CN109384418A - 一种机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法，包括如下重量份数的组分：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30～35份；碳酸钙10～15份；膨润土5～10份；纳米二氧化硅1～5份；石英砂10～20份；无机颜料2～5份；防沉剂0.5～1份；增稠剂0.5～1份；铝矾土5～10份；金刚砂5～10份。本发明以聚甲基丙烯酸甲酯树脂、铝矾土、膨润土、增稠剂、防沉剂、石英砂、金刚砂为主材，具有在零下30度仍然能保证1小时快速固化的优越性能，具有超强粘结力、抗开裂性能优越、耐酸、耐碱、耐化学品，VOCs、重金属等排放更低，减少了环境污染，避免了维修面出现裂缝、起砂、破损的等病害问题，大大提高了道路的通行效率。

Description

一种机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法
技术领域
本发明属于机场道面、道路修补材料领域，尤其是涉及一种机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法。
背景技术
在道路及机场道面的养护维修中，由于受到车辆行驶及飞机起降、低温施工等因素的影响，不能长时间封闭施工作业区域。为了降低施工区域封闭时间，保证通行畅通，需要对破损区域及时快速修补。
目前，普遍采用混凝土或快硬混凝土及其他树脂浆料进行修补，不仅工期长，且施工程序较为繁杂封闭交通时间过长，并且不能在零度以下施工，施工过程中极易出现裂缝、断板、起砂、坑槽等病害，因而达不到理想的修补效果。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法，以解决上述技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种机场道面、道路快速修补材料，包括如下重量份数的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯树脂30～35份；
碳酸钙10～15份；
膨润土5～10份；
纳米二氧化硅1～5份；
石英砂10～20份；
无机颜料2～5份；
防沉剂0.5～1份；
增稠剂0.5～1份；
铝矾土5～10份；
金刚砂5～10份。
进一步的，碳酸钙的粒度为300～400目，膨润土的粒度为500～700目，石英砂的粒度为40～70目，金刚砂的粒度为20～40目。
采用上述技术方案，加入膨润土能使混合料流平性好，无流挂现象，并延长了颜料的沉降时间；金刚砂具有很高的强度及良好的抗氧化性能，在高温下不变形，可作为高温燃气轮机上的涡轮叶片，也可作耐磨的密封材料，密度，硬度很大，大约是莫氏9.5度。这些较粗的高强度的金刚砂能够均匀的分布在混合料中，凸出在路面，进一步提升强度，增加抗压能力和抗滑能力。
进一步的，纳米二氧化硅的直径为4～6nm，铝矾土的直径小于0.6mm。
采用上述技术方案，缓慢添加直径小于0.6mm高强度的铝矾土并低速搅拌，调整第四混合物的粘度和质地，形成骨料不沉淀的稳定质地的树脂。铝矾土是含有不同程度的氧化铁、粘土、二氧化硅、钛等成份的三水铝石、软水铝石、硬水铝石等一种或多种氢氧化铝不均质矿物。其主要化学成份为Al2O3·2H2O，硬度1.3、比重2.0，呈灰色、红色、褐色、黄色等，几乎无光泽。大部分铝矾土的Al2O3含量最低50％～55％。采用高强度的铝矾土做为快速修补材料的骨料，保证更强的耐磨性能和耐久性能。
进一步的，无机颜料为氧化钛、氧化镁、硅酸镁、氧化锌、氧化铁或高岭土，防沉剂为聚酰胺蜡防沉剂，增稠剂为聚氨酯增稠剂。
采用上述技术方案，采用在紫外线光照下不变色的氧化钛、氧化镁、硅酸镁、氧化锌、氧化铁、高岭土等无机物多种颜色，形成不褪色的适用于道路、桥梁、机场道面的快速修补材料；防沉剂为流变控制剂，它使混合后的材料具有触变性，使其黏度大大提高，防止骨料在混合材料中快速沉降；增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使材料增稠，防止施工中出现流挂现象，使其不流挂、不滴淌、不飞液，而且能赋予材料优异的机械性能和贮存稳定性，更好包裹骨料及其他材料。
