专利名称：一种自密实快速固化路面修补材料及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于铸造材料领域，具体涉及ー种自密实较好且可快速固化的覆膜砂材料及其制备方法，以及在快速抢修路面领域中的应用。
背景技术：
随着我国经济的迅速发展，机场跑道数量迅速増加，高等级高速公路大量建设，城市广场及市政公路等混凝土工程的实施，改善了人类的生存质量，促进了国民经济的健康发展。现有的道路中采用混凝土施工路面的较多，不仅质量好而且使用寿命长。但是混凝土路面在使用中其路面损坏后维修比较复杂，需要封闭停用修复，需要动用较大的机械才能将路面刨开重新修筑，同时养护期较长。目前混凝土路面修补常用的修复材料有快速水泥或浙青混凝土或高分子材料等，但都存在着需要长时间封闭路面修整、养护时间长等问题，为道路抢修带来严重影响，尤其是机场路面的抢修就存在更大的问题。中国专利CNlOl 121812A公开了ー种环氧树脂基快速修补材料，该修补材料由砂石、滑石粉、环氧树脂、聚酰胺和稀释剂组成。该快速修补材料可用于桥梁、隧道、道路和房屋等混凝土建筑的修补，施工时仅需要对混凝土表面进行处理，并对带裂缝构件则要作环氧树脂高压灌浆封缝处理即可。该修补材料施工方便、エ期较短(3天強度可达60-70MPa)、无需封闭路面且早期强度较高、后期强度适中。但该材料用于修补路面时灌浆后依然依靠自然养护，而且需要养护3天 的強度才能达到60-70MPa，还是需要短期封闭抢修，而且以砂石等轻质砂石为骨料，整个修补材料的自密实性能较差，在用于抢修路面时还需要进行填平处理，对于类似机场路面等需要快速抢修的路面修补并不适用
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于路面抢修的材料需要的固化养护时间较长，影响抢修进度的问题，进而提供ー种可快速固化的自密实路面修补材料。本发明所要解决的第二个技术问题是提供ー种自密实快速固化路面修补材料在抢修路面中的应用。为解决上述技术问题，本发明所述的自密实快速固化路面修补材料，是由如下重量份的组分制备而成的:
致密骨料60-95份；
热塑性树脂粘结剂4-30份；
在加热状态下可以诱发所述热塑性树脂粘结剂快速固化的热引发潜伏固化剂 1-10份。更优的，所述的自密实快速固化覆膜材料，是由如下重量份的组分制备而成的:
致密骨料85-94份；
热塑性树脂粘结剂5-10份；
热引发潜伏固化剂1-5份。
所述热塑性树脂粘结剂包括热塑性的酚醛树脂、硼酚醛树脂、有机硅改性环氧树月旨、酚醛改性环氧树脂或脲醛树脂中的ー种或几种。所述热引发潜伏固化剂包括乌洛托品(正规名称是:1，3，5，7_四氮杂三环[3.3.1.1]癸烷)、双氰胺、酰肼、氯化铵或特种改性固化剂中的ー种或几种。所述致密骨料包括硅砂颗粒、陶砂、陶粒、小钢球或小铁球。所述致密骨料的比重为1.7-8.9。所述致密骨料的粒径为20-200目。本发明还提供了一种制备上述自密实快速固化路面修补材料的方法，包括以下步骤:
(1)将选定重量份数的致密骨料加热；
(2)将选定重量份数的热塑性树脂粘结剂趁热加入所述致密骨料中，并搅拌均匀；
(3)趁热将热引发潜伏固化剂加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后进行降温处理；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却、破碎并过筛，即得。所述步骤(I)中，先将所述致密骨料加热至160°C以上至1000°C，然后再降温至90-160°C。本发明还提供了ー种上述自密实快速固化路面修补材料在路面抢修工程中的应用，尤其是在机场、高速路等路面的紧急抢修工程中的应用。
本发明所述的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
1、本发明选用主要包括热塑性的酚醛树脂、硼酚醛树脂、有机硅树脂、改性环氧树脂、脲醛树脂等耐高温、強度高的特种高分子树脂和热引发的潜伏性固化剂作为主要覆膜材料，制备出的不同粒度的覆膜硅砂复合材料，所述覆膜材料在加热条件下，包裹在致密骨料表面的潜伏性固化剂会分解出活性中间体，同时包裹在致密骨料表面的热塑性树脂也受热变软、流动，最后潜伏性固化剂释放出得活性物质与树脂会发生化学反应，交联固化，覆膜树脂由原来热塑性线性结构转变为热固性的体型结构，最終覆膜硅砂之间会受热成型，カロ热50-70min内即可形成高强度路面基材，大大缩短了抢修固化的时间；
2、所述致密骨料为具有一定自重及粒径的硅砂颗粒、陶砂、陶粒、小钢球或小铁球，可以满足在道路抢修时，对于修复材料自密实性能的要求，同时大颗粒材料也有助于提升固化强度同时节省材料；
3、经过分析筛选，所述热塑性树脂粘结剂与所述热引发潜伏固化剂选用的比例为4-30:1-10，更优的为5-10:1-5，能够保证以较佳的比例混合同时引发固化的效果较好，保证固化強度及缩短固化时间，满足路面抢修工程中对抢修时间和抢修强度的要求；
4、致密骨料为惰性材料，与高分子材料的粘结性能较差，本发明所述的エ艺先将所述热塑性树脂粘结剂趁热与致密骨料相混合，采用类似于覆膜原理，使得所述修补材料的整体粘结性能较好，再趁热与所述热引发潜伏固化剂混合均匀，也有助于增强所述修补材料的強度；
