CN109574548B - 一种低温快速养护坑槽修补材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温快速养护坑槽修补材料，包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：8～12；环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，三者的质量份配比为1：0.5～0.65：0.2～0.6，A组分主要由以下质量份配比的原料组成：环氧树脂60～80、活性稀释剂10～30、非活性稀释剂10～20；B组分主要由以下质量份配比的原料组成：固化促进剂5～15、固化剂85～95；C组分主要由无机填料组成。还公开了该修补材料的制备方法。该修补材料可应用于低温环境下沥青道路及混凝土道路坑槽修补，养生时间2～3h，可快速开放交通，具有较高的抗压、抗弯折强度、动稳定性能及耐老化性能。

Description

一种低温快速养护坑槽修补材料及其制备方法

技术领域

本发明属于道路养护新材料技术领域，具体涉及一种低温快速养护坑槽修补材料及其制备方法。

背景技术

随着近几年经济建设的发展，我国道路建设得到快速发展。现有道路中主要采用混凝土、沥青或者混凝土+沥青的路面，初始阶段这些路面的使用稳定性较好。但随着通车5～10年以后，路面在使用中容易出现开裂、坑槽等病害，影响通行安全和舒适性，甚至会危及到驾驶员的生命安全。因此应及时对出现的破损病害进行修补。传统的路面修补材料有普通水泥混凝土或沥青混凝土，存在着需对破损面开凿至较大面积方能进行修补、强度低、界面粘接薄弱、修复养护时间较长以及耐久性差等缺点。快干水泥的修补优点是速度快，但缺点是界面粘接薄弱、开槽面积较大、修补后容易二次破坏。另外一些改进的乳化沥青等修补材料，需要严格控制使用条件温度室温甚至是中高温。目前，针对北方冬季低温环境修补坑槽仍没有合适的解决办法。

专利CN105366997B公布了一种低温条件下路面坑槽修补材料及其施工处理方法，主要是由沥青结合料和矿料级配组成，测试了-5℃和-10℃的拉拔强度，但是此方法设计的沥青在低温下的状态未明确，并且需要对坑槽进行加热预处理(加热到50～60℃)，对于户外冬季施工条件很难满足，另外也没有明确养护时间。

专利CN105645882A公布了一种沥青路面坑槽修补用复合粘结料及其制备方法，是由水性环氧树脂、固化剂及乳化沥青经过高速剪切转速搅拌20-30min制备，测试了20℃与60℃的剪切强度和拉拔强度；搅拌转速要求较高，户外施工很难满足且搅拌时间较长，严重影响施工效率，而且对于低温使用性能未提及。

专利CN106701015A公布了一种坑槽修补用界面粘结材料及其制备方法，此材料主要是由沥青、萜烯树脂、石油树脂、溶剂汽油等组成，制备过程中需要加热，摘要中说可以低温潮湿环境中使用，但是说明书中并未证明，应用环境主要是常温。

专利CN10314704A公布了一种耐候快干路面破损修补材料及其制备方法，是由环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、光稳定剂、骨料等组成；适用于常温固化，在低温环境下无法使用，低温环境下不能固化。

综上所述，现有技术存在操作工艺复杂、制备或者施工需要加热预处理、不能低温使用等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于低温快速养护坑槽修补材料，该修补材料适合于低温使用。

本发明目的还在于提供上述低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，该制备方法工艺简洁，制备或施工不需要加热预处理。

本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种低温快速养护坑槽修补材料，其包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：(8～12)；所述的环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，所述的A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：(0.5～0.65)：(0.2～0.6)，其中：

所述的A组分主要由以下质量份配比的原料组成：环氧树脂60～80、活性稀释剂10～30、非活性稀释剂10～20；

所述的B组分主要由以下质量份配比的原料组成：固化促进剂5～15、固化剂85～95；

所述的C组分主要由无机填料组成。

在上述低温快速养护坑槽修补材料的各原料中：

A组分中：

优选的，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

更优选的，所述的双酚A型环氧树脂为GELR127双酚A型环氧树脂和/或GELR124双酚A型环氧树脂，其中GELR124双酚A型环氧树脂可购自但不局限于宏昌电子材料股份有限公司。

