CN112726400B - 超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构及制备方法,在钢桥面板上表面自下而上依次设置有纤维布树脂补强层、纤维布树脂碎石防水层、第一超韧纤维树脂混凝土材料层、环氧树脂粘层油和第二超韧纤维树脂混凝土材料层。本发明针对现有环氧沥青铺装出现的疲劳裂缝、脱空等病害,提出一种采用超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构的钢桥面铺装及其制备方法,通过材料组分及制备方法的优化,与现有材料及进口材料相比,大应变下的疲劳寿命是进口材料的5倍,低温变形性能高出进口材料20%~40%,提高抗疲劳裂缝能力和铺装层耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢桥面铺装结构及其铺装方法,具体涉及一种采用FREP超韧纤维树脂混凝土材料层的钢桥面铺装结构及其制备方法。
背景技术
钢桥面铺装是铺筑在正交异性板上的薄层构筑物,厚度通常为5~8cm,由于特殊的结构特点,对桥面铺装层有极高的使用要求。但是随着运营中高温重载的条件作用,已经出现不同程度的病害特征。如江苏省内在役的11座跨江大桥中有9座采用环氧沥青铺装,除刚通车不久的沪通长江大桥外,基本都达到10年以上的运营期。其中江阴大桥使用第三年就开始出现大面积疲劳和脱空病害,耐久性与设计偏差较大,导致这些病害直接影响钢桥面的服役周期。因此,研究出针对钢桥面铺装出现的裂缝和脱空病害,提出有效的解决办法,具有重要价值。
有鉴于上述现有的钢桥面铺装存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年,有着丰富的实务经验及专业知识,熟练和充分地运用化学机理,在实践中不断研究和创新,创设了一种超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构及其制备方法,通过结构的优化以及制备工艺的改良,解决现有钢桥面出现的裂缝和脱空病害。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种采用FREP超韧纤维树脂混凝土材料层的钢桥面铺装结构,通过结构的优化,提升钢桥面抗裂缝和脱空病害性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
本发明提出的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构,为层状复合结构,在钢桥面板上表面自下而上依次设置有纤维布树脂补强层、纤维布树脂碎石防水层、第一超韧纤维树脂混凝土材料层、环氧树脂粘层油和第二超韧纤维树脂混凝土材料层;采用超韧纤维树脂混凝土材料(FREP)结构,铺装层表面拉应力降低22%,结构的肋间相对挠度、U肋焊缝相比传统环氧沥青铺装减小20%;通过纤维布树脂补强层的超高模量增强效应,可改变上部铺装材料的开裂破坏形式,从常规脆性断裂变化成剪切破坏,即将树脂铺装脆性破坏转变为屈服破坏,最大程度地发挥铺装材料的耐久性,实现超韧纤维复合树脂铺装整体结构既强又韧的特性,并且铺装应力应变相比传统环氧沥青铺装减小60%以上,大大延缓铺装疲劳裂缝破坏。
作为进一步优选的,纤维布树脂补强层为经过浸渍胶涂布的碳纤维布,碳纤维布为密网格单向碳纤维布;浸渍胶涂布量为1.2-1.5kg/m2;采用密网格单向碳纤维布在纤维方向具有较高的强度和模量,将连续性密网格单向碳纤维布浸透在碳纤维布专用浸渍胶中,形成一层高模量碳纤维复合树脂薄层,对钢板起到补强作用,对上层铺装也起到结构增强效应,分担铺装受力,降低铺装层表面拉应力。
作为进一步优选的,纤维布树脂碎石防水层由涂布有浸渍胶的碳纤维布及撒布其上的碎石组成;碳纤维布为疏网格双向碳纤维布,规格可以选用0.5cm×0.5cm;碳纤维布专用浸渍胶涂布量为0.7-1.2kg/m2;碎石由粒径为1-3mm玄武岩碎石和少量70-120目石英砂组成,玄武岩碎石达到满布的60%,石英砂达到满布的20%;采用疏网格双向碳纤维布,由于网格间存在一定大小的空隙,在浸渍胶中不仅能达到良好的浸渍效果,还能与密网格单向碳纤维布很好地粘结,最终形成一道完整的密闭不透水的补强层,对钢板起到保护性的防水屏障作用;采用玄武岩碎石与石英砂最终实现一层有表面构造深度的纤维布树脂碎石防水层,为铺装层与防水层之间桥接物理嵌挤作用。