聚酰胺蜡防沉剂为一种触变性添加剂。其已通过溶剂有效的活化，在油漆系统中形成强大的网络结构，其优异的触变性能，具有优异的防流挂能力、防沉降能力。
聚氨酯增稠剂的分子结构中引入了亲水基团和疏水基团，使其呈现出一定的表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚合物粒子缔合形成网状结构，使体系黏度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相黏度也提高。这类增稠剂不仅对涂料、建筑胶类的流变性产生影响，而且与相邻的乳胶粒子间存在相互作用，如果这个作用太强的话，容易引起乳胶分层。
上述机场道面、道路快速修补材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂和碳酸钙、膨润土混合搅拌得到第一混合物；
步骤二：在上述第一混合物中添加纳米二氧化硅、石英砂，搅拌得到第二混合物；
步骤三：在上述第二混合物中添加无机颜料、防沉剂、增稠剂，搅拌得到第三混合物；
步骤四：在上述第三混合物中添加铝矾土，搅拌得到第四混合物；
步骤五：在上述第四混合物中添加金刚砂，搅拌得到机场道面、道路快速修补材料。
采用上述技术方案，得到的机场道面、道路快速修补材料的特点如下表所示：
固化快 1小时内固化
低温固化 零下(最低-30℃)气温下也能正常施工
耐紫外线侵袭 固化后对紫外线的耐久性能优良(不变色)
粘合力优秀 与混凝土表面、沥青马路表面、钢铁表面粘合力优秀
防水性能优秀 具有超强的防水性能
耐热、耐高温 耐热、耐高温性能优秀，在高温油漆马路上保持超强的耐久性能
耐化学品 耐酸性、耐碱性优秀
亲环境环保型 VOCs、重金属等有害物质的排放更少
耐久性能优秀 施工后长期保持原状
抗压抗折性能能优秀 保持最佳使用性
进一步的，步骤一中聚甲基丙烯酸甲酯树脂和碳酸钙、膨润土混合搅拌到粘度为1000cps。
进一步的，步骤二中用高速分散机搅拌20～25min，转速为700～800r/min。
应用上述机场道面、道路快速修补材料的施工方法，包括如下步骤：
S1、标识步骤：在施工路面范围用粉笔或粘贴胶带圈定施工范围；
S2、基面准备步骤：用切割机沿着划定的区域切割，用电锤破除施工路面的破损区域，清除作业区内的废弃材料；
S3、摊铺施工步骤：向机场道面、道路快速修补材料倒入引发剂和促进剂，搅拌均匀后铺展在施工范围内，用抹刀刮平或抹平后用滚刷拉毛以起到防滑及美观作用，养生30-40min。
进一步的，当施工路面为混凝土路面或钢材路面时，在上述基面准备步骤和摊铺施工步骤之间增加底漆涂刷步骤，底漆涂刷步骤为在施工范围内涂布底漆。
采用上述技术方案，使涂布在该底漆上的道路、机场道面超快修补材料紧贴路基础而不易剥落。
进一步的，步骤S3中搅拌时间为1min，引发剂为过氧化苯甲酰，促进剂为异辛酸钴或环烷酸钴。
采用上述技术方案，环烷酸钴是紫红色半固体粘稠物，溶于苯、甲苯、松节油、松香水，稍溶于乙醇、乙醚，不溶于水，用作不饱和聚酯胶粘剂固化的促进剂，具有色泽浅，气味小，流动性好，催干效果好等特点。
原有的道路、机场道面维修材料中混凝土类维修材料，因混凝土、沙子、石料、水配合比非常容易失误，很容易导致病害的发生。而基于本发明的道路、机场道面超快修补材料是一次完成材料的混合，工厂预拌完场配比精良，无需现场添加骨料，每套超快修补材料配一份添加剂，即使是不熟练的作业人员也能简单完成高质量的施工，并且配合比不容易出错，保证了施工质量。其他混凝土维修材料固化和养生时间长，不能满足日益增长的交通流量需求，所以快速维修成了当务之急，然而其他材料受温度影响较大，冬季施工只能是望而却步，对于北方地区及其他寒冷地区本发明所述的超快修补材料能填补这一空白，其快速固化、超强的粘结力、超强的抗压能力成为了本发明的亮点。
相对于现有技术，本发明所述的机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法具有以下优势：
