冷涂型环氧薄层桥面铺装材料及其制备方法

文档序号:1822227阅读:419来源:国知局
专利名称:冷涂型环氧薄层桥面铺装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种桥面铺装材料及其制备方法,广泛应用于水泥混凝土桥面及钢箱梁桥面铺装。
背景技术
桥梁是交通运输的咽喉要道,其里程在公路总里程中所占比例很小,但其因维修养护给整个路网通行能力的影响是巨大的。桥面铺装材料由于其所在的特殊结构位置,其使用寿命远小于与普通浙青路面。由于在桥梁处更易形成渠化交通,同时铺装层受力更为复杂,桥面铺装层比普通浙青路面更容易产生早期损坏,严重制约着其使用品质和寿命。频繁的养护、维修,甚至翻修不仅仅浪费了大量的财力、物力和人力,还造成了严重的交通拥堵。桥梁在道路交通运输中的特殊角色要求其桥面铺装材料必须满足耐久性的要求。 此外,维修养护成本及其方便性,因维修导致的交通拥堵所带来的社会成本也应引起重视。 目前,在水泥混凝土桥面上大多采用改性浙青混凝土铺装。在钢箱梁桥面上,由于桥面板变形大,因此多采用浇注式SMA浙青混凝土和环氧浙青混凝土。国内外众多实体工程应用结果表明钢桥面铺装仍是世界难题。钢桥面铺装层的层间黏结破坏以及铺装层表面弯拉应变导致的疲劳开裂是重点考虑的问题。这要求钢桥面铺装材料必须与钢桥面板具有良好的黏结性能(特别是高温条件下),同时还须具有良好的柔性(特别是在低温条件下),以便能追随桥面板的大变形而不发生低温开裂和疲劳开裂。

发明内容
本发明的目的在于提供一种抗滑耐磨性能好,与桥面板粘结强度高,防水防渗性能好、低温柔韧性好的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料及其制备方法。为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案是冷涂型环氧薄层桥面铺装材料, 其特征在于它由黏结剂和单级配细集料组成,黏结剂按l ^g/m2用量涂抹在(铺在)桥面板上形成黏结剂层;单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成单级配细集料层;所述的黏结剂由A组分和B组分混合而成,A组分与B组分的重量比为(1 1.4) 1 ;所述的A组分由包含有环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂的原料混合而成,A组分中各原料所占重量份数为环氧树脂75 85份,改性环氧树脂15 W份,稀释剂5 10份;所述的B组分由包含有脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂的原料混合而成,B组分中各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20 30份,改性胺类固化剂10 20份,固化促进剂40 60份;所述的单级配细集料的粒径为3 5mm。所述的黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在(铺在)桥面板上形成的黏结剂层为第一黏结剂层,单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成的单级配细集料层为第一单级配细集料层;在第一单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层。所述的第二单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第三黏结剂层, 在第三黏结剂层上按5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第三单级配细集料层。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E-51环氧树脂或CYD-U8环氧树脂,具有环氧值高、粘度低、色泽浅,适用于粘接剂、无溶剂涂料、自流平地坪料、浇注料等特点;所述的改性环氧树脂为活性环氧稀释剂和双酚A型环氧树脂反应形成的预聚物。 改性环氧树脂(预聚物)的制备方法是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂10 20份、双酚A型环氧树脂80 90份,将活性环氧稀释剂与双酚 A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂。所述的稀释剂为环氧树脂活性稀释剂,即环氧丙烷丁基醚或环氧化苯乙烯,它克服了普通稀释剂具有毒性、容易挥发、有刺激性气味的缺点,并能使环氧树脂的粘度降低、 活性增大、柔韧性增强。以上所述的为A组分的原材料。所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂,粘度低,具有良好的机械强度、耐磨耗性能;所述的改性胺类固化剂为二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400的预聚物。改性胺类固化剂(预聚物)的制备方法是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 20 40份、环氧增韧改性剂RF-400 60 80份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂。所述的二元胺类固化剂D-2000的粘度低,使高分子量的聚醚主链柔韧性增强,抗撕裂强度提高;所述的环氧增韧改性剂为RF-400,它是一种高性能环氧树脂增韧改性剂,具有良好的增韧性能和反应活性,可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等力学性能。