一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法。所述的注浆材料由A、B两组分混合而成，A组分与B组分的混合重量比为0.8~1.2:1；以重量份表示，所述的A组分由赤泥60~70份、悬浮剂1~5份、催化剂1~2份、交联剂1~3份、水25~35份组成；所述的B组分自制预聚体100份。本发明的双液注浆材料制备方法简单，具有反应时间可控、分散性能好，固结体强度高、柔性好等优点。
【专利说明】一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于道路养护用材料领域，具体涉及一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0003]在高速发展的当今社会，高速公路的利用率也越来越高。然而，高速公路经过长期使用或者重车碾压，表面会出现开裂，严重时将会导致路面塌陷、路基脱空等问题，严重影响交通安全。为保证行车安全，需要及时进行修补。通常用注浆的方法对高速路进行修补，目前常用的注浆材料有无机和有机两种注浆材料。有机注浆材料虽然具有凝结快、柔性好、强度高等优点，但其成本过高;无机类的注浆材料存在悬浮性差、早期强度低、固结体柔性差等缺点。高速路修补用注浆材料需要具有成本低、快凝、早强、柔性好等特点，但是现有的注浆材料很难同时满足高速路修补用的要求。因此，需要开发一种能够满足实际工程需要且经济适用的注浆材料。
[0004]赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的强碱性固体废弃物。我国是生产氧化铝的大国，每年排放赤泥尚达数百万吨，而其中仅有约10%的赤泥能够综合利用。大量的赤泥不能有效利用只能以大面积堆放的方式进行处理，这将造成巨大的环境问题。因此，赤泥的有效利用是节约资源、保护环境的一个重要途径。目前，已有部分学者致力于赤泥的综合利用，以实现其大规模应用。如中国专利文献CN 103896503 A公开了一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法，该方法利用赤泥、矿物掺和料、外掺复合碱性激发剂通过缩聚反应生成一种三维凝胶结构的地聚物；中国专利文献CN 104446213 A公开了一种以赤泥为原料的注浆材料，主要原料为赤泥、激发剂、活性引发剂、微硅粉、缓凝剂、表面活性剂以及保水剂等。以上方法制备的赤泥基注浆材料虽然成本较低、具有一定的力学强度，但其分散性较差，柔性差，粘接力不足。
【发明内容】
[0005]综上所述，本发明针对现有技术的不足，提供一种成本低、固化后强度高且柔性好的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法。
[0006]本发明采用技术方案如下:
一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的注浆材料是按照重量比为0.8?1.2:1的A组分:B组分混合而成，
以重量份计，所述的A组分包括赤泥60?70份、悬浮剂卜5份、催化剂I?2份、交联剂卜3份、水25?35份；
所述的B组分为自制预聚体100份；
所述的自制预聚体的制备方法为:先分别将4份I，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°110°c温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40t>5(rc，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，封装备用。
[0007]进一步，所述的赤泥为拜耳法制得的赤泥。
[0008]进一步，所述的催化剂为二甲基乙醇胺、N，N_ 二甲基环己胺、双(3-二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种。
[0009]进一步，所述的悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维。
[00?0]进一步，所述的交联剂为果糖。
[0011]进一步，所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯优选为PM-200多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
[0012]进一步，所述的聚醚多元醇羟基含量为160?200 mg KOH/g，含水量〈0.15%。
[0013]—种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)A组分制备:向60?70份赤泥中加入25?35份水，搅拌均匀后再加入I?5份悬浮剂、I?2份催化剂、I?3份交联剂，继续搅拌均匀即可；
(2)B组分:自制预聚体的制备:先分别将4份1，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，取自制预聚体100份，封装待用；
(3)混合:将A组分和B组分按照0.8?1.2:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品O
[0014]有益效果:
1、多亚甲基多苯基多异氰酸酯与I，6_己二醇和聚醚多元醇发生反应生成的预聚体中含有碳链和醚键，使得浆液固结体具有较好的强度和柔性。
[0015]2、本发明加入纤维悬浮剂一方面使赤泥形成稳定的自悬浮溶液，另一方面也提高了注浆材料固结体的力学性能。
[0016]3、有效利用赤泥的碱性吸收自制预聚体与水反应生成的二氧化碳，使注浆材料固结体趋于中性。
[0017]4、本发明的注浆材料具有固结时间快、固结体强度高、柔性好以及成本低等优点，且工艺流程简单，易于推广。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明做出进一步说明:
实施例1:
一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，以重量份计，其制备方法如下:
(1)A组分制备:向63份赤泥中加入31份水，搅拌均匀后再加入3份悬浮剂、I份催化剂、2份交联剂，继续搅拌均匀即可；