作为进一步优选的,第一超韧纤维树脂混凝土材料层和第二超韧纤维树脂混凝土材料层包括如下重量份的各组分,
超韧丙烯酸树脂浆体9.5-15份
高模量混杂短切纤维1-2份
级配矿料100份
橡胶粉12-18份
抗紫外线助剂按0.1-0.15份,
其中超韧丙烯酸树脂浆体由重量混合比列为5:3的活性聚醚柔性链段增韧的改性丙烯酸树脂MMR和聚氨酯单体PU在40℃-50℃条件下混合而成;通过活性聚醚“柔性链段”无规则地贯穿至致密的丙烯酸树脂交联网络中,使得体系中的两组分材料之间产生协同效应,起到“强迫包容”作用,从而产生出比一般共混物更加优异的性能,提高交联网络链分子的柔顺性。在40℃-50℃条件下将柔性链段增韧改性后的丙烯酸树脂和聚氨酯单体混合,使得两组分材料达到良好的相容性、包容性,用聚氨酯单体固化丙烯酸树脂,可降低固化物内部的应力,提高玻璃化转变温度和抗热冲击性能,可以在不降低拉伸强度的条件下达到增韧的目的。相比进口环氧沥青,本改性方法能最大限度地抑制相分离过程,取得最好的互穿效果。
作为进一步优选的,高模量混杂短切纤维由重量比为0.35:1:0.65的玻璃纤维GF、玄武岩纤维BF、碳纤维CF混合而成,其中:玻璃纤维GF经油性双氨基硅烷偶联剂表面处理过,长度12mm,直径13μm;玄武岩纤维BF和碳纤维CF均经油性环氧基硅烷偶联剂表面处理过,规格分别为长度6mm,直径16μm和长度3mm,直径6-7μm;通过在超韧树脂混凝土中掺入一定量的高模量混杂短切纤维,可以抑制混合料内部微裂纹的形成与增长,3mm碳纤维、6mm玄武岩纤维、12mm玻璃纤维所形成的乱向支撑体系,在经历超韧树脂混凝土内部的预存裂纹阶段、裂纹起裂阶段、裂纹的稳定扩展阶段三个阶段中,分阶段产生一种有效的二级加强效果,能较大幅度提高超韧树脂混凝土的抗裂性能,将其本身的脆性破坏转为屈服破坏,从而延长超韧纤维复合树脂混凝土的疲劳耐久性。其中,3mm碳纤维模量最高235GPa,对裂缝有更强的抑制作用,阻挡增加了裂纹开裂路径的曲折性,使其在预存裂纹阶段呈现缓慢增长;6mm玄武岩纤维模量次之110GPa,同样对裂缝有很强的抑制作用,在裂纹起裂阶段起到一定的桥接作用,减少超韧树脂混凝土中原有微裂纹的数量和尺度,进而推迟宏观大裂缝的出现;12mm玻璃纤维模量最小77GPa,在裂纹稳定扩展阶段,当裂纹绕过纤维继续扩展时,跨越裂纹的纤维将应力传递给未开裂的超韧树脂混凝土,使得裂纹尖端的应力集中程度得到缓和,从而有效延缓微裂缝向大裂缝的扩展;虽然纤维对超韧树脂混凝土最大承载力的提高有限,但却能很明显地增加其断裂韧性能。
作为进一步优选的,级配矿料由重量比为(5-10mm):(3-5mm):(0-3mm):矿粉=25:21.5:45:8.5的不同粒径的玄武岩集料、矿粉干混组成。
作为进一步优选的,橡胶粉由80目(0.18mm)和100目(0.15mm)经研磨加工至平均粒径为0.1mm并经聚酰胺进行表面活化处理而成的干拌橡胶粉;通过加入经过聚酰胺进行表面活化处理的橡胶粉,经过在超韧丙烯酸树脂固化冷却的过程中,分散其中的橡胶粒子受到流体静拉力的作用,与增韧体系受到负荷时产生的裂纹前端的应力场叠加,使颗粒或基体界面破坏而产生孔洞,孔洞产生的塑性体膨胀和颗粒与孔洞所诱发的剪切屈服变形导致裂纹尖端的钝化,从而达到减少应力集中和阻裂的作用,整体上提升了超韧纤维复合树脂混凝土的抗裂性能。
作为进一步优选的,抗紫外线助剂选用一种无毒无挥发、可溶于丙烯酸树脂浆体的乳白色针状结晶粉末;超韧丙烯酸树脂分子主链上的碳-碳键结合能不及300nm的紫外线能量,故其内部分子结构在常年热光照下后会逐渐出现龟裂现象,通过紫外线助剂的加入使得超韧纤维复合树脂混凝土材料对紫外线产生很强的屏蔽能力,有效捕获超韧丙烯酸树脂材料在紫外线作用下产生的活性自由基,从而发挥一定的光稳定效用,缓解超韧丙烯酸树脂材料在室外光照下的降解作用。
