桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料及使用方法技术

技术编号:15256319 阅读:180 留言:0更新日期:2017-05-03 00:48
本发明专利技术涉及到一种桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于包括下述重量组成:聚氨酯树脂5~20份、米石80~95份;其中,所述米石的粒径为0.01~15mm的复合石子;所述聚氨酯树脂的制备方法如下:按下述重量份取各组分,混合均匀即得到聚氨酯树脂;多元醇30~80、多异氰酸酯100‑120、二硫化钨0.5~10、二羟烷基二羟基乙烯脲1~20、促进剂0.1~2;其中多异氰酸酯的用量是按异氰酸酯基团计,与多元醇和交联剂的羟基基团之和的配比;所述多异氰酸酯是官能团为2~3的化合物或其预聚物;所述二硫化钨为颗粒直径为0.1‑10μm的晶体;所述促进剂选自三乙胺、二月桂酸二丁基锡和异辛酸铋中的至少一种。

Polyurethane composite material for bridge deck pavement and use method thereof

The invention relates to a polyurethane composite concrete deck pavement material, which comprises the following components: the weight of polyurethane resin 5 ~ 20, 80 ~ 95 meters of stone; among them, the broken stone diameter composite stones of 0.01 to 15mm; the preparation method is as follows: polyurethane resin according to the weight from the components are evenly mixed to obtain polyurethane polyol resin; 30 to 80, 120, two and 100 polyisocyanate tungsten sulfide 0.5 ~ 10, two dihydroxy alkyl hydroxy ethylene urea 1 ~ 20, 0.1 ~ 2 of the accelerator; polyisocyanate is according to the amount of isocyanate groups, and multiple alcohol and crosslinking agent of hydroxyl groups and the ratio of the isocyanate functional groups; is 2 ~ 3 compound or the prepolymer; the two tungsten sulfide as the particle diameter of 0.1 10 m crystal; the promoter consisting of three triethylamine, two At least one of two acid tin and bismuth.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到建筑材料,具体指一种桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料及使用方法。
技术介绍
桥梁工程中,铺装层损坏是桥梁结构的典型病害之一,严重影响着桥梁结构的使用寿命与安全。目前桥梁桥面铺装所用的材料多为沥青混合材料,往往因为易腐蚀,冰冻和碳化的因素,造成桥面裂、坑槽,影响桥梁结构和使用安全。随着时间的推移,这些损伤会延伸至桥梁的内部结构,加速雨水的渗入,引起钢筋腐蚀,缩短桥梁寿命。解决这一难题的技术途径,一般仍局限于传统沥青或水泥混凝土的相关性能改良,如采用以乳化沥青以及环氧树脂改性混凝土。P.R.Blankenhorn,CementandConcreteResearch,1980,10(6),809-822;F.Hugenschmidt,InternationalJournalofAdhesionandAdhesives,1982,2(2),84-95;O.Elalaoui(Constr.Build.Mater.,2012,27(1),415–424)报道了一种以环氧树脂为粘结剂的聚合物混凝土,通过调节聚合物/米石比例,使其具有比普通水泥更好的抗压强度,成型稳定性。但是环氧混合料的配制工艺比较复杂,施工中对时间和温度要求十分严格,对环境要求苛刻;环氧沥青铺装养护时间长,修复难度很大。另外,环氧沥青高低温下的使用性能以及耐老化性能较差。陈会凡在《聚氨酯弹性混凝土在连霍高速桥面伸缩缝病害维修中的应用》(《施工技术》,2011年06期)报道了一种聚氨酯桥面伸缩缝填补材料,罗志鹏在《弹性聚氨酯型混凝土道路嵌缝胶研制与应用》(《广州化学》,2004年02期)报道了一种聚氨酯嵌缝材料以及韦灼彬在《早强快硬聚氨酯混凝土的试验研究》报道了一种含聚氨酯、固化剂和砂、石、水泥的道路修补材料。然而这几种混凝土其抗压强度低,只有10兆帕左右,不能作为桥面铺装材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种有效地解决桥面板在复杂环境下腐蚀破坏,大大增强桥梁使用寿命,减少桥梁运营维护的桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种有效地解决桥面板在复杂环境下腐蚀破坏,大大增强桥梁使用寿命,减少桥梁运营维护的桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料的使用方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:该桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于包括下述重量组成:聚氨酯树脂5~20份米石80~95份其中,所述米石的粒径为0.01~15mm的复合石子;所述聚氨酯树脂的制备方法如下:按下述重量份取各组分,混合均匀即得到聚氨酯树脂;二羟烷基二羟基乙烯脲为液体,和液体二元醇容易混合,不需要加热,制备简单;其中多异氰酸酯的用量是按异氰酸酯基团计,与多元醇和交联剂的羟基基团之和的配比;所述多异氰酸酯是官能团为2~3的化合物或其预聚物;所述二硫化钨为颗粒直径为0.1-10μm的晶体;所述促进剂选自三乙胺、二月桂酸二丁基锡和异辛酸铋中的至少一种。