所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770的混合物,在制作 B组分时,固化促进剂DMP-30与固化促进剂XTA-770的重量比为Q0 40) (60 80), 可提高环氧树脂的固化速率,并使固化物的柔性增强。以上所述的为B组分的原材料。所述的单级配细集料(单级配耐磨骨料)为玄武岩细集料、钢玉石细集料或彩色陶瓷颗粒,莫氏硬度大于7级,含水量小于0. 2wt%。所述的桥面包括水泥混凝土桥面或钢箱梁桥面。上述冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,其特征在于它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂75 85份、改性环氧树脂15 25份、稀释剂5 10份,选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A组分;②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20 30份、改性胺类固化剂10 20份、固化促进剂40 60份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;③按A组分与B组分的重量比为(1 1. 4) 1,选取A组分和B组分,将A组分和B组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按1 2kg/m2用量涂抹在(铺在)桥面板上形成黏结剂层;单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成单级配细集料层;得到冷涂型环氧薄层桥面铺装材料(单层)。所述的黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在(铺在)桥面板上形成的黏结剂层为第一黏结剂层,单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成的单级配细集料层为第一单级配细集料层;待第一黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时), 清除第一单级配细集料层表面多余集料;再在第一单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层;重复此步骤,直至总铺装厚度为5 15mm(采用冷涂式铺装);待最后一黏结剂层的黏结剂固化完全后,采用骨料回收机清除多余集料和粘结不牢的集料,得到多层冷涂型环氧薄层桥面铺装材料(形成桥面铺装层)。长沙理工大学对环氧树脂混凝土进行了室内研究,其所采用的材料与制备方法与本发明有下列区别(1)采用普通原材料制备环氧树脂胶黏,其低温弯曲应变能力比浙青混凝土较差;( 集料级配采用为SAC粗集料断级配浙青混凝土 AM-10型,并采用浙青混合料马歇尔方法确定胶黏剂用量;C3)制备方法采用混合料拌和、摊铺以及碾压方法;(4)表面构造浓度小,抗滑性能不如环氧薄层桥面铺装材料。重庆智翔铺道技术工程有限公司在2004年申请了《环氧薄层抗滑层路面结构及施工方法》的发明专利,其主要侧重于保护一种环氧薄层抗滑层路面结构及施工方法,但未对其材料配方与制备方法提出权利要求,与本发明的主要区别主要有(I)A组分添加改性浙青,其所用胶黏剂本质上是环氧浙青胶黏剂;(2)添加细集料填料,与A、B组分制备成胶浆,其粘度大,不具有自流平性,需人工进行刮涂;(3)环氧浙青胶浆固化时间比环氧胶黏剂大,需要长时间养护才能开放交通;(4)只用做水泥混凝土和浙青混凝土路面的抗滑磨耗层,对结构不起作用,本发明所制备的铺装材料是用于水泥混凝土桥面和钢桥面的桥面铺装层,是具有防滑、防水、防锈等多种功能的桥面结构保护层;(5)所用集料需要预先经过表面处理,即采用偶联剂浸泡后烘干,工艺较复杂。对本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料进行了室内加速加载试验和小梁弯曲强度与疲劳试验研究。通过与环氧浙青混凝土和SMA浙青混凝土对比分析结果表明,本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的温度敏感性与环氧浙青较为相似,但小于SMA浙青混凝土的温度敏感性。不同温度下,本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料、环氧浙青混凝土和SMA浙青混凝土三种材料的弯曲强度大小顺序为环氧浙青混凝土、本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料和SMA浙青混凝土。在高温60°C时,环氧浙青混凝土和本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料仍具有足够高的强度,表现出比SMA浙青混合料更好的高温性能。在不同的温度下,本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的劲度模量介于环氧浙青混凝土与SMA浙青混凝土之间,表明其适用于道路铺装层。在不同的温度下,本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的最大弯曲应变均大于SMA浙青混凝土和环氧浙青混凝土。-10°C 低温弯曲应变大小为本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料4219 μ m/m,环氧浙青混凝土 2543 μ m/m和SMA浙青混凝土 3202 μ m/m,表明本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料抗温缩开裂和疲劳性能优于环氧浙青混凝土和SMA浙青混凝土。