本发明的第二个目的是提供一种超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,通过工艺的优化,提高铺装结构的抗裂性能。
本发明的上述技术效果是由以下技术方案实现的:
本发明提出的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,包括如下操作步骤:
在钢桥面板的上方依次铺设0.9-1.1mm厚的纤维布树脂补强层、2.5-3.0mm厚的纤维布树脂碎石防水层、2-3cm厚的第一超韧纤维树脂混凝土材料层、0.35-0.55mm厚的环氧树脂粘层油、2-3cm厚的第二超韧纤维树脂混凝土材料层。
作为进一步优选的,第一超韧纤维树脂混凝土材料层和第二超韧纤维树脂混凝土材料层包括如下重量份的各组分,
超韧丙烯酸树脂浆体9.5-15份
高模量混杂短切纤维1-2份
级配矿料100份
橡胶粉12-18份
抗紫外线助剂按0.1-0.15份,
其中超韧丙烯酸树脂浆体由重量混合比例为5:3的活性聚醚柔性链段增韧的改性丙烯酸树脂MMR和聚氨酯单体PU在40℃-50℃条件下混合而成。
作为进一步优选的,制备第一超韧纤维树脂混凝土材料层和第二超韧纤维树脂混凝土材料层包括如下操作步骤:
按质量份称取各组分,将级配矿料100份和高模量混杂短切纤维1-2份在拌合设备中进行常温搅拌,制成干混料;再将配制好的超韧丙烯酸树脂浆体9.5-15份倒入提前预热至50℃的拌合设备中同上述干混料进行搅拌,制成浆体混合料;然后,将橡胶粉12-18份与抗紫外线助剂0.1-0.15份进行单独搅拌后,同上述浆体混合料进行混合搅拌,制成超韧纤维复合树脂混凝土;最后,将上述拌合好的超韧纤维复合树脂混凝土装入专用摊铺设备中进行摊铺、整平。
作为进一步优选的,干混料为先将按比例配好的玻璃纤维GF和碳纤维CF与级配矿料干拌不少于60s,拌合30s后通过专用纤维挤出机逐步加入按比例配好的玄武岩纤维BF,再继续干拌不少于60s。
作为进一步优选的,浆体混合料由配制好的超韧丙烯酸树脂浆体分2-3次倒入拌锅中,与干混料每次湿拌不少于45s。
作为进一步优选的,超韧纤维复合树脂混凝土由单独搅拌混合好的橡胶粉和抗紫外线助剂分3-4次边拌合边撒入拌锅中,与浆体混合料每次湿拌不少于45s。
作为进一步优选的,级配矿料由重量比为(5-10mm):(3-5mm):(0-3mm):矿粉=25:21.5:45:8.5的不同粒径的玄武岩集料、矿粉干混组成。
作为进一步优选的,橡胶粉由80目(0.18mm)和100目(0.15mm)经研磨加工至平均粒径为0.1mm并经聚酰胺进行表面活化处理而成的干拌橡胶粉;
作为进一步优选的,纤维布树脂补强层为经过浸渍胶涂布的碳纤维布,碳纤维布为密网格单向碳纤维布;浸渍胶涂布量为1.2-1.5kg/m2。
作为进一步优选的,纤维布树脂碎石防水层由涂布有浸渍胶的碳纤维布及撒布其上的碎石组成;碳纤维布为疏网格双向碳纤维布,规格可以选用0.5cm×0.5cm;碳纤维布专用浸渍胶涂布量为0.7-1.2kg/m2;碎石由粒径为1-3mm玄武岩碎石和少量70-120目石英砂组成,玄武岩碎石达到满布的60%,石英砂达到满布的20%。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明针对现有环氧沥青铺装出现的疲劳裂缝、脱空等病害,提出一种采用超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构的钢桥面铺装及其制备方法,通过材料组分及制备方法的优化,与现有材料及进口材料相比,大应变下的疲劳寿命是进口材料的5倍,低温变形性能高出进口材料20%~40%,提高抗疲劳裂缝能力和铺装层耐久性。
附图说明
图1为本发明超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构示意图:
图中标记含义:1.钢桥面板,2.纤维布树脂补强层,3.纤维布树脂碎石防水层,4.第一超韧纤维树脂混凝土材料层,5.环氧树脂粘层油,6.第二超韧纤维树脂混凝土材料层。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构及其制备方法,其具体实施方式、特征及其功效,详细说明如后。
本发明中所采用的市售材料来源如下:
碳纤维布,南京曼卡特科技有限公司
环氧树脂粘层油,中路交科科技股份有限公司
超韧丙烯酸树脂浆体,中路交科科技股份有限公司
玄武岩纤维,江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司
碳纤维,南京绿洲建筑材料厂
玻璃纤维,南京绿洲建筑材料厂
级配矿料,江苏茅迪集团有限公司
橡胶粉,常州瑞邦高分子材料有限公司
抗紫外线助剂,常州新策高分子材料有限公司
在以下实施例中,所采用的碳纤维布、碳纤维布专用浸渍胶、环氧树脂粘层油、超韧丙烯酸树脂浆体、超韧纤维复合树脂混凝土级配技术指标及要求如表1~5所示:
表1碳纤维布技术指标要求
技术指标 | 单位 | 技术要求 |
克重 | g/m<sup>2</sup> | 300 |
抗拉强度(23℃) | MPa | ≥3400 |
受拉弹性模量(23℃) | MPa | 2.4×105 |
伸长率(23℃) | % | ≥1.6 |
表2碳纤维布专用浸渍胶技术要求
表3环氧树脂粘层油技术要求
表4超韧丙烯酸树脂浆体技术要求
检测项目 | 技术要求 | 试验方法 |
拉伸强度(23℃)/MPa | ≥5 | GB/T 528 |
断裂延伸率(23℃)/% | ≥100 | GB/T 528 |
低温柔性(-20℃) | 无裂纹 | GB/T 16777 |
表5超韧纤维复合树脂混凝土级配要求
实施例1
如图1所示本发明中的超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构,钢桥面板1上方依次设置有0.9mm厚纤维布树脂补强层2、2.5mm厚纤维布树脂碎石防水层3、2.5cm厚第一超韧纤维树脂混凝土材料层4、0.35mm厚环氧树脂粘层油5和3.0cm厚第二超韧纤维树脂混凝土材料层6。
其中纤维布树脂补强层2,由一层碳纤维布和碳纤维布专用浸渍胶组成,其中碳纤维布为密网格单向碳纤维布,碳纤维布专用浸渍胶涂布量为1.2kg/m2。
其中纤维布树脂碎石防水层3,由一层浸渍有专用浸渍胶的碳纤维布和撒布其上的碎石组成;其中碳纤维布为疏网格双向碳纤维布,规格为0.5cm×0.5cm;碳纤维布专用浸渍胶涂布量为0.9kg/m2;碎石由粒径为1-3mm玄武岩碎石和少量70-120目石英砂组成,玄武岩碎石达到满布的60%,石英砂达到满布的20%。
其中环氧树脂粘层油涂布量为0.8kg/m2。
其中碳纤维布、碳纤维布专用浸渍胶和环氧树脂粘层油达到如表1、表2和表3所示的技术指标要求。
其中第一超韧纤维树脂混凝土材料层4和第二超韧纤维树脂混凝土材料层6的所有原材料按质量份计,包括超韧丙烯酸树脂浆体12份、高模量混杂短切纤维1.5份、级配矿料100份、橡胶粉13.5份和抗紫外线助剂0.1份,其中超韧丙烯酸树脂浆体技术指标要求如表4所示。
其中所采用的超韧丙烯酸树脂浆体由活性聚醚柔性链段增韧的改性丙烯酸树脂MMR和聚氨酯单体PU按质量比5:3在40℃-50℃条件下混合而成;高模量混杂短切纤维是玻璃纤维GF、玄武岩纤维BF、碳纤维CF按质量比0.35:1:0.65混合而成;级配矿料是由不同粒径的玄武岩集料和矿粉按质量比(5-10mm):(3-5mm):(0-3mm):矿粉=25:21.5:45:8.5干混组成。
制备第一超韧纤维树脂混凝土材料层4和第二超韧纤维树脂混凝土材料层6操作步骤如下:
第一步,将按比例配好的玻璃纤维GF和碳纤维CF与按比例配好的级配矿料常温干拌不少于60s,拌合30s后通过专用纤维挤出机逐步加入按比例配好的玄武岩纤维BF,再继续常温干拌不少于60s,制成干混料。
第二步,将按比例配制好的超韧丙烯酸树脂浆体分2-3次倒入提前预热至50℃的拌合设备中同上述干混料进行搅拌,与干混料每次湿拌不少于45s,制成浆体混合料。
