CN109135672A - 高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂及处理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂及制备方法，适用温度范围为‑15℃～70℃，其中高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂包括水、低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂、粘度调节剂、表面活性剂和着色剂，按质量百分比计为水30%～70%，低温型缓凝剂5%～20%，高温型缓凝剂5%～20%，渗透剂0.1%～5%，表面活性剂0.1%～0.5%，粘度调节剂1%～8%，着色剂1%～5%。本发明无论高温还是低温环境，其渗透性能和缓凝效果优良，保证季节性施工水泥混凝土路面抗滑处理施工工艺的可行性，抗滑效果稳定，不同温度环境冲洗（清扫）时间可调整，具有用量少，平整度可控，抗滑效果良好，表面构造深度均匀、平整和可控特点。
Description
技术领域
本发明属于公路工程水泥混凝土路面抗滑处理的应用领域，尤其涉及高温地区隧道或高坡度的一种水泥混凝土路面抗滑处理剂、抗滑处理剂的制备及应用抗滑处理剂的一种高温型水泥混凝土路面。
背景技术
水泥混凝土路面在服役过程中始终具有足够的抗滑能力和低噪声性能，是保障隧道交通运行安全的基本要求。
路表纹理是轮胎路面噪声、路面摩擦特性以及车辆行驶状况的关键影响因素。抗滑水泥混凝土路面是一种新型的路面形式，是在滑模摊铺的水泥混凝土路面喷洒一定剂量的表面缓凝剂进行化学处理，延缓表面2mm~3mm厚水泥砂浆的凝结，但不影响主体混凝土的正常凝结硬化，当主体混凝土达到一定强度后，再清除未凝结的表层砂浆，获得丰富的宏观与微观构造，具有较为良好的抗滑性和降噪效果。
目前国内关于抗滑水泥混凝土路面处理的专利主要有:重庆交通大学2008年公开了一种曲面拟合法确定露石混凝土表面构造深度的方法(专利申请号:200810070365.6)。该方法将数字图像技术用于露石水泥混凝土表面结构深度的测量技术中，使露石水泥混凝土表面构造的测量变得简单和方便。武汉理工大学2013年公开了一种高性能混凝土露石剂及其制备和施用方法（申请号：201310173938.9）。该方法将利用A料和B料作为一种高性能混凝土路面露石处理剂，但是，其发明产品对温度较为敏感，尤其高温环境下易失效。调查研究发现，目前国内应用化学方法处理水泥混凝土路面抗滑性能的处理剂，均有性能耐高温差，渗透深度不可控，产品易分层等缺点。
水泥混凝土路面抗滑处理剂是一种混凝土路面新型表观处理剂，它因该具备以下技术要求：（1）各组分物质稳定，相互间无物理化学反应，且各组分密度相近，容易形成均匀的混合物；（2）对水泥混凝土路面砂浆无破坏，冲刷处理后不影响表层砂浆层强度发展；（3）渗透深度可控；（4）适应范围广，尤其对环境温湿度不敏感，具有较高抗高温特性；（5）使用量可以在一定范围内波动便于水泥混凝土路面处理的质量控制。但目前，市售产品存在对温度较敏感，在温度超过50℃缓凝易失效，渗透效果不好、冲洗时间不稳定、喷洒效果不好等问题。直接影响路面纹理构造深度、表面三维形貌特征及分布，难以实现高抗滑的高水平路面，甚至适得其反，影响隧道交通安全。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明解决的技术问题是针对现有技术不足而提供一种水泥混凝土路面抗滑处理剂、抗滑处理剂的制备及应用抗滑处理剂的一种高温型水泥混凝土路面，本发明具有耐高温特点，对材料波动、环境pH值及喷洒量敏感性低，喷洒工艺简单，缓凝渗透深度可控，均质性有保障，实现高抗滑水泥混凝土路面。
本发明的技术方案如下：
一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其中，包括水、低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂、表面活性剂、粘度调节剂和着色剂；按质量百分比计：水为30%～70%，低温型缓凝剂为5%～20%，高温型缓凝剂为5%～20%，稳定剂为0.1%～2%，渗透剂为0.1%～5%，表面活性剂为0.1%～0.5%，粘度调节剂为1%～8%，着色剂为1%～5%。
上述中，所述的水为自来水。
上述中，所述的低温型缓凝剂为羟基羧酸盐，选自葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾。
上述中，所述的高温型缓凝剂为有机膦酸，选自氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、羟基乙叉二膦酸（HEDP）、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷（PBTCA）或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸（DTPMPA）中的一种或两种。
上述中，所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
上述中，所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或聚羧酸系表面活性剂。
上述中，所述的粘度调节剂为聚丙烯酰胺（阴）、甲基纤维素醚、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的一种或两种。
上述中，所述的着色剂为酞箐颜料或钛白粉。
一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比计：水为30%～70%，低温型缓凝剂为5%～20%，高温型缓凝剂为5%～20%，渗透剂为0.1%～5%，表面活性剂为0.1%～0.5%，粘度调节剂为1%～8%，着色剂为1%～5%按配比计量；
步骤2：将按配比计量的低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂和表面活性剂混合均匀后，加入按配比计量的水，其水温为40℃，搅拌溶解均匀，并自然冷却至室温，形成混合溶液；
步骤3：利用粘度调节剂，将步骤2所述混合溶液20℃的粘度调整为50 pa.s～65 pa.s，并按配比计量着色剂，利用机械式搅拌设备搅拌均匀后，得到高浓度混合溶液；
