CN115231875A - 一种高速公路快速修补材料及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种高速公路快速修补材料，它包括以下重量份的各组分：A组分：硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂；B组分：改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂；C组分：氢氧化镁晶须、Al2O3‑Y2O3‑Y晶须。本发明的优点在于:凝结时间短，机械强度高，使用寿命长，方便现场施工。氢氧化镁晶须和Al2O3‑Y2O3‑Y晶须作为特制的触变剂加入到组分中，起到了很好的协同效用。
Description
技术领域
本发明涉及路面修补技术领域，尤其是涉及一种高速公路快速修补材料及其使用方法。
背景技术
我国高速公路路面快速修复的常用材料主要有三类：1）用普通硅酸盐水泥和骨料配置的混凝土材料，其优点是成本低，和旧混凝土性能一致，但此传统维修方法后期养护时间太长，并且粘结性差，收缩大，造成修补路面耐久性差，破损地方往往需要反复修补，因此很难满足实际需求；2）特种水泥类修补砂浆，优点是凝结快，早期强度高，但是经特种水泥修补的水泥混凝土路面会出现后期强度倒缩现象，以及新旧混凝土粘结不理想等问题；3）纤维混凝土，延展性以及变形能力强，但是施工复杂，且需较长时间才能达到路面使用所需的强度指标。因此，开发出一种凝结时间短，机械强度高，使用寿命长的快速修复材料及方便的现场施工技术，以达到高速路面快速修补的要求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷提供一种高速公路快速修补材料及其使用方法。
一种高速公路快速修补材料，它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 120-160份
硅石粉 40-70份
重钙 40-80份
石英砂 300-400份
早强剂 6-12份
B组分
改性环氧树脂 80-120份
复配型改性多元胺 40-60份
固化促进剂 4-12份
增塑剂 10-30份
稀释剂 20-30份
环氧树脂消泡剂 1-2份
防老剂 0.6-1份
C组分
氢氧化镁晶须 8-10份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 10-20份。
优选的是，它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 140份
硅石粉 60份
重钙 60份
石英砂 350份
早强剂 8份
B组分
改性环氧树脂 100份
环氧树脂稀释剂 50份
固化促进剂 8份
增塑剂 20份
稀释剂 25份
环氧树脂消泡剂 1.5份
防老剂 0.8份
C组分
氢氧化镁晶须 9份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 16份。
优选的是，Al2O3-Y2O3-Y晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5-2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2-10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90-120℃条件下保持6-12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100-1300℃的条件下焙烧2-12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须；
Al2O3-Y2O3晶须球磨分散后，在等离子PVD真空炉中蒸镀沉积金属钇膜于Al2O3-Y2O3晶须的表面，沉积时间为2h，沉积温度300℃，获得Al2O3-Y2O3-Y晶须。
优选的是，改性环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂，其环氧值≥0.45，40℃时粘度为25-60Pa•s，软化温度23-27℃。
优选的是，所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值≥0.42，25℃时粘度为2-5mPa•s。
优选的是，所述固化促进剂为三乙醇胺、二甲基苯胺、DMP-30中的任意一种。
优选的是，所述硅酸盐水泥为超细硅酸盐水泥，粒径0.5-10μm；所述重钙为重质碳酸钙粉，粒径2-8μm。
一种高速公路快速修补材料的使用方法，包括以下步骤：
S1、将A组分中的硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂混合后搅拌均匀，留用；
S2、将B组分中的改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂混合后搅拌均匀，留用；
S3、于B组分中加入A组分后混合均匀，随后在室温下继续搅拌，最后加入C组分的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须，继续搅拌均匀，即制得快速修补材料；
S4、利用滑模摊铺机将快速修补材料铺在清理后的高速公路混凝土基表面，1h后用抹平机进行表面平整处理，自然环境下4-5h后即可完全固化。
S2中将B组分混合后搅拌的温度不低于35℃、不高于60℃。
本发明的优点在于:凝结时间短，机械强度高，使用寿命长，方便现场施工。氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须作为特制的触变剂加入到组分中，起到了很好的协同效用。氢氧化镁晶须尤其适合自然环境，在与自然环境中的水分接触的过程中会形成强力氢键，有效增强粘接性和机械强度。Al2O3-Y2O3-Y晶须的加入也有效增强了修补材料的耐久性和耐磨性。
具体实施方式
以下将对发明的优选实例进行详细描述。所举实例是为了更好地对发明内容进行，并不是发明内容仅限于实例。根据发明内容对实施方案的非本质的改进和调整，仍属于发明范畴。
<实施例1>
一种高速公路快速修补材料，它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 120份
硅石粉 40份
重钙 40份
石英砂 300份