最后,将按比例配好的橡胶粉与抗紫外线助剂先单独搅拌后,再分3-4次边拌合边撒入拌锅中,同上述浆体混合料进行混合搅拌,与浆体混合料每次湿拌不少于45s,制成超韧纤维复合树脂混凝土,级配要求如表5所示。
性能验证
本实施例中的超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构,各项技术指标均能满足钢桥面铺装层的使用要求,具体检测结构见下表6:
表6超韧纤维树脂混凝土检测结果
其中试验过程中所采用的试件是根据本发明中超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构型式等厚度比例成型的结构型式。
由上表6超韧纤维树脂混凝土与日本进口环氧沥青混凝土的各项性能指标对比可以看出,其马氏强度超出进口环氧沥青混凝土14%左右,低温抗裂变形性高出进口环氧20%左右,大应变下的抗疲劳裂缝产生性能是进口环氧的5倍左右,超韧纤维树脂混凝土其他性能也完全满足钢桥面铺装的技术要求,有效提升钢桥面的抗裂性能。
实施例2
如图1所示本发明中的超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构,钢桥面板1上方依次设置有1.0mm厚纤维布树脂补强层2、3.0mm厚纤维布树脂碎石防水层3、3.0cm厚第一超韧纤维树脂混凝土材料层4、0.45mm厚环氧树脂粘层油5和3.0cm厚第二超韧纤维树脂混凝土材料层6。
其中纤维布树脂补强层2,由一层碳纤维布和碳纤维布专用浸渍胶组成,其中碳纤维布为密网格单向碳纤维布,碳纤维布专用浸渍胶涂布量为1.3kg/m2。
其中纤维布树脂碎石防水层3,由一层浸渍有专用浸渍胶的碳纤维布和撒布其上的碎石组成;其中碳纤维布为疏网格双向碳纤维布,规格为0.5cm×0.5cm;碳纤维布专用浸渍胶涂布量为1.1kg/m2;碎石由粒径为1-3mm玄武岩碎石和少量70-120目石英砂组成,玄武岩碎石达到满布的60%,石英砂达到满布的20%。
其中环氧树脂粘层油涂布量为0.8kg/m2。
其中碳纤维布、碳纤维布专用浸渍胶和环氧树脂粘层油达到如表1、表2和表3所示的技术指标要求。
其中第一超韧纤维树脂混凝土材料层4和第二超韧纤维树脂混凝土材料层6的所有原材料按质量份计,包括超韧丙烯酸树脂浆体14份、高模量混杂短切纤维2份、级配矿料100份、橡胶粉15.5份和抗紫外线助剂0.12份,其中超韧丙烯酸树脂浆体技术指标要求如表4所示。
其中所采用的超韧丙烯酸树脂浆体由活性聚醚柔性链段增韧的改性丙烯酸树脂MMR和聚氨酯单体PU按质量比5:3在40℃-50℃条件下混合而成;高模量混杂短切纤维是玻璃纤维GF、玄武岩纤维BF、碳纤维CF按质量比0.35:1:0.65混合而成;级配矿料是由不同粒径的玄武岩集料和矿粉按质量比(5-10mm):(3-5mm):(0-3mm):矿粉=25:21.5:45:8.5干混组成。
制备第一超韧纤维树脂混凝土材料层4和第二超韧纤维树脂混凝土材料层6操作步骤如下:
第一步,将按比例配好的玻璃纤维GF和碳纤维CF与按比例配好的级配矿料常温干拌不少于60s,拌合30s后通过专用纤维挤出机逐步加入按比例配好的玄武岩纤维BF,再继续常温干拌不少于60s,制成干混料。
第二步,将按比例配制好的超韧丙烯酸树脂浆体分2-3次倒入提前预热至50℃的拌合设备中同上述干混料进行搅拌,与干混料每次湿拌不少于45s,制成浆体混合料。
最后,将按比例配好的橡胶粉与抗紫外线助剂先单独搅拌后,再分3-4次边拌合边撒入拌锅中,同上述浆体混合料进行混合搅拌,与浆体混合料每次湿拌不少于45s,制成超韧纤维复合树脂混凝土,级配要求如表5所示。
性能验证
本实施例中的超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构,各项技术指标均能满足钢桥面铺装层的使用要求,具体检测结构见下表7:
表7超韧纤维树脂混凝土检测结果
其中试验过程中所采用的试件是根据本发明中超韧纤维复合树脂混凝土铺装结构型式等厚度比例成型的结构型式。
