CN113185188A - 一种用于运动场地基础的材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于运动场地基础的材料，按重量份计，包括：3~10份聚氨酯胶粘剂、80~98份级配碎石。所述的材料可作为运动场地的基础料，也可以直接作为铺设料，所述的用于运动场地基础的材料，以级配碎石等作为骨料，聚氨酯胶粘剂为辅料，可通过机械摊铺，手工摊铺等多种方式，达到设计要求；具有良好的稳定性与强度，不易裂开，且环保，没有VOC气体挥发。所述的用于运动场地基础的材料来源广泛，再生利用方法简单，利用率高，可以通过机械施工，也可通过人力施工。

Description

一种用于运动场地基础的材料
技术领域
本发明涉及运动场地技术领域，具体涉及一种用于运动场地基础的材料。
背景技术
传统运动场地基础料主要为水泥、沥青两种。
水泥基础硬度大，为刚性基础，因为温度变化导致热胀冷缩，容易导致球场和跑道面层因温差变化基础热胀冷缩造成开裂的现象；沥青基础：沥青为高分子混合物，其靠沥青高分子的分子力和级配碎石的摩檫力维持强度，其强度会随时间推移，沥青油里面小分子的挥发而强度变差，挥发出有机气体，导致场地气味大，环保性差。影响运动者健康，同时场地寿命不长。
专利201110210246.8公开了一种废弃二灰稳定碎石再生的路面基层，其特征在于由以下重量配比的原料组成：26-31.5mm碎石：10-26mm碎石：5-10mm碎石：5mm以下石屑：石灰：粉煤灰：核壳胶乳：核壳橡胶粒子=17.2-20：12-12.8：18-20：26-27：8：12-16：0.5-1：1-2；所述26-31.5mm碎石、10-26mm碎石、5-10mm碎石、5mm以下石屑是路面破除后回收的二灰稳定碎石路面层经颚式破碎机破碎后在分级筛上进行分级筛选得到的；所述核壳胶乳为玻璃化转变温度为20℃、固含量为50±2%、pH为9.0-9.5、聚合度为1700-2000的丙烯酸核壳胶乳；所述核壳橡胶粒子粒径大小为300-800nm，其中400-600nm的粒子占总体积的60%。其通过添加了核壳胶乳和纳米核壳橡胶粒子，可以延长二灰稳定碎石的摊铺碾压时间、增加二灰稳定碎石强度、 增强二灰稳定碎石的抗水侵害能力， 减少翻浆现象的发生、便于施工压实。
专利202010084640 .0提供一种高速铁路路基沥青级配碎石，其包含以下组分：以高速铁路路基沥青级配碎石的总质量为准基，85％ -90％的骨料、3％-8％的石灰石粉、3.5％-6 .0％的SBS改性沥青和/或SBR改性沥青、0.1％-1％的沥青增强剂。其通过沥青搭配级配碎石达到防水效果以及抗裂性能。
发明内容
本发明提供一种用于运动场地基础的材料，所述的材料可作为运动场地的基础料，也可以直接作为铺设料，具有良好的稳定性与强度，且环保。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种用于运动场地基础的材料，按重量份计，包括：3~10份聚氨酯胶粘剂、80~98份级配碎石。
作为一种优选方案，所述用于运动场地基础的材料按重量份计，包括：5份聚氨酯胶粘剂、95份级配碎石。
作为一种优选方案，所述用于运动场地基础的材料，所述级配碎石按重量份计，包括：60~80份碎石、15~30份陶粒、12~20份改性海泡石。
作为一种优选方案，所述级配碎石按重量份计，包括：65份碎石、20份陶粒、15份改性海泡石。
作为一种优选方案，所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取20~30重量份蒙脱土、18~25重量份煤矸石粉、10~18重量份高铝粉、2~5重量份硼砂、30~45重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为4~8mm的颗粒；
S3、将10~20重量份二氧化钛、0.1~0.3重量份硅烷偶联剂、0.2~0.5重量份三乙醇胺加入到30~50重量份去离子水，搅拌均匀，得到封孔剂；
S4、将S2的颗粒浸泡在封孔剂中，超声处理，过滤，干燥，在1380~1420℃下烧结，冷却，得到陶粒。
作为一种优选方案，所述S4中超声处理功率为400~800W，超声处理时间为25~50min。
作为一种优选方案，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH570。
作为一种优选方案，所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石煅烧，得到煅烧海泡石；
S12、将12~20重量份煅烧海泡石加入到20~35重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、将1~3重量份空心玻璃微珠、0.8~2重量份二氧化钛、0.8~2重量份粉煤灰用混料机混合均匀，得到混合料，将混合料加入到10~20重量份盐酸溶液中，分散均匀，得到第二悬浮液；
S14、将第二悬浮液加入到第一悬浮液中，300~600W超声处理30~45min，调节pH至6.2~6.8，过滤，干燥，得到改性海泡石。
作为一种优选方案，所述煅烧温度为400~700℃，煅烧时间为1~6h。
作为一种优选方案，所述盐酸溶液为2~5mol/L盐酸溶液。
本发明的有益效果：（1）所述的材料用于运动场地基础的材料可作为运动场地的基础料，也可以直接作为铺设料，所述的用于运动场地基础的材料，以级配碎石等作为骨料，聚氨酯胶粘剂为辅料，可通过机械摊铺，手工摊铺等多种方式，达到设计要求；具有良好的稳定性与强度，不易裂开，且环保，没有VOC气体挥发；（2）所述的级配碎石由碎石、陶粒、改性海泡石制成，本发明制备得到的陶粒、改性海泡石的加入能够有效的提高材料的强度和稳定性；（3）所述的用于运动场地基础的材料来源广泛，再生利用方法简单，利用率高，可以通过机械施工，也可通过人力施工，能够有效解决沥青必须用专用摊铺机，热压机设备施工问题；（4）本发明所述的用于运动场地基础的材料在应用时还可以根据需要加入诸如催化剂、以及一些助剂，其中回收沥青基础废料可以作为级配碎石骨料的一种类型，根据需要进行替换。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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作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。