(2)B组分:自制预聚体的制备:先分别将4份1，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，取自制预聚体100份，封装待用；
(3)混合:将A组分和B组分按照1:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品材料测试指标如下: A、B组分静置2月后，游离液0.0%;Α、Β组分混合固化4h后，抗压强度42.5MPa，粘接强度
2.4MPa，抗折强度20.7MPa，抗折位移6.3mm。
[0019]实施例2:
一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，以重量份计，其制备方法如下:
(I )A组分制备:向68份赤泥中加入24份水，搅拌均勾后再加入4份悬浮剂、I份催化剂、3份交联剂，继续搅拌均匀即可；
(2)B组分:自制预聚体的制备:先分别将4份1，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，取自制预聚体100份，封装待用；
(3)混合:将A组分和B组分按照0.9:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品材料测试指标如下:
A、B组分静置2月后，游离液0.0%; A、B组分混合固化4h后，抗压强度可达51.2MP a，粘接强度3.4MPa，抗折强度23.6MPa，抗折位移6.7mm。
[0020]实施例3:
一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，以重量份计，其制备方法如下:
(1)A组分制备:向60份赤泥中加入35份水，搅拌均匀后再加入3份悬浮剂、I份催化剂、I份交联剂，继续搅拌均匀即可；
(2)B组分:自制预聚体的制备:先分别将4份1，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，取自制预聚体100份，封装待用；
(3)混合:将A组分和B组分按照0.8:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品材料测试指标如下:
A、B组分静置2月后，游离液0.0%; A、B组分混合固化4h后，抗压强度可达48.1MPa,粘接强度3.1MPa，抗折强度22.4MPa，抗折位移7.6mm。
[0021]实施例4:
一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，以重量份计，其制备方法如下:
(1)A组分制备:向65份赤泥中加入30份水，搅拌均匀后再加入3份悬浮剂、I份催化剂、I份交联剂，继续搅拌均匀即可；
(2)B组分:自制预聚体的制备:先分别将4份1，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，取自制预聚体100份，封装待用；
(3)混合:将A组分和B组分按照1.2:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品材料测试指标如下:
A、B组分静置2月后，游离液0.0%; A、B组分混合固化4h后，抗压强度可达46.6MPa，粘接强度2.4MPa，抗折强度21.5MPa，抗折位移5.2mm。
[0022]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，SP依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【主权项】
1.一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的注浆材料是按照重量比为0.8-1.2:1的A组分:B组分均勾混合而成， 以重量份计，所述的A组分包括赤泥60?70份、悬浮剂1~5份、催化剂卜2份、交联剂卜3份、水25?35份； 所述的B组分是自制预聚体100份； 所述的自制预聚体的制备方法为:先分别将4份I，6-己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体，封装备用。2.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的赤泥为拜耳法制得的赤泥。3.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的催化剂为二甲基乙醇胺、N，N-二甲基环己胺、双(3-二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维。5.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的交联剂为果糖。6.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯优选为PM-200多亚甲基多苯基多异氰酸酯。7.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料，其特征在于:所述的聚醚多元醇羟基含量为160?200 mg 1(0!1/^，含水量〈0.15%。8.—种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料的制备方法，包括以下步骤: (1)A组分制备:向60?70份赤泥中加入25?35份水，搅拌均匀后再加入I?5份悬浮剂、I?2份催化剂、I?3份交联剂，继续搅拌均匀即可； (2)B组分制备:自制预聚体的制备:先分别将4份I，6_己二醇和6份聚醚多元醇在90°0110°C温度下搅拌，真空脱水2?4 h;再降温至40°050°(:，加入到90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中，然后在80°C反应制得预聚体;取自制预聚体100份，封装待用； (3)混合:将A组分和B组分按照0.8-1.2:1的重量比均匀混合，即得所述注浆材料的成品O
【文档编号】C08G18/32GK105859187SQ201610242178
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】杨政鹏, 张雪峰, 朱建平, 张春静, 张春克, 张春雷, 杨兴旺, 管学茂
【申请人】河南理工大学