由上表7超韧纤维树脂混凝土与日本进口环氧沥青混凝土的各项性能指标对比可以看出,其中马氏强度超出进口环氧9%左右,低温抗裂变形性高出进口环氧20%左右,大应变下的抗疲劳裂缝产生性能是进口环氧的5倍左右,并且超韧纤维树脂混凝土的性能完全满足钢桥面铺装的技术要求,由此可以看出采用本发明的钢桥面铺装结构可以有效提升服役过程中桥面的抗裂性能,延长寿命。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构,其特征在于:为层状复合结构,在钢桥面板(1)上表面自下而上依次设置有纤维布树脂补强层(2)、纤维布树脂碎石防水层(3)、第一超韧纤维树脂混凝土材料层(4)、环氧树脂粘层油(5)和第二超韧纤维树脂混凝土材料层(6);
所述纤维布树脂补强层(2)为经过浸渍胶涂布的碳纤维布,所述碳纤维布为密网格单向碳纤维布;所述浸渍胶涂布量为1.2-1.5kg/m2;
所述纤维布树脂碎石防水层(3)由涂布有浸渍胶的碳纤维布及撒布其上的碎石组成;所述碳纤维布为疏网格双向碳纤维布,所述碎石由粒径为1-3mm玄武岩碎石和70-120目石英砂组成,玄武岩碎石达到满布的60%,石英砂达到满布的20%;
所述第一超韧纤维树脂混凝土材料层(4)和第二超韧纤维树脂混凝土材料层(6)包括如下重量份的各组分,
超韧丙烯酸树脂浆体 9.5-15份
高模量混杂短切纤维1-2份
级配矿料100份
橡胶粉12-18份
抗紫外线助剂按0.1-0.15份,
所述超韧丙烯酸树脂浆体由重量混合比例为5:3的活性聚醚柔性链段增韧的改性丙烯酸树脂和聚氨酯单体在加热条件下混合而成。
2.根据权利要求1所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构,其特征在于:所述高模量混杂短切纤维为按照重量比0.35:1:0.65的玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维混合而成,所述玻璃纤维为经过油性双氨基硅烷偶联剂表面处理过的玻璃纤维;所述玄武岩纤维和碳纤维均为经过油性环氧基硅烷偶联剂表面处理过的玄武岩纤维和碳纤维。
3.根据权利要求1~2任一项所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,其特征在于:包括如下操作步骤,在钢桥面板(1)的上方依次铺设0.9-1.1mm厚的纤维布树脂补强层(2)、2.5-3.0mm厚的纤维布树脂碎石防水层(3)、2-3cm厚的第一超韧纤维树脂混凝土材料层(4)、0.35-0.55mm厚的环氧树脂粘层油(5)和2-3cm厚的第二超韧纤维树脂混凝土材料层(6)。
4.根据权利要求3所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,其特征在于:制备所述第一超韧纤维树脂混凝土材料层(4)和第二超韧纤维树脂混凝土材料层(6)包括如下操作步骤:
按质量分称取各组分,将级配矿料和高模量混杂短切纤维在拌合设备中进行常温搅拌,制成干混料;再将配制好的超韧丙烯酸树脂浆体倒入提前预热的拌合设备中同上述干混料进行搅拌,制成浆体混合料;然后将橡胶粉与抗紫外线助剂进行单独搅拌后,同上述浆体混合料进行混合搅拌,制成超韧纤维复合树脂混凝土;最后,将上述拌合好的超韧纤维复合树脂混凝土装入专用摊铺设备中进行摊铺、整平。
5.根据权利要求3所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,其特征在于:所述级配矿料由重量比为5-0mm:3-5mm:0-3mm:矿粉=25:21 .5:45:8 .5的不同粒径的玄武岩集料、矿粉干混组成。
6.根据权利要求3所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,其特征在于:所述橡胶粉由80目和100目经研磨加工至平均粒径为0 .1mm并经聚酰胺进行表面活化处理而成的干拌橡胶粉。
7.根据权利要求3所述的超韧纤维复合树脂混凝土钢桥面铺装结构的制备方法,其特征在于:所述抗紫外线助剂为可溶于丙烯酸树脂浆体的乳白色针状结晶粉末。
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