步骤4：将高浓度混合溶液用水稀释5~8倍后，得到高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其用量一般为150 g/m～300 g/m2。
一种高温型水泥混凝土路面，在水泥混凝土路面抹平后10min～30min内，喷洒一定剂量的抗滑处理剂，并立刻用塑料薄膜或喷洒成膜养护剂，养护至一定成熟度后，使用0.1MPa～0.3MPa的水压冲洗表面砂浆或使用钢丝刷进行刷除处理，并清理表面砂浆，得到具有高抗滑的水泥混凝土路面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，可形成高抗滑水泥混凝土路面，路面纹理构造深度可控，缓凝深度可控，保证水泥混凝土路面抗滑降噪的品质。
2、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，具有耐高温特点，尤其在温度在50℃～70℃（因夏季路表温度一般在70℃以下），其缓凝性能稳定，不失效，便于夏季高温环境施工。
3、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，可以简单调节组分比例，实现低温环境下成熟度不过长，高温环境下成熟度不过短的特点，同时相比同类材料其稳定性和均质性强，不易出现分层现象，影响使用效果。
附图说明
图1为本发明中实例1中现场65℃的效果图。
图2为本发明中实例2中现场65℃的效果图。
图3为本发明中实例4中现场65℃冲洗成熟度300℃.h的效果图。
图4为本发明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中，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做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
表1水泥混凝土配合比（kg/m3）
| 水胶比 | 水 | 水泥 | 砂子 | 石子 | 外加剂 |
| 0.40 | 145 | 360 | 640 | 1260 | 3.6 |
备注：水泥为42.5普通硅酸盐水泥，砂子细度模数为2.6，石子为5～16mm连续级配的玄武岩，外加剂为聚羧酸高性能减水剂。
一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，按重量百分数比由下列组分组成：水66.8%，柠檬酸钠10%，羟基乙叉二膦酸（HEDP）15%，脂肪醇聚氧乙烯醚2%，十二烷基硫酸钠1%，聚丙烯酰胺（阴）0.2%，酞箐绿5%。用水稀释5倍后，喷洒至表1所述的水泥混凝土路面使用，喷洒量为200g/m2，环境温度分别为5℃、25℃、45℃和65℃。如图1所示，图1为实例1-65℃的现场效果图，从图中可知，混凝土路面纹理构造深度可控，缓凝深度可控，保证水泥混凝土路面抗滑降噪的品质。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，按重量百分数比由下列组分组成：水66.8%，葡萄糖酸钠10%，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷（PBTCA）15%，脂肪醇聚氧乙烯醚2%，十二烷基硫酸钠1%，聚丙烯酰胺（阴）0.2%，酞箐绿5%。用水稀释5倍后，喷洒至表1所述的水泥混凝土路面使用，喷洒量为200g/m2，环境温度分别为5℃、25℃、45℃和65℃。如图2所示，图2为2-65℃的现场效果图，从图2中可知，具有耐高温特点，尤其在温度在50℃～70℃（因夏季路表温度一般在70℃以下），其缓凝性能稳定，不失效。
下表2所示为实施例1及实施例2的水泥混凝土路面的抗滑性能指标：
从表2可知：
（1）实施例1-2高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，具有较高的耐高温特性，65℃环境下，最佳冲洗时间为4～5h，且构造深度在2mm～3mm之间。
（2）实施例1-2高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，所形成水泥混凝土路面抗滑较好，其摆值均在65BPN～85BPN之间。
实施例3
一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，按重量百分数比由下列组分组成：水66.8%，葡萄糖酸钠10%，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷（PBTCA）15%，脂肪醇聚氧乙烯醚2%，十二烷基硫酸钠1%，聚丙烯酰胺（阴）0.2%，酞箐绿5%。用水稀释5倍后，喷洒至表1所述的水泥混凝土路面使用，喷洒量为250 g/m2，环境温度为65℃，冲洗成熟度为150 ℃.h、200 ℃.h、250℃.h、300 ℃.h、350 ℃.h和400 ℃.h。
实施例4
在实施例3的基础上，本发明提供一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，按重量百分数比由下列组分组成：水66.8%，葡萄糖酸钠10%，二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸（DTPMPA）15%，脂肪醇聚氧乙烯醚2%，十二烷基硫酸钠1%，聚丙烯酰胺（阴）0.2%，酞箐绿5%。用水稀释5倍后，喷洒至表1所述的水泥混凝土路面使用，喷洒量为250 g/m2，环境温度为65℃，冲洗成熟度为150 ℃.h、200 ℃.h、250 ℃.h、300 ℃.h、350 ℃.h和400 ℃.h。
下表3为实施例3-4的水泥混凝土路面的抗滑性能指标
表示3可知：
实施例3-4高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，具有较高的耐高温特性，65℃环境下，成熟由150℃.h至400℃.h，其纹理构造深度维持在1.5mm至5mm之间，且400℃.h时，构造深度仍在1.6mm左右，表现出良好的耐高温特性。并且图3所示在65℃冲洗成熟度300℃.h的现场效果图可知，实现低温环境下成熟度不过长，高温环境下成熟度不过短的特点，同时相比同类材料其稳定性和均质性强，不易出现分层现象。
实施例5