早强剂 6份
B组分
改性环氧树脂 80份
复配型改性多元胺 40份
固化促进剂 4份
增塑剂 10份
稀释剂 20份
环氧树脂消泡剂 1份
防老剂 0.6份
C组分
氢氧化镁晶须 8份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 10份。
Al2O3-Y2O3-Y晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5l/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90℃条件下保持6h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100℃的条件下焙烧2h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须；
Al2O3-Y2O3晶须球磨分散后，在等离子PVD真空炉中蒸镀沉积金属钇膜于Al2O3-Y2O3晶须的表面，沉积时间为2h，沉积温度300℃，获得Al2O3-Y2O3-Y晶须。
改性环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂，其环氧值≥0.45，40℃时粘度为25-60Pa•s，软化温度23-27℃。
所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值≥0.42，25℃时粘度为2-5mPa•s。
所述固化促进剂为三乙醇胺。
所述硅酸盐水泥为超细硅酸盐水泥，粒径0.5-10μm；所述重钙为重质碳酸钙粉，粒径2-8μm。
一种高速公路快速修补材料的使用方法，包括以下步骤：
S1、将A组分中的硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂混合后搅拌均匀，留用；
S2、将B组分中的改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂混合后搅拌均匀，留用；
S3、于B组分中加入A组分后混合均匀，随后在室温下继续搅拌，最后加入C组分的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须，继续搅拌均匀，即制得快速修补材料；
S4、利用滑模摊铺机将快速修补材料铺在清理后的高速公路混凝土基表面，1h后用抹平机进行表面平整处理，自然环境下4h后即可完全固化。
S2中将B组分混合后搅拌的温度为35℃。
<实施例2>
一种高速公路快速修补材料，它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 160份
硅石粉 70份
重钙 80份
石英砂 400份
早强剂 12份
B组分
改性环氧树脂 120份
复配型改性多元胺 60份
固化促进剂 12份
增塑剂 30份
稀释剂 30份
环氧树脂消泡剂 2份
防老剂 1份
C组分
氢氧化镁晶须 10份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 20份。
Al2O3-Y2O3-Y晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于120℃条件下保持12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1300℃的条件下焙烧12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须；
Al2O3-Y2O3晶须球磨分散后，在等离子PVD真空炉中蒸镀沉积金属钇膜于Al2O3-Y2O3晶须的表面，沉积时间为2h，沉积温度300℃，获得Al2O3-Y2O3-Y晶须。
改性环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂，其环氧值≥0.45，40℃时粘度为25-60Pa•s，软化温度23-27℃。
所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值≥0.42，25℃时粘度为2-5mPa•s。
所述固化促进剂为二甲基苯胺。
所述硅酸盐水泥为超细硅酸盐水泥，粒径0.5-10μm；所述重钙为重质碳酸钙粉，粒径2-8μm。
一种高速公路快速修补材料的使用方法，包括以下步骤：
S1、将A组分中的硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂混合后搅拌均匀，留用；
S2、将B组分中的改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂混合后搅拌均匀，留用；
S3、于B组分中加入A组分后混合均匀，随后在室温下继续搅拌，最后加入C组分的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须，继续搅拌均匀，即制得快速修补材料；
S4、利用滑模摊铺机将快速修补材料铺在清理后的高速公路混凝土基表面，1h后用抹平机进行表面平整处理，自然环境下5h后即可完全固化。
S2中将B组分混合后搅拌的温度为60℃。
<实施例3>
一种高速公路快速修补材料，它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 140份
硅石粉 60份
重钙 60份
石英砂 350份
早强剂 8份
B组分
改性环氧树脂 100份
环氧树脂稀释剂 50份
固化促进剂 8份
增塑剂 20份
稀释剂 25份
环氧树脂消泡剂 1.5份
防老剂 0.8份
C组分
氢氧化镁晶须 9份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 16份。
Al2O3-Y2O3-Y晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为1mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量5倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于100℃条件下保持8h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1200℃的条件下焙烧6h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须；