本发明所述的机场道面、道路快速修补材料及其制备和施工方法，以聚甲基丙烯酸甲酯树脂、铝矾土、膨润土、增稠剂、防沉剂、石英砂、金刚砂为主材，具有在零下30度的气候条件下仍然能保证1小时快速固化的优越性能，缩短硬化时间，有效填补了现有修补材料不能在冬季维修作业的空白，具有优秀的低温施工能力、超强粘结力、抗开裂性能优越、耐酸、耐碱、耐化学品，VOCs、重金属等有害物质的排放更低，减少了环境污染，避免了维修面出现裂缝、起砂、破损的等病害问题，大大提高了道路的通行效率。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种机场道面、道路快速修补材料，包括如下重量份数的组分：聚甲基丙烯酸甲酯树脂33份；粒度为325目的碳酸钙12份；粒度为600目的膨润土6份；直径为5nm的纳米二氧化硅4份；粒度为40目的石英砂10份；氧化钛2份；聚酰胺蜡防沉剂1份；聚氨酯增稠剂1份；直径小于0.6mm的铝矾土10份；粒度为30目的金刚砂8份。
实施例2
应用实施例1的配方制备机场道面、道路快速修补材料，具体包括如下步骤：
步骤一：将33份聚甲基丙烯酸甲酯树脂、粒度为325目的碳酸钙12份、粒度为600目的膨润土6份用高速分散机混合搅拌得到粘度为1000cps的第一混合物，搅拌时间为20～25min，搅拌转速为700～800r/min；
步骤二：在上述第一混合物中添加直径为5nm的纳米二氧化硅4份、粒度为40目的石英砂10份，搅拌得到第二混合物；
步骤三：在上述第二混合物中添加氧化钛、聚酰胺蜡防沉剂1份、聚氨酯增稠剂1份，搅拌得到第三混合物；
步骤四：在上述第三混合物中添加直径小于0.6mm的铝矾土10份，搅拌得到第四混合物；
步骤五：在上述第四混合物中添加粒度为30目的金刚砂8份，搅拌得到机场道面、道路快速修补材料。
上述应用实施例1的配方制备机场道面、道路快速修补材料，的性能检测如下表所示：
项目 单位 数值
一小时抗拉强度 MPa 35
一小时抗折强度 MPa 8
凝结时间 min 50
施工温度 ℃ -30℃～35℃
实施例3
应用实施例2制得的机场道面、道路快速修补材料的施工方法，包括如下步骤(路面为沥青道面)：
S1、标识步骤：在施工路面范围用粉笔或粘贴胶带圈定施工范围；
S2、基面准备步骤：用切割机沿着划定的区域切割，用电锤破除沥青道面施工路面的破损区域，清除作业区内的废弃材料；
S3、摊铺施工步骤：向机场道面、道路快速修补材料倒入过氧化苯甲酰引发剂和异辛酸钴促进剂，搅拌1min后铺展在施工范围内，用抹刀刮平倒入施工范围内的机场道面、道路快速修补材料，最后养生30min。
基于实施例3的机场道面、道路快速修补材料的施工方法的具体步骤，如下表所示：
沥青道面
S1、标识步骤
S2、基面准备步骤
S3、摊铺施工步骤
实施例4
应用实施例2制得的机场道面、道路快速修补材料的施工方法，包括如下步骤(路面为混凝土道面或钢材料道面)：
S1、标识步骤：在施工路面范围用粉笔或粘贴胶带圈定施工范围；
S2、基面准备步骤：用切割机沿着划定的区域切割，用电锤破除混凝土道面或钢材料道面施工路面的破损区域，清除作业区内的废弃材料；
S3、底漆涂刷步骤：在施工范围内涂布底漆；
S4、摊铺施工步骤：向机场道面、道路快速修补材料倒入过氧化苯甲酰引发剂和异辛酸钴促进剂，搅拌1min后铺展在施工范围内，用抹刀刮平倒入施工范围内的机场道面、道路快速修补材料，最后养生40min。
基于实施例4的机场道面、道路快速修补材料的施工方法的具体步骤，如下表所示：
混凝土道面或钢材料道面
S1、标识步骤
S2、基面准备步骤
S3、底漆涂刷步骤
S4、摊铺施工步骤
试验例1
将实施例1制得的机场道面、道路快速修补材料进行物理性能检测，检测依据为：
GB/T22374-2008《地坪涂装材料》
HG/T3829-2006《地坪涂料》
JC/T1050-2007《地面石材防滑性能等级划分及试验方法》
JG/T25-1999《建筑涂料涂层耐冻融循环性测定法》
检测结果见下表：