推荐的，所述的双酚A型环氧树脂为GELR127双酚A型环氧树脂和GELR124双酚A型环氧树脂二者的复配，效果更佳。

优选的，所述的活性稀释剂为具有反应末端环氧基团的低分子环氧化合物。

对于路面修补材料来说，需要环氧树脂胶粘剂与耐磨骨料进行拌和，搅拌均匀。物料粘度越低，流动性越好，则拌和后越均匀，由于环氧树脂粘度较大，因此需要通过加入活性稀释剂调节胶料粘度。含有环氧基团的活性稀释剂可以与固化剂组分反应，固化后可形成复杂的三维网状结构，从而增加固化后胶结料的力学强度。

更优选的，所述的低分子环氧化合物为正丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

优选的，所述的非活性稀释剂，不能与环氧树脂和固化剂发生化学反应，只起到物理稀释作用，主要是包括增塑剂和溶剂。

更优选的，所述的非活性稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯甲醇、丙烯碳酸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

B组分中：

优选的，所述的促进剂为叔胺类促进剂。

更优选的，所述的叔胺类促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。

更优选的，所述的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚可以是DMP-30和牌号为HI-54K中的一种。

优选的，所述的固化剂为硫醇类固化剂和胺类固化剂的复配。

更优选的，所述的硫醇类固化剂是牌号为CAPCURE WR-6的硫醇类固化剂、牌号为CAPCURE 3830-CB的硫醇类固化剂和牌号为JH-9044S的硫醇类固化剂中的至少一种，这些牌号的硫醇类固化剂可购自但不限于深圳佳迪达新材料科技有限公司。

更优选的，所述的胺类固化剂为改性脂环胺、聚酰胺和液体芳香胺中的至少一种。

推荐的，所述的改性脂环胺固化剂可以是型号为XH-238或型号为JH-5408的改性脂环胺固化剂，这些型号的改性脂环胺固化剂可购自但不限于深圳佳迪达新材料科技有限公司。

推荐的，所述的聚酰胺可以是牌号为Versamid 170的聚酰胺。可购自但不限于深圳佳迪达新材料科技有限公司

推荐的，所述的液体芳香胺可以是型号为Ethacure 200的液体芳香胺。可购自但不限于深圳佳迪达新材料科技有限公司

C组分中：

优选的，所述的无机填料可以为高岭土、石英砂、硅酸盐水泥和熔融硅石粉中的至少一种，其中无机填料的粒径为300～2000目。

耐磨骨料：

优选的，所述的耐磨骨料为卵石、碎石或再生骨料。

优选的，所述耐磨骨料的莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt％。

优选的，所述的耐磨骨料的粒径为1.18mm～13.2mm。

更优选的，其中粒径1.18mm～2.36mm的质量百分含量为5％～10％、粒径为2.36mm～4.75mm的质量百分含量为10％～20％、粒径为4.75mm～9.5mm的质量百分含量为40％～55％、粒径为9.5mm～13.2mm的质量百分含量为30％～40％。

本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，制得A组分备用；

(2)按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

(3)按上述用量关系取A组分、B组分和C组分，混匀3～4min后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续混匀2～4min，即得低温快速养护坑槽修补材料。

在上述低温快速养护坑槽修补材料的制备方法中：步骤(3)中所述的修补材料适用于-15℃～10℃，养护2～3h。

本发明的原理为：

本发明的低温快速养护坑槽修补材料，A组分：采用双酚A型环氧树脂，原料易得，成本较低；活性稀释剂可参与固化反应，增加固化物的力学性能；采用非活性稀释剂，可以降低A组分粘度，有利于混合搅拌均匀。B组分：采用的硫醇类固化剂可以在低温下反应、固化；采用的改性脂环胺、聚酰胺、液体芳香胺可以在低温下反应、且提高固化后胶结料的耐热性；采用叔胺类促进剂可以提高固化反应速率，缩短低温下反应时间。通过以上各原料的协同效应，制备出的低温快速养护坑槽修补材料具有可低温环境下固化、耐水性、耐热性、力学强度高、耐老化性较好；可应用于低温环境下坑槽修补。

与现有技术比较，本发明的有益效果是：

(1)本发明所得的低温快速养护坑槽修补材料可在(-15℃～10℃)的环境下施工，且不需要加热出来；

(2)本发明坑槽修补材料固化速度较快，施工对于交通压力影响小，可快速开放交通2～3小时，且可以根据外界环境调节固化养护时间；

(3)本发明坑槽修补材料制备过程简单，应用面广，可用于混凝土、石材、沥青等多种类型路面基材修补，修补后的路面抗疲劳性好、耐老化性好，跟踪结果表明耐久性明显优于普通修补材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明并不因此而受限于所述实施例范围中。

