较大，而早期收缩的变大也是造成早期裂缝的主要原因。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高性能路面修复材料的制备方法，该路面修复材料能够减少裂缝产生，并且具有自我修复的功能。
按照本发明提供的技术方案，所述高性能路面修复材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入10-30g/1000ml的中空纤维，以100-150转/分钟的速度进行搅拌20-30分钟；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养30-40天；
（3）将150-250g硅酸盐水泥、50-150g高炉石粉、60-80g石英砂、10-50g甲基纤维素、20-40g膨胀剂、4-40g大理石砂、0.3-2g羧酸、5-30g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料。
进一步地，所述中空纤维采用中空度为30-80%的中空纤维。
进一步地，所述中空纤维的中空内腔采用环形中空、C型中空或偏心中空。
进一步地，所述中空纤维采用聚酯中空纤维。
进一步地，所述中空纤维的内径为15～20μm，外径为28.2～37.8μm。
进一步地，所述中空纤维的长度不超过0.5cm。
进一步地，所述高炉石粉的粒径为0.8-2微米。
进一步地，所述羧酸采用甲酸、乙酸、丙酸或丁酸。
进一步地，所述石英砂的粒径为150-600微米。
本发明所述高性能路面修复材料的制备方法，得到的路面修复材料能够减少裂缝产生，并且具有自我修复的功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明中采用将蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株在具有中空纤维的液体培养基中培养后与硅酸盐水泥、高炉石粉、石英砂、甲基纤维素、膨胀剂、大理石砂和羧酸混合；由于蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株具有诱导碳酸钙矿物形成的能力，并且中空纤维的中空内腔能够通入空气，保证修复料浇注修复路面后菌株的生长和碳酸钙矿物的生成。
本发明中采用膨胀剂，在水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，可补偿水泥砂浆收缩、张拉产生的应力并且充分填充水泥间隙；本发明所述高炉石粉呈粉末状，粒径为0.8-2微米；本发明所述大理石砂呈粉末状；本发明所述羧酸可以增加水泥砂浆的流动性，可以采用甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等；本发明所述石英砂呈颗粒状，粒径为150-600微米；本发明所述油酸钠能够增加水泥砂浆抗冻性。
本发明所述的自修复抗收缩的路面修复材料中包括膨胀剂、高炉石粉、大理石砂以及羧酸，添加至水泥中，能够起到提高抗压强度，
实施例一：一种高性能路面修复材料的制备方法，组份比例按重量份数计，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入10g/1000ml的中空纤维，以100转/分钟的速度进行搅拌30分钟，所述中空纤维采用中空度为30%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用环形中空；所述中空纤维可以采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为15μm，外径为28.2μm，中空纤维的长度一般不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养30天；
（3）将150g硅酸盐水泥、50g高炉石粉、60g石英砂、10g甲基纤维素、20g膨胀剂、4g大理石砂、0.3g羧酸、5g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料；
在修复材料浇注后，由于中空纤维的中空内腔能够通入空气，蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株是好氧菌，因而能够保证修复材料浇注后蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株的生长和碳酸钙矿物的生成，以形成修复材料的自我修复，减少裂缝的产生和修复产生的裂缝。
对实施例1得到的自修复抗收缩的路面修复材料进行水泥砂浆抗压强度试验，测试结果为7天抗压强度为694kg/cm2，28天抗压强度为810kg/cm2。
在使用时，将修复材料与水以100:10的比例混合均匀进行浇注，对路面进行修复。进行弯曲负载条件下的裂缝宽度测试，弯曲负载试验中的负载力为5000N，3天龄期的裂缝平均宽度为30μ，180天龄期的裂缝平均宽度为26μm。
实施例二：一种高性能路面修复材料的制备方法，组份比例按重量份数计，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入30g/1000ml的中空纤维，以150转/分钟的速度进行搅拌30分钟，所述中空纤维采用中空度为35%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用C型中空；所述中空纤维可以采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为20μm，外径为37.8μm，中空纤维的长度一般不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养40天；
（3）将250g硅酸盐水泥、150g高炉石粉、80g石英砂、50g甲基纤维素、40g膨胀剂、40g大理石砂、2g羧酸、30g油酸钠、30g中空纤维与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料；