本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料和环氧浙青混凝土均在常温25°C区出现断裂应变能密度的峰值,SMA浙青混凝土出现峰值对应的温度为10°C。在低温-io°c时,本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的断裂应变能密度均大于环氧浙青混凝土和SMA浙青混凝土,表现出较好的抗裂纹扩展性能。在同一应变水平下,0°C时本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的抗疲劳性能最好, 其次为环氧浙青混凝土,SMA浙青混凝土最差。在低温区,当疲劳应变水平为800 μ m/m时, 本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料疲劳寿命仍可达到100万次以上。本发明的有益效果是1、本发明的总铺装厚度远小于现有环氧浙青混凝土铺装层(50_)的厚度,远小于现有浙青混凝土铺装层(IOOmm)的厚度,大大降低了优质耐磨集料的用量,减少矿石资源的开采,同时减轻桥梁自身重量,增加桥梁结构的有效承载力。2、由于采用单级配细集料(单级配耐磨骨料),本发明的铺装层(冷涂型环氧薄层桥面铺装材料)的表面构造深度大于其它道路材料,防滑性能优越,抗滑耐磨性能好。3、由于采用了黏结剂由A组分和B组分混合而成,所述的A组分由包含有环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂的原料混合而成,所述的B组分由包含有脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂的原料混合而成;与水泥混凝土面板和钢桥面板粘结性能优于改性浙青、环氧浙青等防水材料,防水防渗性能好,与桥面板粘结强度高,对桥梁结构起到很好的保护作用。4、本发明的铺装层(冷涂型环氧薄层桥面铺装材料)的高温稳定性好,不会出现如浙青路面的车辙问题,此外,其低温柔韧性优于环氧浙青混凝土和改性浙青混凝土,更适用于具有大变形的钢桥面,减少疲劳开裂,使用寿命长。5、本发明的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的原材料基本国产,货源广,产品生产工艺简单,易于推广,是目前传统桥面铺装材料无法取代的新材料。
具体实施例方式为了更好地理解本发明,下面结合实施例和实验数据进一步阐明本发明的内容, 但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1 冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂75份、改性环氧树脂25份、稀释剂5份,选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A组分;所述的环氧树脂为E-51环氧树脂,具有环氧值高、粘度低、色泽浅,适用于粘接剂、无溶剂涂料、自流平地坪料、浇注料等特点;所述的改性环氧树脂为活性环氧稀释剂和双酚A型环氧树脂反应形成的预聚物; 预聚物的制备方法是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂10份、双酚A型环氧树脂90份,将活性环氧稀释剂与双酚A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂;所述的稀释剂为环氧丙烷丁基醚稀释剂,它克服了普通稀释剂具有毒性、容易挥发、有刺激性气味的缺点,并能使环氧树脂的粘度降低、活性增大、柔韧性增强。②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂30份、改性胺类固化剂10份、固化促进剂40份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂,粘度低,具有良好的机械强度、耐磨耗性能;所述的改性胺类固化剂为二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400的预聚物;改性胺类固化剂(预聚物)的制备方法是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 20份、环氧增韧改性剂RF-400 80 份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂;所述的二元胺类固化剂D-2000的粘度低,使高分子量的聚醚主链柔韧性增强,抗撕裂强度提高;所述的环氧增韧改性剂为RF-400,它是一种高性能环氧树脂增韧改性剂,具有良好的增韧性能和反应活性,可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等力学性能;所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770,固化促进剂 DMP-30与固化促进剂XTA-770的重量比为20 80,可提高环氧树脂的固化速率,并使固化物的柔性增强。③按A组分与B组分的重量比为1.2 1,选取A组分和B组分,将A组分和B组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按lkg/m2用量涂抹在(铺在)桥面板(水泥混凝土桥面板)上形成黏结剂层;单级配细集料按m^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成单级配细集料层; 得到单层冷涂型环氧薄层桥面铺装材料;待黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间 1. 