实施例1

本实施例提供的低温快速养护坑槽修补材料，其包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：8；环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：0.5：0.6，其中：

环氧树脂胶结料组成：

A组分(质量份)：

B组分(质量份)：

C组分(质量份)：

石英砂60

耐磨骨料为卵石，莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt％，耐磨骨料的粒径为1.18mm～13.2mm，其中不同粒径颗粒的质量百分比分别为：

该低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，得A组分备用；

(2)按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

(3)按上述用量关系取A组分和B组分，倒入拌和桶中，再加入C组分，搅拌3～4min均匀后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续搅拌3min左右，拌和均匀即得低温快速养护坑槽修补材料，可应用于-15℃，养护2h，开放交通。

实施例2

本实施例提供的低温快速养护坑槽修补材料，其包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：9；环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：0.5：0.4，其中：

环氧树脂胶结料组成：

A组分(质量份)：

B组分(质量份)：

C组分(质量份)：

硅酸盐水泥40

耐磨骨料为碎石，莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt％，耐磨骨料的粒径为1.18mm～13.2mm，其中不同粒径颗粒的质量百分比分别为：

该低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，得A组分备用；

(2)按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

(3)按上述用量关系取A组分和B组分，倒入拌和桶中，再加入C组分，搅拌3～4min均匀后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续搅拌3min左右，拌和均匀即得低温快速养护坑槽修补材料，可应用于-15℃，养护2.5h，开放交通。

实施例3

本实施例提供的低温快速养护坑槽修补材料，其包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：10；环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：0.6：0.5，其中：

环氧树脂胶结料组成：

A组分(质量份)：

B组分(质量份)：

C组分(质量份)：

熔融硅石粉50

耐磨骨料为再生骨料，莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt％，耐磨骨料的粒径为1.18mm～13.2mm，其中不同粒径颗粒的质量百分比分别为：

该低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，得A组分备用；

(2)按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

(3)按上述用量关系取A组分和B组分，倒入拌和桶中，再加入C组分，搅拌3～4min均匀后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续搅拌3min左右，拌和均匀即得低温快速养护坑槽修补材料，可应用于-10℃，养护2h，开放交通。

实施例4

本实施例提供的低温快速养护坑槽修补材料，其包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：12；环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：0.6：0.5，其中：

环氧树脂胶结料组成：

A组分(质量份)：

B组分(质量份)：

C组分(质量份)：

高岭土50

耐磨骨料为再生骨料，莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt％，耐磨骨料的粒径为1.18mm～13.2mm，其中不同粒径颗粒的质量百分比分别为：

该低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，得A组分备用；

(2)按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

(3)按上述用量关系取A组分和B组分，倒入拌和桶中，再加入C组分，搅拌3～4min均匀后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续搅拌3min左右，拌和均匀即得低温快速养护坑槽修补材料，可应用于-15℃，养护2h，开放交通。