Al2O3-Y2O3晶须球磨分散后，在等离子PVD真空炉中蒸镀沉积金属钇膜于Al2O3-Y2O3晶须的表面，沉积时间为2h，沉积温度300℃，获得Al2O3-Y2O3-Y晶须。
改性环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂，其环氧值≥0.45，40℃时粘度为25-60Pa•s，软化温度23-27℃。
所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值≥0.42，25℃时粘度为2-5mPa•s。
所述固化促进剂为DMP-30。
所述硅酸盐水泥为超细硅酸盐水泥，粒径0.5-10μm；所述重钙为重质碳酸钙粉，粒径2-8μm。
一种高速公路快速修补材料的使用方法，包括以下步骤：
S1、将A组分中的硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂混合后搅拌均匀，留用；
S2、将B组分中的改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂混合后搅拌均匀，留用；
S3、于B组分中加入A组分后混合均匀，随后在室温下继续搅拌，最后加入C组分的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须，继续搅拌均匀，即制得快速修补材料；
S4、利用滑模摊铺机将快速修补材料铺在清理后的高速公路混凝土基表面，1h后用抹平机进行表面平整处理，自然环境下4.5h后即可完全固化。
S2中将B组分混合后搅拌的温度为50℃。
<对比例1>
市售的公路用修补材料。
<对比例2>
不含有氢氧化镁晶须、Al2O3-Y2O3-Y晶须，其余配方和使用方法相同的快速修补材料。
<检测实验>
本法所制备的快速修补材料的综合性能测试。各实施例和对比例对应的检测数据对比，如下表所示：
上述实施案例只为说明本发明的技术方案及特点，其目的在于更好的让熟悉该技术的人士予以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，均在本发明保护范围之内，其中未详细说明的为现有技术。
Claims (9)
1.一种高速公路快速修补材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 120-160份
硅石粉 40-70份
重钙 40-80份
石英砂 300-400份
早强剂 6-12份
B组分
改性环氧树脂 80-120份
复配型改性多元胺 40-60份
固化促进剂 4-12份
增塑剂 10-30份
稀释剂 20-30份
环氧树脂消泡剂 1-2份
防老剂 0.6-1份
C组分
氢氧化镁晶须 8-10份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于它包括以下重量份的各组分：
A组分
硅酸盐水泥 140份
硅石粉 60份
重钙 60份
石英砂 350份
早强剂 8份
B组分
改性环氧树脂 100份
环氧树脂稀释剂 50份
固化促进剂 8份
增塑剂 20份
稀释剂 25份
环氧树脂消泡剂 1.5份
防老剂 0.8份
C组分
氢氧化镁晶须 9份
Al2O3-Y2O3-Y晶须 16份。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于Al2O3-Y2O3-Y晶须的制备方法为：
将硝酸铝溶解在蒸馏水中配制成浓度为0.5-2.0mol/L的溶液；在硝酸铝溶液中加入硝酸铝摩尔量2-10倍的尿素，于常温搅拌均匀得到透明澄清的溶胶；然后将配制的溶胶置于反应釜中，于90-120℃条件下保持6-12h，得到氧化铝晶须前驱体的白色沉淀物；再将白色沉淀用蒸馏水洗涤后，于1100-1300℃的条件下焙烧2-12h，即得氧化铝晶须；
将氧化铝晶须加入聚乙烯醇的水溶液中配制成固含量20wt％的悬浮液，将六水硝酸钇的水溶液加入悬浮液中得到混合液，调节混合液的pH至8，氢氧化钇沉积于氧化铝晶须的表面形成沉淀，沉淀过滤清洗后煅烧，得到Al2O3-Y2O3晶须；
Al2O3-Y2O3晶须球磨分散后，在等离子PVD真空炉中蒸镀沉积金属钇膜于Al2O3-Y2O3晶须的表面，沉积时间为2h，沉积温度300℃，获得Al2O3-Y2O3-Y晶须。
4.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于改性环氧树脂为羟甲基双酚A型环氧树脂，其环氧值≥0.45，40℃时粘度为25-60Pa•s，软化温度23-27℃。
5.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于所述环氧树脂稀释剂为缩水甘油醚型环氧树脂稀释剂，其环氧值≥0.42，25℃时粘度为2-5mPa•s。
6.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于所述固化促进剂为三乙醇胺、二甲基苯胺、DMP-30中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料，其特征在于所述硅酸盐水泥为超细硅酸盐水泥，粒径0.5-10μm；所述重钙为重质碳酸钙粉，粒径2-8μm。
8.根据权利要求1所述的一种高速公路快速修补材料的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将A组分中的硅酸盐水泥、硅石粉、重钙、石英砂、早强剂混合后搅拌均匀，留用；
S2、将B组分中的改性环氧树脂、复配型改性多元胺、固化促进剂、增塑剂、稀释剂、环氧树脂消泡剂、防老剂混合后搅拌均匀，留用；
S3、于B组分中加入A组分后混合均匀，随后在室温下继续搅拌，最后加入C组分的氢氧化镁晶须和Al2O3-Y2O3-Y晶须，继续搅拌均匀，即制得快速修补材料；
S4、利用滑模摊铺机将快速修补材料铺在清理后的高速公路混凝土基表面，1h后用砂浆抹平机进行表面平整处理，自然环境下4-5h后即可完全固化。
9.根据权利要求8所述的一种高速公路快速修补材料的使用方法，其特征在于S2中将B组分混合后搅拌的温度不低于35℃、不高于60℃。
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