由上表可以得出，本发明制得的机场道面、道路快速修补材料物理性能优异，具有优异的耐酸、耐水、耐油性能，均能达到国家标准要求的标准以上，另外，本发明的机场道面、道路快速修补材料能够很快的硬化，干燥时间很短，极大地提高了施工效率，降低了施工成本。
试验例2
将实施例1制得的机场道面、道路快速修补材料进行环保性能检测：
检测结果见下表：
由上表可以得出，本发明制得的机场道面、道路快速修补材料耐热、耐高温性能优秀，在高温马路上保持超强的耐久性能，低温固化，零下(最低-30℃)气温下也能正常施工，耐久性能优秀，施工后长期保持原状。
试验例3
将实施例1制得的机场道面、道路快速修补材料进行环保性能检测，检测依据为：GB/T22374-2008(地坪涂装材料)。
检测结果见下表：
由上表的结果可以得出，本发明制得的机场道面、道路快速修补材料的环保性能优异，VOC、重金属等有害物质等排放更低，减少了环境污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机场道面、道路快速修补材料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：
聚甲基丙烯酸甲酯树脂30～35份；
碳酸钙10～15份；
膨润土5～10份；
纳米二氧化硅1～5份；
石英砂10～20份；
无机颜料2～5份；
防沉剂0.5～1份；
增稠剂0.5～1份；
铝矾土5～10份；
金刚砂5～10份。
2.根据权利要求1所述的机场道面、道路快速修补材料，其特征在于：碳酸钙的粒度为300～400目，膨润土的粒度为500～700目，石英砂的粒度为40～70目，金刚砂的粒度为20～40目。
3.根据权利要求1所述的机场道面、道路快速修补材料，其特征在于：纳米二氧化硅的直径为4～6nm，铝矾土的直径小于0.6mm。
4.根据权利要求1所述的机场道面、道路快速修补材料，其特征在于：无机颜料为氧化钛、氧化镁、硅酸镁、氧化锌、氧化铁或高岭土，防沉剂为聚酰胺蜡防沉剂，增稠剂为聚氨酯增稠剂。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的机场道面、道路快速修补材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将聚甲基丙烯酸甲酯树脂和碳酸钙、膨润土混合搅拌得到第一混合物；
步骤二：在上述第一混合物中添加纳米二氧化硅、石英砂，搅拌得到第二混合物；
步骤三：在上述第二混合物中添加无机颜料、防沉剂、增稠剂，搅拌得到第三混合物；
步骤四：在上述第三混合物中添加铝矾土，搅拌得到第四混合物；
步骤五：在上述第四混合物中添加金刚砂，搅拌得到机场道面、道路快速修补材料。
6.根据权利要求5所述的机场道面、道路快速修补材料的制备方法，其特征在于：步骤一中聚甲基丙烯酸甲酯树脂和碳酸钙、膨润土混合搅拌到粘度为1000cps。
7.根据权利要求5所述的机场道面、道路快速修补材料的制备方法，其特征在于：步骤二中用高速分散机搅拌20～25min，转速为700～800r/min。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的机场道面、道路快速修补材料的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、标识步骤：在施工路面范围用粉笔或粘贴胶带圈定施工范围；
S2、基面准备步骤：用切割机沿着划定的区域切割，用电锤破除施工路面的破损区域，清除作业区内的废弃材料；
S3、摊铺施工步骤：向机场道面、道路快速修补材料倒入引发剂和促进剂，搅拌均匀后铺展在施工范围内，用抹刀刮平，养生30-40min。
9.根据权利要求8所述的机场道面、道路快速修补材料的施工方法，其特征在于：当施工路面为混凝土路面或钢材路面时，在上述基面准备步骤和摊铺施工步骤之间增加底漆涂刷步骤，底漆涂刷步骤为在施工范围内涂布底漆。
10.根据权利要求8所述的机场道面、道路快速修补材料的施工方法，其特征在于：引发剂为过氧化苯甲酰，促进剂为异辛酸钴或环烷酸钴。
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