5 6小时),先清扫除表面多余集料,再用打磨机清除黏结不牢的集料,最终形成抗滑表面铺装层(总铺装厚度为5mm)。所述的单级配细集料(单级配耐磨骨料)为天然玄武岩细集料,莫氏硬度大于7 级,含水量小于0. 2wt%,单级配细集料的粒径为3 5mm。根据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ 052-2000),由铺砂法实测得的表面构造深度1. 1mm,摆式摩擦仪实测摩擦系数为8!3BPM,渗水系数为0,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的抗滑耐磨性能好、防水防渗性强。高温拉拔粘结强度为1. 35MPa,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料与桥面板粘结强度高。按上述材料与方法制成的标准三点弯曲小梁试件测得-10°C断裂弯曲应变为3508 μ m/ m,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料低温柔韧性好。
实施例2 冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂85份、改性环氧树脂15份、稀释剂10份, 选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A 组分;所述的环氧树脂为CYD-U8环氧树脂,具有环氧值高、粘度低、色泽浅,适用于粘接剂、无溶剂涂料、自流平地坪料、浇注料等特点;所述的改性环氧树脂为活性环氧稀释剂和双酚A型环氧树脂反应形成的预聚物; 预聚物的制备方法是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂20份、双酚A型环氧树脂80份,将活性环氧稀释剂与双酚A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂;所述的稀释剂为环氧化苯乙烯稀释剂,它克服了普通稀释剂具有毒性、容易挥发、 有刺激性气味的缺点,并能使环氧树脂的粘度降低、活性增大、柔韧性增强。②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20份、改性胺类固化剂20份、固化促进剂60份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂,粘度低,具有良好的机械强度、耐磨耗性能;所述的改性胺类固化剂为二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400的预聚物;改性胺类固化剂(预聚物)的制备方法是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 40份、环氧增韧改性剂RF-400 60份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂。所述的二元胺类固化剂D-2000的粘度低,使高分子量的聚醚主链柔韧性增强,抗撕裂强度提高;所述的环氧增韧改性剂为RF-400,它是一种高性能环氧树脂增韧改性剂,具有良好的增韧性能和反应活性,可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等力学性能;所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770,固化促进剂 DMP-30与固化促进剂XTA-770的重量比=40 60 ;可提高环氧树脂的固化速率,并使固化物的柔性增强。③按A组分与B组分的重量比为1.3 1,选取A组分和B组分,将A组分和B组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按^g/m2用量涂抹在(铺在)桥面板(16mm钢箱梁桥面板)上形成第一黏结剂层;单级配细集料按^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成第一单级配细集料层;待第一黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时), 清除第一单级配细集料层表面多余集料;再在第一单级配细集料层上按^^/1112用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层;得到二层冷涂型环氧薄层桥面铺装材料;待第二黏结剂层的黏结剂固化完全后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时),采用骨料回收机清除多余集料和粘结不牢的集料,最终形成双层抗滑表面铺装层(总铺装厚度为10mm)。所述的单级配细集料(单级配耐磨骨料)为彩色陶瓷颗粒,莫氏硬度大于7级,含水量小于0. 2wt%,单级配细集料的粒径为3 5mm。根据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ 052-2000),由铺砂法实测得的表面构造深度1. 2mm,摆式摩擦仪实测摩擦系数为80BPM,渗水系数为0,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的抗滑耐磨性能好、防水防渗性强。高温拉拔粘结强度为1. 20MPa,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料与桥面板粘结强度高。按上述材料与方法制成的标准三点弯曲小梁试件测得-10°C断裂弯曲应变为3拟8 μ m/ m,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料低温柔韧性好。