CN109053029A - 一种树脂型人造石及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树脂型人造石及其制备方法，其原材料由集料、填料、钢丝和胶结料组成，集料采用玄武岩石子按断续级配；填料采用粉煤灰、石英粉和碳酸钙粉；钢丝采用直径为0.5mm的72号钢丝；胶结剂是由改性环氧树脂和改性固化剂组成；本发明制造的树脂型人造石使用了热处理工序，从而进一步消除树脂型人造石产品因存在内应力而产生的强度低、脆性大、高温高湿环境中变形的不足。能够应用于水工金属结构埋件中，达到替代传统水工金属结构埋件的目的。

Description

一种树脂型人造石及其制备方法
技术领域
本发明涉及水工金属结构埋件，具体涉及一种树脂型人造石及其制备方法。
背景技术
由于钢材料的力学性能好、承载能力强和工业生产量大等优点而得到大量应用，在水利工程设施中，会有许多钢铁闸门和结构埋件等其他的金属结构，由于它们长期在水中工作或在干湿交替的环境中运行，所以会受到各种水质、气体、太阳和微生物的侵蚀，同时会受到水流、泥沙及一些漂浮物的摩擦，并且结构材料本身电化学性能并不是均匀的，钢材普遍会发生不同程度的腐蚀。结构材料的腐蚀会降低结构的承载能力，严重时会威胁设备的安全运行。近些年随着水中污染物浓度的增加及空气中污染的加大，金属腐蚀的情况在近几年变得更加严重。
发明内容
本发明的目的是，提供一种树脂型人造石及其制备方法，它能够克服现有技术的不足，使其强度，硬度高，不出现开裂断裂的现象，使其能够应用于水工金属结构埋件中，达到替代传统水工金属结构埋件的目的。
根据本发明的第一方面，提供一种树脂型人造石，其原料由集料、填料、钢丝和胶结料组成，集料采用玄武岩石子按断续级配的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为14-18份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为3-6份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为1-3份；
填料为粉煤灰、石英粉和碳酸钙粉三种按一定比例混合而成，其重量是9-26份；粉煤灰、石英粉和碳酸钙的优选重量配比为5:5:2。
胶结料为重量为6-12份的改性环氧树脂和重量为2-4份改性固化剂。
钢丝采用直径为0.5mm的72号钢丝，其每立方树脂型人造石均匀竖向插入200根1m长0.5mm钢丝。
优选情况下，所述改性环氧树脂由以下重量百分比的原材料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F型环氧树脂35％、十二至十四烷基缩水甘油醚13％,所述改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺46％、环已二胺50％、聚醚二胺4％。
优选情况下，集料采用玄武岩石子按断续级配的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为16份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为3份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为1份。
根据本发明的第二方面，提供上述树脂型人造石的制备方法，包括以下工序：
①按上述本发明第一方面所述的重量份配比将集料、填料称重后备用；
②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；
③将改性环氧树脂称重后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂称重后常温搅拌均匀备用；
④将工序③中得到的改性环氧树脂和改性固化剂混合均匀后常温下搅拌均匀得到胶结料备用；
⑤将填料置入胶结料中，均匀搅拌得到混合物；
⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混合物；
⑦将0.5mm的72号钢丝剪切好备用；
⑧将具有流动性的树脂混合物，置于模具内，并将钢丝均匀插入树脂混合物中，在常温下静止24-30小时后脱模，得到树脂混合型人造石半成品；
⑨将半成品置入恒温恒湿加热炉中进行热处理，保持温度在55-60℃，湿度在50％，38-48小时，然后使炉内温度均匀降至室温后取出产品即可。
申请人在实践中不断研究发现：树脂型人造石产品出现断裂及开裂的处的大部分问题是树脂型人造石产品内部存在气泡，气泡会使产品组织结构不均匀，而一个相对较大的人造石产品体积中消除气泡是非常难解决的问题。本发明为了消除树脂型混凝土内部结构中的气泡，并提高产品强度、硬度，将集料级配进行了优化，使其呈现合理均匀分布，采用断续级配方，使集料颗粒有规则有序排列，使内部组织均匀，产品性能稳定，综合强度高；并配有大组分的填料和添加适量0.5mm钢丝以增加其强度。为了尽可能消除产品中的气泡，本发明将胶结料改进成一种低粘度的胶料。本发明申请采用的胶结料粘度仅为160-200mPa·s，流动性极好，能均匀地充满在集料和填料周围，施工方便，使树脂型人造石在制造过程中产生的气泡尽可能在搅拌混合过程排除，使最终形成的产品树脂型人造石产品中几乎不存在气泡，从而避免了因气泡存在而产生的开裂、断裂现象。
本发明制备的树脂型人造石产品经检测其物理性能：抗压强度能达到200-235MPa，抗拉强度能达到35-42MPa，抗弯强度能达到45-60MPa，弹性模量能达到51-65GPa。
具体实施方式
本发明所述的一种树脂型人造石及其制备方法，其原材料由集料、填料、钢丝和胶结剂组成，其原料采用以下具体组合方式。
实施例1：
集料采用玄武岩石子按断续级配成的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为16份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为3份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为1份；
填料为粉煤灰、石英粉和碳酸钙，其重量是12份；其中粉煤灰、石英粉和碳酸钙三者的重量配比5:5:2。
胶结料为重量为6份的改性环氧树脂和重量为2份的改性固化剂。每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F型环氧树脂35％、十二至十四烷基缩水甘油醚13％,所述每份固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺46％、环已二胺50％、聚醚二胺4％。
实施例2：
集料采用玄武岩石子按断续级配成的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为14份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为4份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为2份；
填料为粉煤灰、石英粉和碳酸钙，其重量是9份；其中粉煤灰、石英粉和碳酸钙三者的重量配比5:5:2。
胶结料为重量为8份的改性环氧树脂和重量为3份的改性固化剂。每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F型环氧树脂35％、十二至十四烷基缩水甘油醚13％,所述每份固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺46％、环已二胺50％、聚醚二胺4％。
实施例3：
集料采用玄武岩石子按断续级配成的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为18份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为6份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为3份；
填料为粉煤灰、石英粉和碳酸钙，其重量是26份；其中粉煤灰、石英粉和碳酸钙三者的重量配比5:5:2。
胶结料为重量为12份的改性环氧树脂和重量为4份的改性固化剂。每份改性环氧树脂由下述重量百分比的原料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F型环氧树脂35％、十二至十四烷基缩水甘油醚13％,所述每份固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺46％、环已二胺50％、聚醚二胺4％。
本发明上述实施例采用下述方法制作：
①按上述的重量份配比将集料、填料称重后备用；
②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；
③将改性环氧树脂称重后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂称重后常温搅拌均匀备用；
④将工序③中得到的环氧树脂和固化剂混合均匀后常温下搅拌均匀得到胶结料备用；
⑤将填料置入胶结料中，均匀搅拌得到混合物；
⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混合土混合物；
⑦将0.5mm的72号钢丝剪切好备用；
⑧将具有流动性的树脂混凝土混合物，置于模具内在并将钢丝均匀插入树脂混合物中，在常温下静止24-30小时后脱模，得到树脂混型人造石半成品；
⑨将半成品置入恒温恒湿加热炉中进行热处理，保持温度在55-60℃，湿度在50％，38-48小时，然后使炉内温度均匀降至室温后取出产品即可。