在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。
实施例1
一种用于运动场地基础的材料，按重量份计，包括：5份聚氨酯胶粘剂、95份级配碎石。
所述级配碎石按重量份计，包括：65份碎石、20份陶粒、15份改性海泡石。
所述碎石包括40%重量份5~10mm碎石、60%重量份10.1~20mm碎石。
所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取26重量份蒙脱土、20重量份煤矸石粉、12重量份高铝粉、4重量份硼砂、38重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为5mm的颗粒；
S3、将12重量份二氧化钛、0.2重量份硅烷偶联剂KH550、0.4重量份三乙醇胺加入到37.4重量份去离子水，搅拌均匀，得到封孔剂；
S4、将S2的颗粒浸泡在封孔剂中，500W超声处理40min，过滤，干燥，在1400℃下烧结，冷却，得到陶粒。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石在500℃下煅烧4h，得到煅烧海泡石；
S12、将18重量份煅烧海泡石加入到32重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、将2.8重量份空心玻璃微珠、1.5重量份二氧化钛、1.2重量份粉煤灰用混料机混合均匀，得到混合料，将混合料加入到14.5重量份盐酸溶液中，分散均匀，得到第二悬浮液；
S14、将第二悬浮液加入到第一悬浮液中，400W超声处理35min，调节pH至6.7，过滤，干燥，得到改性海泡石。
所述盐酸溶液为4mol/L盐酸溶液。
所述用于用到场地的材料的制备方法为：将所述聚氨酯胶粘剂、级配碎石分别在180℃下预热3h，在200℃混合均匀，即得用于用到场地的材料。
本实施例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达89.2MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为1.9%。
实施例2
一种用于运动场地基础的材料，按重量份计，包括：10份聚氨酯胶粘剂、90份级配碎石。
所述级配碎石按重量份计，包括：65份碎石、20份陶粒、15份改性海泡石。
所述碎石包括40%重量份5~10mm碎石、60%重量份10.1~20mm碎石。
所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取26重量份蒙脱土、20重量份煤矸石粉、12重量份高铝粉、4重量份硼砂、38重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为5mm的颗粒；
S3、将12重量份二氧化钛、0.2重量份硅烷偶联剂KH550、0.4重量份三乙醇胺加入到37.4重量份去离子水，搅拌均匀，得到封孔剂；
S4、将S2的颗粒浸泡在封孔剂中，500W超声处理40min，过滤，干燥，在1400℃下烧结，冷却，得到陶粒。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石在500℃下煅烧4h，得到煅烧海泡石；
S12、将18重量份煅烧海泡石加入到32重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、将2.8重量份空心玻璃微珠、1.5重量份二氧化钛、1.2重量份粉煤灰用混料机混合均匀，得到混合料，将混合料加入到14.5重量份盐酸溶液中，分散均匀，得到第二悬浮液；
S14、将第二悬浮液加入到第一悬浮液中，400W超声处理35min，调节pH至6.7，过滤，干燥，得到改性海泡石。
所述盐酸溶液为4mol/L盐酸溶液。
所述用于用到场地的材料的制备方法为：将所述聚氨酯胶粘剂、级配碎石分别在180℃下预热3h，在200℃混合均匀，即得用于用到场地的材料。
本实施例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达88.3MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为2.1%。
实施例3
一种用于运动场地基础的材料，按重量份计，包括：10份聚氨酯胶粘剂、90份级配碎石。
所述级配碎石按重量份计，包括：60份碎石、15份陶粒、12份改性海泡石。
所述碎石包括40%重量份5~10mm碎石、60%重量份10.1~20mm碎石。
所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取26重量份蒙脱土、20重量份煤矸石粉、12重量份高铝粉、4重量份硼砂、38重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为5mm的颗粒；
S3、将12重量份二氧化钛、0.2重量份硅烷偶联剂KH550、0.4重量份三乙醇胺加入到37.4重量份去离子水，搅拌均匀，得到封孔剂；
S4、将S2的颗粒浸泡在封孔剂中，500W超声处理40min，过滤，干燥，在1400℃下烧结，冷却，得到陶粒。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石在500℃下煅烧4h，得到煅烧海泡石；
S12、将18重量份煅烧海泡石加入到32重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、将2.8重量份空心玻璃微珠、1.5重量份二氧化钛、1.2重量份粉煤灰用混料机混合均匀，得到混合料，将混合料加入到14.5重量份盐酸溶液中，分散均匀，得到第二悬浮液；
S14、将第二悬浮液加入到第一悬浮液中，400W超声处理35min，调节pH至6.7，过滤，干燥，得到改性海泡石。
所述盐酸溶液为4mol/L盐酸溶液。
所述用于用到场地的材料的制备方法为：将所述聚氨酯胶粘剂、级配碎石分别在180℃下预热3h，在200℃混合均匀，即得用于用到场地的材料。