实施例3 冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂80份、改性环氧树脂20份、稀释剂8份,选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A组分;所述的环氧树脂为CYD-U8环氧树脂,具有环氧值高、粘度低、色泽浅,适用于粘接剂、无溶剂涂料、自流平地坪料、浇注料等特点;所述的改性环氧树脂为活性环氧稀释剂和双酚A型环氧树脂反应形成的预聚物; 预聚物的制备方法是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂15份、双酚A型环氧树脂85份,将活性环氧稀释剂与双酚A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂;所述的稀释剂为环氧丙烷丁基醚,它克服了普通稀释剂具有毒性、容易挥发、有刺激性气味的缺点,并能使环氧树脂的粘度降低、活性增大、柔韧性增强。②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂30份、改性胺类固化剂20份、固化促进剂50份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂,粘度低,具有良好的机械强度、耐磨耗性能;所述的改性胺类固化剂为二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400的预聚物;改性胺类固化剂(预聚物)的制备方法是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 30份、环氧增韧改性剂RF-400 70份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂;所述的二元胺类固化剂D-2000的粘度低,使高分子量的聚醚主链柔韧性增强,抗撕裂强度提高;所述的环氧增韧改性剂为RF-400,它是一种高性能环氧树脂增韧改性剂,具有良好的增韧性能和反应活性,可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等力学性能;所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770,固化促进剂 DMP-30与固化促进剂XTA-770的重量比=30 70 ;可提高环氧树脂的固化速率,并使固化物的柔性增强。
③按A组分与B组分的重量比为1. 25 1,选取A组分和B组分,将A组分和B组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按^g/m2用量涂抹在(铺在)桥面板(20mm钢箱梁桥面板)上形成黏结剂层;单级配细集料按Ag/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成单级配细集料层; 待第一黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时),清除第一单级配细集料层表面多余集料;再在第一单级配细集料层上按^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按Ag/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层;待第二黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时),清除第二单级配细集料层表面多余集料;再在第二单级配细集料层上按^g/m2用量涂抹黏结剂形成第三黏结剂层,在第三黏结剂层上按Ag/m2用量抛撒单级配细集料形成第三单级配细集料层;待第三黏结剂层的黏结剂固化完全后,采用骨料回收机清除多余集料和粘结不牢的集料,得到三层冷涂型环氧薄层桥面铺装材料(形成多层抗滑表面铺装层,总铺装厚度为15mm)。所述的单级配细集料(单级配耐磨骨料)为彩色陶瓷颗粒,莫氏硬度大于7级,含水量小于0. 2wt%,单级配细集料的粒径为3 5mm。根据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ 052-2000),由铺砂法实测得的表面构造深度1. 0mm,摆式摩擦仪实测摩擦系数为78BPM,渗水系数为0,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的抗滑耐磨性能好、防水防渗性强。高温拉拔粘结强度为1. ^MPa,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料与桥面板粘结强度高。按上述材料与方法制成的标准三点弯曲小梁试件测得-10°C断裂弯曲应变为3840 μ m/ m,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料低温柔韧性好。实施例4 冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂75份、改性环氧树脂20份、稀释剂5份,选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A组分;所述的环氧树脂为E-51环氧树脂,具有环氧值高、粘度低、色泽浅,适用于粘接剂、无溶剂涂料、自流平地坪料、浇注料等特点;所述的改性环氧树脂为活性环氧稀释剂和双酚A型环氧树脂反应形成的预聚物; 预聚物的制备方法是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂15份、双酚A型环氧树脂85份,将活性环氧稀释剂与双酚A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂;所述的稀释剂为环氧丙烷丁基醚,它克服了普通稀释剂具有毒性、容易挥发、有刺激性气味的缺点,并能使环氧树脂的粘度降低、活性增大、柔韧性增强。