在上述实施例的基础上，如图4所示，本发明还提供一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比计：水为30%～70%，低温型缓凝剂为5%～20%，高温型缓凝剂为5%～20%，渗透剂为0.1%～5%，表面活性剂为0.1%～0.5%，粘度调节剂为1%～8%，着色剂为1%～5%按配比计量；
步骤2：将按配比计量的低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂和表面活性剂混合均匀后，加入按配比计量的水，其水温为40℃，搅拌溶解均匀，并自然冷却至室温，形成混合溶液；
步骤3：利用粘度调节剂，将步骤2所述混合溶液20℃的粘度调整为50 pa.s～65 pa.s，并按配比计量着色剂，利用机械式搅拌设备搅拌均匀后，得到高浓度混合溶液；
步骤4：将高浓度混合溶液用水稀释5~8倍后，得到高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其用量一般为150 g/m～300 g/m2。
上述步骤中，粘度调整最佳为55 pa.s。
实施例6
在上述内容基础上，本发明还提供一种高温型水泥混凝土路面，按质量百分比计水30%～70%，低温型缓凝剂5%～20%，高温型缓凝剂5%～20%，稳定剂0.1%～2%，渗透剂0.1%～5%，表面活性剂0.1%～0.5%，粘度调节剂1%～8%，着色剂1%～5%。按配比计量后形成高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，所述高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，在水泥混凝土路面抹平后10min～30min内，喷洒一定剂量的抗滑处理剂，并立刻用塑料薄膜或喷洒成膜养护剂，养护至一定成熟度后，使用0.1MPa～0.3MPa的水压冲洗表面砂浆（或使用钢丝刷）进行刷除处理，并清理表面砂浆，得到具有高抗滑的水泥混凝土路面。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，可形成高抗滑水泥混凝土路面，路面纹理构造深度可控，缓凝深度可控，保证水泥混凝土路面抗滑降噪的品质。
2、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，具有耐高温特点，尤其在温度在50℃～70℃（因夏季路表温度一般在70℃以下），其缓凝性能稳定，不失效，便于夏季高温环境施工。
3、本发明提供的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，可以简单调节组分比例，实现低温环境下成熟度不过长，高温环境下成熟度不过短的特点，同时相比同类材料其稳定性和均质性强，不易出现分层现象，影响使用效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，包括水、低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂、表面活性剂、粘度调节剂和着色剂；按质量百分比计：水为30%～70%，低温型缓凝剂为5%～20%，高温型缓凝剂为5%～20%，稳定剂为0.1%～2%，渗透剂为0.1%～5%，表面活性剂为0.1%～0.5%，粘度调节剂为1%～8%，着色剂为1%～5%。
2.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的水为自来水。
3.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的低温型缓凝剂为羟基羧酸盐，选自葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾。
4.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的高温型缓凝剂为有机膦酸，选自氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、羟基乙叉二膦酸（HEDP）、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷（PBTCA）或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸（DTPMPA）中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠或聚羧酸系表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的粘度调节剂为聚丙烯酰胺（阴）、甲基纤维素醚、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其特征在于，所述的着色剂为酞箐颜料或钛白粉。
9.根据权利要求1所述高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比计：水为30%～70%，低温型缓凝剂为5%～20%，高温型缓凝剂为5%～20%，渗透剂为0.1%～5%，表面活性剂为0.1%～0.5%，粘度调节剂为1%～8%，着色剂为1%～5%按配比计量；
步骤2：将按配比计量的低温型缓凝剂、高温型缓凝剂、渗透剂和表面活性剂混合均匀后，加入按配比计量的水，其水温为40℃，搅拌溶解均匀，并自然冷却至室温，形成混合溶液；
步骤3：利用粘度调节剂，将步骤2所述混合溶液20℃的粘度调整为50 pa.s～65 pa.s，并按配比计量着色剂，利用机械式搅拌设备搅拌均匀后，得到高浓度混合溶液；
步骤4：将高浓度混合溶液用水稀释5~8倍后，得到高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，其用量一般为150 g/m～300 g/m2。
10.根据权利要求9所述一种高温型水泥混凝土路面，其特征在于，所述高温型水泥混凝土路面抗滑处理剂，在水泥混凝土路面抹平后10min～30min内，喷洒一定剂量的抗滑处理剂，并立刻用塑料薄膜或喷洒成膜养护剂，养护至一定成熟度后，使用0.1MPa～0.3MPa的水压冲洗表面砂浆或使用钢丝刷进行刷除处理，并清理表面砂浆，得到具有高抗滑的水泥混凝土路面。
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