5、本发明所得的覆膜材料耐酸碱性能较好，经测试可在短时间内达到较高的抗性强度。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进ー步详细的说明，其中
图1为本发明实施例6所述的电加热装置的截面结构示意 图2为本发明实施例6所述快速抢修路面的方法示意 图3为本发明实施例7所述快速抢修路面的方法示意图。图中附图标记表示为:ト支撑体，2-电热棒，3-挡片，21-外端面，4-混凝土，5-修补材料，6-电加热架。
具体实施例方式本发明实施例中所述的酚醛树脂、硼酚醛树脂、及脲醛树脂均可选用现有市场市售的产品即可实现本发明的作用；所述的有机硅改性环氧树脂选用现有市售的665型有机硅环氧树脂；所述酚醛改性环氧树脂选用台湾南亚N00N-638型号树脂，以说明各个实施例的效果。实施例1
本实施例所述的自密实快速固化路面修补材料由如下重量份的组份按照以下方法制备得到的:
(1)将60份粒径为70-140目、比重为1.8-2.0的陶砂骨料加热至150-160℃；
(2)趁热将30份的热塑性酚醛树脂加入所述陶砂骨料中并搅拌均匀，得到稳定的混合
物；
(3)趁热将I份乌洛托品加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后自然降温；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却至室温、并破碎至粒径为70-140目，并过筛，即得所需的修补材料。本实施例所制备得到的修补材料经测试，只需加热60min，其強度即可达到45MPa，完全可达到机场或高速路路面的強度要求。实施例2
本实施例所述的自密实快速固化路面修补材料由如下重量份的组份按照以下方法制备得到的:
(1)将95份粒径为70-140目、比重为1.7-2.5的陶粒骨料加热至700-800°C，并随后自然冷却至90-100°C ；
(2)趁热将4份的热塑性硼酚醛树脂加入所述陶粒骨料中并搅拌均匀，得到稳定的混合物；
(3)趁热将10份乌洛托品混合加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后自然降
温；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却至室温、并破碎至粒径为70-140目，并过筛，即得所需的修补材料。本实施例所制备得到的修补材料经测试，只需加热65min，其強度即可达到48MPa，完全可达到机场或高速路路面的強度要求。实施例3本实施例所述的自密实快速固化路面修补材料由如下重量份的组份按照以下方法制备得到的:
(1)将85份粒径为20-40目、比重为7.9的小钢球骨料加热至160_200°C，并随后自然冷却至90-100°C ；
(2)趁热将10份的有机硅改性环氧树脂加入所述小钢球骨料中，混合均匀，得到稳定的混合物；
(3)趁热将2份氯化铵加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后自然降温；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却至室温、并破碎至粒径为20-40目，并过筛，即得所需的修补材料。本实施例所制备得到的修补材料经测试，只需加热70min，其強度即可达到60MPa,完全可达到机场或高速路路面的強度要求。实施例4
本实施例所述的自密实快速固化路面修补材料由如下重量份的组份按照以下方法制备得到的:
(1)将94份粒径为20-40目、比重为7.8-8.9的小铁球骨料加热至500_600°C，并随后自然冷却至100-120°C ；
(2)趁热将5份的热塑性脲醛树脂加入所述小铁球骨料中并搅拌均匀，得到稳定的混合物； (3)趁热将5份特种改性固化剂加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后自然降
温；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却至室温、并破碎至粒径为20-40目，并过筛，即得所需的修补材料。本实施例所制备得到的修补材料经测试，只需加热60min，其強度即可达到50MPa,完全可达到机场或高速路路面的強度要求。实施例5
本实施例所述的自密实快速固化路面修补材料由如下重量份的组份按照以下方法制备得到的:
(1)将90份粒径为100-200目、比重为1.7的硅砂颗粒骨料加热至300-500°C，并随后自然冷却至120-140°C ；
(2)趁热将7份的酚醛改性环氧树脂和热塑性酚醛树脂的混合物加入所述硅砂颗粒骨料中并搅拌均匀，得到稳定的混合物，所述酚醛改性环氧树脂和热塑性酚醛树脂的混合比例不限；
(3)趁热将3份双氰胺与丁ニ酸ニ酰肼的混合物(二者以3:1的质量比混合)加入步骤
(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后自然降温；
(4)将步骤(3)中得到的反应物冷却至室温、并破碎至粒径为100-200目，并过筛，即得所需的修补材料。本实施例所制备得到的修补材料经测试，只需加热50min，其強度即可达到55MPa，完全可达到机场或高速路路面的強度要求。实施例6本实施例所述的快速抢修路面的方法，包括如下步骤:
(1)如图2所示，将破损的混凝土4回填至破损位置处并整修平整，然后将电加热装置放置于破损路面凹陷内；
如图1所示，所述电加热装置包括:球形支撑体1，以及设置于所述支撑体I外周面上的多个电热棒2 ;所述电热棒2插入所述支撑体I内，所述电热棒2之间并联连接；所述电热棒2在远离所述支撑体I的外端面21形成的轮廓为球形。所述电加热装置还包括设置于所述电热棒2的外端面21上的挡片3 ;所述挡片3为弧形片状；所述挡片3的面积大于所述电热棒2的横截面积；相邻所述挡片3之间的空隙宽度小于所述电热棒2的直径。多个所述挡片3形成的轮廓为球形。作为ー种可以替换的方式，所述支撑体I还可以为圆柱形桶状等其他形状。多个电热棒2互相并联设置，分别与电源连接，在电回路串联着温控器；工作吋，将电线一端的插头接通电源，温控器将自动控制电热棒2的温度，挡片3同时受热；
(2)将实施例4所述的修补材料5填充至破损路面凹陷内，井覆盖所述电加热装置，同时启动所述电加热装置加热50-60min以使所述修补材料5受热固化，即可实现破损路面的修补。实施例7
本实施例所述的快速抢修路面的方法，包括如下步骤:
(1)如图3所示，将破损的混凝土4回填至破损位置处并整修平整，然后将电加热架6放置于破损路面凹陷内；
(2)将实施例5所述的修补材料5填充至破损路面凹陷内，井覆盖所述电加热架6，同时启动所述电加热架6加热50-60min以使所述修补材料5受热固化，即可实现破损路面的修补。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并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出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法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。
权利要求
1.一种自密实快速固化路面修补材料，其特征在于，是由如下重量份的组分制备而成的: 致密骨料60-95份； 热塑性树脂粘结剂4-30份； 在加热状态下可以诱发所述热塑性树脂粘结剂快速固化的热引发潜伏固化剂 1-10份。
2.根据权利要求1所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于，是由如下重量份的组分制备而成的: 致密骨料85-94份； 热塑性树脂粘结剂5-10份； 热引发潜伏固化剂2-5份。
3.根据权利要求1或2所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于: 所述热塑性树脂粘结剂包括热塑性的酚醛树脂、硼酚醛树脂、有机硅改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂或脲醛树脂中的ー种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于: 所述热引发潜伏固化剂包括乌洛托品、双氰胺、酰肼、氯化铵或特种改性固化剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于: 所述致密骨料包括娃砂颗粒、陶砂、陶粒、小钢球或小铁球。
6.根据权利要求5所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于: 所述致密骨料的比重为1.7-8.9。
7.根据权利要求6所述的自密实快速固化路面修补材料，其特征在于: 所述致密骨料的粒径为20-200目。
8.一种制备权利要求1-7任一所述的自密实快速固化路面修补材料的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将选定重量份数的致密骨料加热； (2)将选定重量份数的热塑性树脂粘结剂趁热加入所述致密骨料中，并搅拌均匀； (3)趁热将选定重量份数的热引发潜伏固化剂加入步骤(2)中得到的反应物中，并搅拌均匀后进行降温处理； (4)将步骤(3)中得到的反应物冷却、破碎并过筛，即得。
9.根据权利要求8所述的制备自密实快速固化路面修补材料的方法，其特征在于: 所述步骤(1)中，先将所述致密骨料加热至160°C以上至1000°C，然后再降温至90-160°C。
10.一种权利要求1-7任一所述的自密实快速固化路面修补材料在路面抢修工程中的应用。
全文摘要
本发明属于铸造材料领域，具体涉及一种自密实较好且可快速固化的路面修补材料及其制备方法，以及在快速抢修路面领域中的应用。本发明所述的自密实快速固化路面修补材料，是由60-95份致密骨料，4-30份热塑性树脂粘结剂以及1-10份在加热状态下可以诱发所述热塑性树脂粘结剂快速固化的热引发潜伏固化剂组成的。所述路面修补材料在受热状态下，50-70min内即可形成高强度路面基材，大大缩短了抢修固化的时间。
文档编号C04B26/12GK103086643SQ20121012361
公开日2013年5月8日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者秦升益, 王振邦, 汪卫坤 申请人:北京仁创科技集团有限公司