Claims (4)

1.一种树脂型人造石，其原料由集料、填料、钢丝和胶结料组成，其特征在于：集料采用玄武岩石子按断续级配的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为14-18份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为3-6份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为1-3份；
填料为粉煤灰、石英粉和碳酸钙粉三种按一定比例混合而成，其重量是9-26份；
胶结料为重量为6-12份的改性环氧树脂和重量为2-4份改性固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种树脂型人造石，其特征在于：所述改性环氧树脂由以下重量百分比的原材料组成：双酚A型环氧树脂52％、双酚F型环氧树脂35％、十二至十四烷基缩水甘油醚13％，所述改性固化剂由下述重量百分比的原料组成：异佛尔酮二胺46％、环已二胺50％、聚醚二胺4％。
3.根据权利要求1或2所述的一种树脂型人造石，其特征在于：集料采用玄武岩石子按断续级配的重量份是：
玄武岩石子粒度是16-20mm范围内的颗粒为16份，
玄武岩石子粒度是5-9mm范围内的颗粒为3份，
玄武岩石子粒度是1-3mm范围内的颗粒为1份。
4.权利要求1-3任一项所述树脂型人造石的制备方法，其特征在于：包括以下工序：
①按权利要求1-3任一项所述的重量份配比将集料、填料称重后备用；
②将集料置入搅拌机内搅拌均匀备用；
③将改性环氧树脂称重后常温下搅拌均匀备用，将改性固化剂称重后常温搅拌均匀备用；
④将工序③中得到的改性环氧树脂和改性固化剂混合均匀后常温下搅拌均匀得到胶结料备用；
⑤将填料置入胶结料中，均匀搅拌得到混合物；
⑥将混合物置入搅拌均匀的集料中混合搅拌均匀，得到具有流动性的树脂混合物；
⑦将0.5mm的72号钢丝剪切好备用；
⑧将具有流动性的树脂混合物，置于模具内，并将钢丝均匀插入树脂混合物中，在常温下静止24-30小时后脱模，得到树脂混合型人造石半成品；
⑨将半成品置入恒温恒湿加热炉中进行热处理，保持温度在55-60℃，湿度在50％，38-48小时，然后使炉内温度均匀降至室温后取出产品即可。
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