制备聚氨酯树脂的各原料重量配比优选为:较好的,所述多元醇选自聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚碳酸酯二元醇中的至少一种。所述多异氰酸酯优选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的至少一种。所述二羟烷基二羟基乙烯脲的结构式如下:所述米石的粒径分布优选如下:所述复合砂石中粒径在0.01~0.15mm之间的为12~26wt%,0.15~0.6mm之间的为14~27wt%,粒径在0.6~1.18mm之间的为18~28wt%,粒径在1.18~2.36mm之间的为12~29wt%,粒径在2.36~4.75mm之间的为17~35wt%;上述各方案中的聚氨酯复合混凝土材料的使用方法,其特征在于包括下述步骤:将聚氨酯树脂和米石混合均匀得到砂浆;将砂浆在0~40℃下固化反应10-1440分钟得到试模样品。砂浆可以根据需要倒入马歇尔试模,经冲击仪击实,得到试模样品;或者把砂浆铺在路面或桥面上,经振动压路机振动击实,得到聚氨酯混凝土铺装层。优选聚合温度为5~40℃,聚合温度为30~720分钟。与现有技术相比,本专利技术所提供的桥面铺装用聚氨酯混凝土材料,在聚氨酯树脂中引入二羟烷基二羟基乙烯脲,利用二羟烷基二羟基乙烯脲的断链羟基和长链羟基,大幅度增强聚氨酯树脂的力学性能,赋予混凝土材料韧性和强度,提高了制品的抗冲击性能和耐疲劳性能;同时作为树脂粘结相凝结固化时间短,由聚氨酯形成的薄膜浆体能够增大混凝土和钢材之间的粘结强度,且薄膜的毛细孔能有效的阻止水分的吸收和渗透,防止腐蚀介质的进入,减少了微型网格纹的产生,改善了混凝土的抗渗性、耐磨性和耐腐蚀性等各项耐久性能,从而可以延缓钢材的腐蚀,提高铺装层的减震能力和使用寿命,延长桥梁使用寿命;并且施工工艺简单方便,复合材料可设计性强;尤其适合用于大跨度,耐久性要求高或者修复较为困难的桥面结构中,还可以用于海工结构,高速公路,港口,隧道的混凝土工程。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。下述各实施例中所使用的米石满足表1所述条件:表1筛孔尺寸(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075通过率(%)100100725543302216实施例1首先,将干燥好的聚四氢呋喃二元醇(分子量=1000)50克,二羟己基二羟基乙烯脲22.4克,加入塑料烧杯中,加入甲苯二异氰酸酯(TDI)37.0克,搅拌均匀,然后加入催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTL)0.1毫升,充分搅拌,使其混合均匀,即制得聚氨酯树脂。加入预先准备好的复合米石756克,充分搅拌均匀,得到砂浆。将砂浆导入直径为103mm高度为8厘米的圆形模具,正反面经马歇尔击实仪各敲击50次,得到预制件。把预制件放入40℃烘箱下恒温2.5小时,得到聚氨酯混凝土材料成品。对得到的聚氨酯混凝土材料成品进行测试,其中样品稳定度和流值采用ASTMD1559标准测试,抗压强度采用ASTMD395-02标准测试方法进行检测。检测得到:所得聚氨酯水泥样品稳定度为55.8KN,流值为2.5mm,抗压强度为60.2MPa。实施例2首先,干燥好的聚碳酸酯二元醇(分子量=2000)50克,二羟辛基二羟基乙烯脲22.4克,加入塑料烧杯中混合均匀,加入聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)52.0克,搅拌均匀,然后加入催化剂三乙胺0.3毫升,充分搅拌,使其混合均匀,得到聚氨酯树脂。将聚氨酯树脂加入到756克复合米石中,充分搅拌,使其混合均匀,即得到砂浆。将砂浆导入直径为10cm高度为8厘米的圆形模具,正反面经马歇尔击实仪各敲击50次得到预制件。把预制件放入25℃恒温箱下恒温8小时,得到聚氨酯混凝土材料成品。检测聚氨酯混凝土材料成品的稳定度为65.3KN,流值为3.1mm,抗压强度为65.7MPa。实施例3干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇(分子量=1000)35克,聚四氢呋喃(分子量=1000)15.0克,二羟己基二羟基乙烯脲22.4克18.4克,加入塑料烧杯中混合均匀,加入聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)49.2克,搅拌均匀,然后加入催化剂异辛酸铋0.2毫升,充分搅拌,使其混本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于包括下述重量组成:聚氨酯树脂                 5~20份米石                       80~95份其中,所述米石的粒径为0.01~15mm的复合石子;所述聚氨酯树脂的制备方法如下:按下述重量份取各组分,混合均匀即得到聚氨酯树脂;其中多异氰酸酯的用量是按异氰酸酯基团计,与多元醇和交联剂的羟基基团之和的配比;所述多异氰酸酯是官能团为2~3的化合物或其预聚物;所述二硫化钨为颗粒直径为0.1‑10μm的晶体;所述促进剂选自三乙胺、二月桂酸二丁基锡和异辛酸铋中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于包括下述重量组成:聚氨酯树脂5~20份米石80~95份其中,所述米石的粒径为0.01~15mm的复合石子;所述聚氨酯树脂的制备方法如下:按下述重量份取各组分,混合均匀即得到聚氨酯树脂;其中多异氰酸酯的用量是按异氰酸酯基团计,与多元醇和交联剂的羟基基团之和的配比;所述多异氰酸酯是官能团为2~3的化合物或其预聚物;所述二硫化钨为颗粒直径为0.1-10μm的晶体;所述促进剂选自三乙胺、二月桂酸二丁基锡和异辛酸铋中的至少一种。2.根据权利要求1所述的桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于制备聚氨酯树脂的各原料重量配比如下:3.根据权利要求1或2所述的桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于所述多元醇选自聚对苯二甲酸乙二醇酯二元醇、聚四氢呋喃二元醇和聚碳酸酯二元醇中的至少一种。4.根据权利要求3所述的桥面铺装用聚氨酯复合混凝土材料,其特征在于所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、六亚甲基二异氰酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕忠达蒋志强赵卓尤玉静明亮杨建宋庆庆顾群
申请(专利权)人:宁波工程学院
类型:发明
国别省市:浙江;33

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