②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20份、改性胺类固化剂10份、固化促进剂40份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂,粘度低,具有良好的机械强度、耐磨耗性能;所述的改性胺类固化剂为二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400的预聚物;改性胺类固化剂(预聚物)的制备方法是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 20份、环氧增韧改性剂RF-400 80份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂;所述的二元胺类固化剂D-2000的粘度低,使高分子量的聚醚主链柔韧性增强,抗撕裂强度提高;所述的环氧增韧改性剂为RF-400,它是一种高性能环氧树脂增韧改性剂,具有良好的增韧性能和反应活性,可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等力学性能;所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770,固化促进剂 DMP-30与固化促进剂XTA-770的重量比为20 80 ;可提高环氧树脂的固化速率,并使固化物的柔性增强。③按A组分与B组分的重量比为1.4 1,选取A组分和B组分,将A组分和B组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按lkg/m2用量涂抹在(铺在)桥面板上形成第一黏结剂层;单级配细集料按^g/m2用量抛撒在(粘结在)黏结剂层上形成第一单级配细集料层;待第一黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时),清除第一单级配细集料层表面多余集料;再在第一单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层;待第二黏结剂层的黏结剂固化后(固化温度15 30°C,固化时间1. 5 6小时),清除第二单级配细集料层表面多余集料;再在第二单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第三黏结剂层,在第三黏结剂层上按5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第三单级配细集料层;待第三黏结剂层的黏结剂固化完全后,采用骨料回收机清除多余集料和粘结不牢的集料,得到多层冷涂型环氧薄层桥面铺装材料(形成多层抗滑表面铺装层)。所述的单级配细集料(单级配耐磨骨料)为钢玉石细集料,莫氏硬度大于7级,含水量小于0. 2wt%,单级配细集料的粒径为3 5mm。根据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ 052-2000),由铺砂法实测得的表面构造深度1. 0mm,摆式摩擦仪实测摩擦系数为78BPM,渗水系数为0,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的抗滑耐磨性能好、防水防渗性强。高温拉拔粘结强度为1. ^MPa,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料与桥面板粘结强度高。按上述材料与方法制成的标准三点弯曲小梁试件测得-10°C断裂弯曲应变为3720 μ m/ m,说明本发明实施例得到的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料低温柔韧性好。
权利要求
1.冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于它由黏结剂和单级配细集料组成,黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在桥面板上形成黏结剂层;单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在黏结剂层上形成单级配细集料层;所述的黏结剂由A组分和B组分混合而成,A组分与B组分的重量比为(1 1.4) 1 ; 所述的A组分由包含有环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂的原料混合而成,A组分中各原料所占重量份数为环氧树脂75 85份,改性环氧树脂15 25份,稀释剂5 10份;所述的B组分由包含有脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂的原料混合而成,B组分中各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20 30份,改性胺类固化剂10 20份,固化促进剂40 60份;所述的单级配细集料的粒径为3 5mm。
2.根据权利要求1所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在桥面板上形成的黏结剂层为第一黏结剂层,单级配细集料按5 8kg/m2用量抛撒在黏结剂层上形成的单级配细集料层为第一单级配细集料层;在第一单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按5 8kg/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层。