实施例5

1、应用方法

以水泥混凝土路面破损修补为例，进一步说明本发明的应用方法，包括以下步骤：

(1)基面处理：清除混凝土破损面的碎块、灰尘、并凿除已开裂但尚未脱落的混凝土块，对于坑槽不平整的四壁及底部无须作凿平处理，表面干净即可；

(2)底涂：取少量实施例1-4中搅拌好的胶液(环氧树脂胶结料)，用毛刷在坑槽四壁及底部涂刷一层胶液；

(3)填料：将实施例1-4中拌和好的混合料(坑槽修补材料)填入坑洞中，采用分层压实以保证密实性，抹平最上层混合料并使其略高路面2-3mm；

(4)面层处理：坑洞填补完毕后混合料表面撒一层与路面颜色相同的碎石，然后将面层震动压实至与原路面相平；

(5)养护：施工完毕后让修补层养生2-3小时，具体时间视环境温度而定，可应用于(-15℃～10℃)，养生后即可开放交通。

2、测试方法

力学性能测试：按照GB/T 1040.3-2006测定拉伸强度；按照GB/T 16777-2008测定粘结强度；GB/T 7124-2008测钢钢拉伸抗剪强度；

凝胶、固化时间：按照ASTM C881-13测定时间。

抗压、抗弯折强度：按照GB50081-2002测定抗压、抗弯折强度。

车辙动稳定度实验：按照JTG E20-2011测定动稳定度。

水煮老化试验：按照实施例1-4制备环氧树脂胶结料，试样在80℃水中煮3d，7d，再检测试样砂浆块粘接强度变化。

表1环氧树脂胶结料低温凝胶、固化时间及力学性能

表2低温修补材料的抗压、抗弯折强度

表3低温修补材料动稳定度

注：动稳定度的试验条件为70℃浸水，试验轮接地压强0.9MPa。

表4砂浆块试样的水煮老化试验

从表1可以看出，在低温-15℃环境下，固化时间在2～3h，可快速开放交通。表2、3得出，制备的修补材料的抗弯折、抗压强度、动稳定性明显高于改性沥青混凝土。表4得出胶结料粘结砂浆块的水煮老化性能满足水煮7d，80℃水煮，混凝土破坏，表明其水煮老化性能较好。

综上所述，本发明所制备的低温快速养护修补材料可在(-15℃～10℃)下，快速固化，养生时间约2～3h，在冬季施工可快速开放交通。经试验表明本发明制备的修补材料具有较高的抗弯、抗压强度、抗疲劳性好、耐水煮老化性好等特点。

显然，上述实施案例仅仅是为清楚的说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做其他不同形式的变化或变动。这里也无需对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种低温快速养护坑槽修补材料，其特征是包括环氧树脂胶结料和耐磨骨料，二者的质量份配比为1：（8~12）；所述的环氧树脂胶结料包括A组分、B组分和C组分，所述的A组分、B组分和C组分的质量份配比为1：（0.5~0.65）：（0.2~0.6），其中：

所述的A组分主要由以下质量份配比的原料组成：环氧树脂60～80、活性稀释剂 10～30、非活性稀释剂10～20；

所述的B组分主要由以下质量份配比的原料组成：固化促进剂5～15、固化剂 85～95；

所述的C组分主要由无机填料组成；

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述的双酚A型环氧树脂为GELR127双酚A型环氧树脂和GELR124双酚A型环氧树脂二者的复配；

所述的活性稀释剂为具有反应末端环氧基团的低分子环氧化合物；所述的低分子环氧化合物为正丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种；

所述的固化剂为硫醇类固化剂和胺类固化剂的复配；其中所述的硫醇类固化剂是牌号为CAPCURE WR-6的硫醇类固化剂、牌号为CAPCURE 3830-CB的硫醇类固化剂和牌号为JH-9044S的硫醇类固化剂中的至少一种；所述的胺类固化剂为改性脂环胺、聚酰胺和液体芳香胺中的至少一种；

所述的修补材料适用于-15℃~10℃，养护2~3h。

2.根据权利要求1所述的低温快速养护坑槽修补材料，其特征是：所述的非活性稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯甲醇、丙烯碳酸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的低温快速养护坑槽修补材料，其特征是：所述的固化促进剂为叔胺类促进剂；所述的叔胺类促进剂为2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚。

4.根据权利要求1所述的低温快速养护坑槽修补材料，其特征是：所述的无机填料为高岭土、石英砂、硅酸盐水泥和熔融硅石粉中的至少一种，其中无机填料的粒径为300~2000目。

5.根据权利要求1所述的低温快速养护坑槽修补材料，其特征是：所述的耐磨骨料为卵石、碎石或再生骨料，所述耐磨骨料的莫氏硬度大于7，含尘量小于3wt%；所述的耐磨骨料的粒径为1.18mm~13.2mm，其中粒径1.18mm～2.36mm的质量百分含量为5%~10%、粒径为2.36mm～4.75mm的质量百分含量为10%~20%、粒径为4.75mm～9.5mm的质量百分含量为40%~55%、粒径为9.5mm～13.2mm的质量百分含量为30%~40%。

6.权利要求1～5任一项所述的低温快速养护坑槽修补材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述用量关系，选取环氧树脂、活性稀释剂和非活性稀释剂，混匀，制得A组分备用；

（2）按上述用量关系，选取固化促进剂和固化剂，混匀，制得B组分备用；

（3）按上述用量关系取A组分、B组分和C组分，混匀3~4min后得环氧树脂胶结料，然后按用量关系加入耐磨骨料，继续混匀2~4min，即得低温快速养护坑槽修补材料。