在修复材料浇注后，由于中空纤维的中空内腔能够通入空气，蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株是好氧菌，因而能够保证修复材料浇注后蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株的生长和碳酸钙矿物的生成，以形成修复材料的自我修复，减少裂缝的产生和修复产生的裂缝。
对实施例1得到的自修复抗收缩的路面修复材料进行水泥砂浆抗压强度试验，测试结果为7天抗压强度为712kg/cm2，28天抗压强度为821kg/cm2。
在使用时，将修复材料与水以100:15的比例混合均匀进行浇注，对路面进行修复。进行弯曲负载条件下的裂缝宽度测试，弯曲负载试验中的负载力为5000N，3天龄期的裂缝平均宽度为28μ，180天龄期的裂缝平均宽度为26μm。
实施例三：一种高性能路面修复材料的制备方法，组份比例按重量份数计，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入20g/1000ml的中空纤维，以120转/分钟的速度进行搅拌25分钟，所述中空纤维采用中空度为40%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用偏心中空；所述中空纤维可以采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为16μm，外径为31.2μm，纤维的长度一般不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养35天；
（3）将200g硅酸盐水泥、100g高炉石粉、70g石英砂、20g甲基纤维素、30g膨胀剂、20g大理石砂、1g羧酸、20g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料；
在修复材料浇注后，由于中空纤维的中空内腔中存在一定量空气，地下环境的温度及湿度能够满足菌株的生长，蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株是好氧菌，因而能够保证修复材料浇注后蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株的生长和碳酸钙矿物的生成，以形成修复材料的自我修复，减少裂缝的产生和修复产生的裂缝。
对实施例1得到的自修复抗收缩的路面修复材料进行水泥砂浆抗压强度试验，测试结果为7天抗压强度为711kg/cm2，28天抗压强度为815kg/cm2。
在使用时，将修复材料与水以100:10-15的比例混合均匀进行浇注，对路面进行修复。进行弯曲负载条件下的裂缝宽度测试，弯曲负载试验中的负载力为5000N，3天龄期的裂缝平均宽度为28μ，180天龄期的裂缝平均宽度为27μm。

Claims (3)

1.一种高性能路面修复材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入10g/1000ml的中空纤维，以100转/分钟的速度进行搅拌30分钟，所述中空纤维采用中空度为30%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用环形中空；所述中空纤维采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为15μm，外径为28.2μm，中空纤维的长度不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养30天；
（3）将150g硅酸盐水泥、50g高炉石粉、60g石英砂、10g甲基纤维素、20g膨胀剂、4g大理石砂、0.3g羧酸、5g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料。
2.一种高性能路面修复材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入30g/1000ml的中空纤维，以150转/分钟的速度进行搅拌30分钟，所述中空纤维采用中空度为35%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用C型中空；所述中空纤维采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为20μm，外径为37.8μm，中空纤维的长度不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养40天；
（3）将250g硅酸盐水泥、150g高炉石粉、80g石英砂、50g甲基纤维素、40g膨胀剂、40g大理石砂、2g羧酸、30g油酸钠、30g中空纤维与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料。
3.一种高性能路面修复材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）用接种环分别将生长于固体培养基上的蜡状芽孢杆菌菌株和赖氨酸芽孢杆菌菌株各挑起，接种于盛有1000mL液体培养基的三角瓶中；在所述液体培养基中提前加入20g/1000ml的中空纤维，以120转/分钟的速度进行搅拌25分钟，所述中空纤维采用中空度为40%的中空纤维，中空纤维的中空内腔采用偏心中空；所述中空纤维采用聚酯中空纤维，中空纤维的内径为16μm，外径为31.2μm，纤维的长度不超过0.5cm；
（2）将三角瓶置于恒温培养箱中于30℃连续培养35天；
（3）将200g硅酸盐水泥、100g高炉石粉、70g石英砂、20g甲基纤维素、30g膨胀剂、20g大理石砂、1g羧酸、20g油酸钠与步骤（2）处理后的液体培养基混合，得到修复材料。
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