本实施例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达88.1MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为2.2%。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有陶粒，其他都相同。
本对比例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达60.3MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为9.7%。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的陶粒的制备方法不同于实施例1，即在本对比例中没有经过封孔剂处理，其他都相同。
所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取26重量份蒙脱土、20重量份煤矸石粉、12重量份高铝粉、4重量份硼砂、38重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为5mm的颗粒；
S3、将S2的颗粒浸在1400℃下烧结，冷却，得到陶粒。
本对比例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达71.9MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为8.5%。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3采用海泡石替换改性海泡石，其他都相同。
本对比例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达63.8MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为9.2%。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，所述海泡石的制备方法不同于实施例1，即在本对比例中，所述的改性海泡石的制备方法不含有实施例1的S13，其他都相同。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石在500℃下煅烧4h，得到煅烧海泡石；
S12、将18重量份煅烧海泡石加入到32重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、第一悬浮液在400W超声处理35min，调节pH至6.7，过滤，干燥，得到改性海泡石。
本对比例用于运动场地基础的材料铺设于测试运动场地（铺设3组，每组1m2，测试取平均值），调整铺设厚度为16cm，再经人工修整使路面平均平整度为8mm，用塑料薄膜覆盖养护4天，再自然养护30天，即得测试运动场地。经测试抗压强度可达73.5MPa，经500次冻融试验后，重量损失率为4.3%。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于运动场地基础的材料，其特征在于，按重量份计，包括：3~10份聚氨酯胶粘剂、80~98份级配碎石。
2.根据权利要求1所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，按重量份计，包括：5份聚氨酯胶粘剂、95份级配碎石。
3.根据权利要求1所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述级配碎石按重量份计，包括：60~80份碎石、15~30份陶粒、12~20份改性海泡石。
4.根据权利要求1所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述级配碎石按重量份计，包括：65份碎石、20份陶粒、15份改性海泡石。
5.根据权利要求3所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述陶粒的制备方法为：
S1、按重量份称取20~30重量份蒙脱土、18~25重量份煤矸石粉、10~18重量份高铝粉、2~5重量份硼砂、30~45重量份去离子水混合均匀，得到浆料；
S2、将浆料干燥，用造粒设备造粒成直径为4~8mm的颗粒；
S3、将10~20重量份二氧化钛、0.1~0.3重量份硅烷偶联剂、0.2~0.5重量份三乙醇胺加入到30~50重量份去离子水，搅拌均匀，得到封孔剂；
S4、将S2的颗粒浸泡在封孔剂中，超声处理，过滤，干燥，在1380~1420℃下烧结，冷却，得到陶粒。
6.根据权利要求5所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述S4中超声处理功率为400~800W，超声处理时间为25~50min。
7.根据权利要求5所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH570。
8.根据权利要求3所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将海泡石煅烧，得到煅烧海泡石；
S12、将12~20重量份煅烧海泡石加入到20~35重量份无水乙醇中，分散均匀，得到第一悬浮液；
S13、将1~3重量份空心玻璃微珠、0.8~2重量份二氧化钛、0.8~2重量份粉煤灰用混料机混合均匀，得到混合料，将混合料加入到10~20重量份盐酸溶液中，分散均匀，得到第二悬浮液；
S14、将第二悬浮液加入到第一悬浮液中，300~600W超声处理30~45min，调节pH至6.2~6.8，过滤，干燥，得到改性海泡石。
9.根据权利要求8所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述煅烧温度为400~700℃，煅烧时间为1~6h。
10.根据权利要求8所述的用于运动场地基础的材料，其特征在于，所述盐酸溶液为2~5mol/L盐酸溶液。
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