3.根据权利要求2所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的第二单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第三黏结剂层,在第三黏结剂层上按 5 ^g/m2用量抛撒单级配细集料形成第三单级配细集料层。
4.根据权利要求1或2或3所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于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E-51环氧树脂或CYD-U8环氧树脂。
5.根据权利要求1或2或3所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的改性环氧树脂是按活性环氧稀释剂、双酚A型环氧树脂的重量份数为活性环氧稀释剂 10 20份、双酚A型环氧树脂80 90份,将活性环氧稀释剂与双酚A型环氧树脂在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性环氧树脂。
6.根据权利要求1或2或3所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的稀释剂为环氧树脂活性稀释剂,环氧树脂活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚或环氧化苯乙烯。
7.根据权利要求1或2或3所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的脂环胺类固化剂为REX-819S固化剂;所述的改性胺类固化剂是按二元胺类固化剂D-2000、环氧增韧改性剂RF-400的重量份数为二元胺类固化剂D-2000 20 40份、环氧增韧改性剂RF-400 60 80份,将二元胺类固化剂D-2000和环氧增韧改性剂RF-400在搅拌罐中常温搅拌10 20分钟后形成改性胺类固化剂;所述的固化促进剂为固化促进剂DMP-30和固化促进剂XTA-770,固化促进剂DMP-30与固化促进剂XTA-77O的重量比为(2O 40) (60 8O)。
8.根据权利要求1或2或3所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于所述的单级配细集料为玄武岩细集料、钢玉石细集料或彩色陶瓷颗粒,莫氏硬度大于7级,含水量小于0. 2wt%。
9.如权利要求1所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,其特征在于它包括如下步骤1)黏结剂的制备①按各原料所占重量份数为环氧树脂75 85份、改性环氧树脂15 %份、稀释剂 5 10份,选取环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂,将环氧树脂、改性环氧树脂和稀释剂混合,得到A组分;②按各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20 30份、改性胺类固化剂10 20份、 固化促进剂40 60份,选取脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂,将脂环胺类固化剂、改性胺类固化剂和固化促进剂混合,得到B组分;③按A组分与B组分的重量比为(1 1.4) 1,选取A组分和B组分,将A组分和B 组分混合,得到黏结剂;2)将黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在桥面板上形成黏结剂层;单级配细集料按5 8kg/m2用量抛撒在黏结剂层上形成单级配细集料层;得到冷涂型环氧薄层桥面铺装材料。
10.根据权利要求9所述的冷涂型环氧薄层桥面铺装材料的制备方法,其特征在于所述的黏结剂按1 ^g/m2用量涂抹在桥面板上形成的黏结剂层为第一黏结剂层,单级配细集料按5 ^g/m2用量抛撒在黏结剂层上形成的单级配细集料层为第一单级配细集料层;待第一黏结剂层的黏结剂固化后,清除第一单级配细集料层表面多余集料;再在第一单级配细集料层上按1 ^g/m2用量涂抹黏结剂形成第二黏结剂层,在第二黏结剂层上按 5 mcg/m2用量抛撒单级配细集料形成第二单级配细集料层;重复此步骤,直至总铺装厚度为5 15mm ;待最后一黏结剂层的黏结剂固化完全后,采用骨料回收机清除多余集料和粘结不牢的集料,得到冷涂型环氧薄层桥面铺装材料。
全文摘要
本发明涉及一种桥面铺装材料及其制备方法。冷涂型环氧薄层桥面铺装材料,其特征在于它由黏结剂和单级配细集料组成,黏结剂按1~2kg/m2用量涂抹在桥面板上形成黏结剂层;单级配细集料按5~8kg/m2用量抛撒在黏结剂层上形成单级配细集料层;所述的黏结剂由A组分和B组分混合而成,A组分与B组分的重量比为(1~1.4)∶1;所述的A组分中各原料所占重量份数为环氧树脂75~85份,改性环氧树脂15~25份;稀释剂5~10份;所述的B组分中各原料所占重量份数为脂环胺类固化剂20~30份,改性胺类固化剂10~20份,固化促进剂40~60份。本发明具有抗滑耐磨性能好,与桥面板粘结强度高,防水防渗性能好、低温柔韧性好的特点。
文档编号C04B26/14GK102173654SQ20111003493
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月9日 优先权日2011年2月9日
发明者严木林, 吴少鹏, 方星, 李汉琴, 磨炼同, 陈志云 申请人:武汉兴正源路桥复合材料有限公司, 武汉理工大学
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