一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法，按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。本发明专利技术制得的材料具有高渗透性、抗冲耐磨、高强、高韧性、耐高温以及良好的耐久性、能够固结松散颗粒且与原道面混凝土有良好的粘结性能，适用于多种路面修复。

A double mixed grouting material for road surface repair and its preparation method

The invention relates to a road surface repair with double mixing grouting material and preparation method thereof, according to the quality of the number of copies, including 50~70 copies of Portland cement, aluminate cement 20~30, silica fume 5~8, fly ash 10~15, barite powder 8~12, retarder 1~3 copies, 10~15 copies of waterborne epoxy resin, polyurethane 3~8 0.5 to 0.8 parts, antioxidants, foam stabilizer 0.1 to 0.3 copies, 1~4 copies of coupling agent, surface active agent is 0.3 to 0.5 copies, 3~8 copies of waste rubber powder, cement reinforcing agent from 0.05 to 0.2, and 0.1 to 0.3 parts of water retaining agent. The prepared material has high permeability, abrasion resistant, high strength, high toughness, high temperature resistance and good durability, can loose particles and consolidation of the original road surface concrete has good bonding properties, suitable for various pavement repair.

【技术实现步骤摘要】
一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法
本专利技术涉及注浆材料
，尤其涉及一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国国民经济的快速发展，我国民用机场的数量及航班密度大幅度增加，机场承担着繁重的货运与客运任务，并在备战与救灾时还可快速的输送救援物资，发挥着不可替代的作用。但是，机场跑道在反复接受飞机起降的巨大荷载(如波音747起飞重量达350t)、轮子与道面强烈摩擦产生的高温气流(或军用机场喷气式飞机喷出的高温气流)的作用，加之严寒酷暑、风吹日晒的恶劣自然环境影响和冬季为应对机场不停航飞行而撒布除冰盐引起的腐蚀或外界其他侵蚀介质的腐蚀作用，导致机场混凝土道面出现了裂纹、掉粒等早期病害，若不及时处理，势必造成机场跑道路用性能加速衰变；此外，从机场道面上脱落或从裂缝中出来的石子有可能被卷入发动机中对其造成损害，严重影响飞机的飞行安全。为解决这些问题，人们大多采用注浆材料对其进行加固和修复。目前注浆材料主要可分为水泥注浆材料和化学注浆材料。水泥基注浆材料虽然具有原材料来源丰富、价格低廉、早期强度高等优点，但由于水泥颗粒较粗，一般只能灌注直径大于0.2mm的孔隙，对中、小孔隙不易灌注，且该水泥注浆材料还存在渗透性差、韧性低、与原道面混凝土黏结性差等问题；化学注浆材料粘度低、渗透性强、可进行防渗或防漏处理，但其强度低、易老化、耐高温性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种道面修复用双掺注浆材料及其制备方法，具有高渗透性、高强度、耐高温、抗冲耐磨性能良好以及粘结性能优异等性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。进一步地，硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的比表面积均大于300m2/kg，平均粒径均小于70μm；硅酸盐水泥中含有质量分数为21～26％的SiO2；铝酸盐水泥中含有质量分数超过45％的Al2O3。进一步地，硅灰的比表面积大于20000m2/kg；粉煤灰的粒径为5～45μm。进一步地，重晶石粉的粒径小于80μm，且其成分中含有质量分数超过95％的BaSO4。进一步地，缓凝剂为柠檬酸钠、硼砂或三聚磷酸钠。进一步地，水性环氧树脂是液体环氧树脂、固化剂和水按质量比为1:1.5:1.9混合均匀得到的；液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和液体双酚S型环氧树脂中的一种或两种任意比例的混合物，固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；液体双酚S型环氧树脂是在80℃加热条件下由双酚S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比为15:2混合配制而成，活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种以上任意比例的混合物。进一步地，抗氧化剂为2，4－二甲基-6-苯乙烯苯酚；消泡稳定剂为二甲基硅油；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ－氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；表面活性剂为十二烷基磺酸钠或十六烷基磺酸钠；保水剂为羧甲基纤维素。进一步地，水泥增强剂是硫酸钠、氯化钙和三乙醇胺按重量比为(1～2)：2：(2～3)混合均匀得到的。如上所述道面修复用双掺注浆材料的制备方法：包括以下步骤：1)将水性环氧树脂、聚氨酯、抗氧化剂、消泡稳定剂、偶联剂和表面活性剂混合并搅拌均匀组成组分A；将硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、重晶石粉、缓凝剂、废旧橡胶粉、水泥增强剂和保水剂混合并搅拌均匀组成组分B；2)将组分A和组分B混合均匀，得到道面修复用双掺注浆材料。进一步地，聚氨酯的的制备步骤包括：(1)在40℃将NCO基封端聚氨酯预聚体、丙酮稀释的三乙胺和蒸馏水按质量配比为(11～13)：(1～2)：(4～5)混合，搅拌8～12min进行乳化，得到乳化液；(3)向乳化液中加入NCO基封端聚氨酯预聚体质量分数10～15％的扩链剂，搅拌30min，进行扩链反应，其中扩链剂采用氢醌一二(β一羟乙基)醚、2,2-二羟甲基丙酸、1，4-丁二醇和乙二胺中的一种或几种以任意比例的混合物；(3)扩链反应结束后，减压脱出丙酮，得到聚氨酯。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：1、本专利技术材料中以水泥为基材，起到骨架作用，其具有早期强度高、凝结快、耐冻性好和耐高温等优点。水性环氧树脂和聚氨酯等高分子有机物掺入，不仅使水泥基材有了环氧树脂优良的粘结性优势和聚氨酯优良的韧性特征，又能与水泥水化产物发生化学反应和与铝酸盐水泥中的铝离子发生交联反应形成稳定结构，提高颗粒间的黏结作用，进而增强破损道面之间以及道面与修补材料之间的黏结性，有利于形成整体共同受力；利用该类有机物较强的渗透作用，能使注浆材料渗入到原机场道面混凝土表面一定深度处(2mm以上)，封闭、阻塞混凝土外部裂缝、内部孔隙，改善修复区域的表面状况，并在混凝土表面形成一定厚度具有憎水补强作用的防水层，阻止有害介质的渗透，极大改善了注浆材料与原道面混凝土间的抗盐冻能力，增强其耐久性。硅灰由于其较高的比表面积，能够分散水泥颗粒及橡胶颗粒分散能力差的问题，还可填充水泥颗粒间的孔隙，提高注浆材料密实性，增强注浆材料与原机场道面混凝土的黏结性能、抗冻、抗渗、抗冲磨、抗空蚀等性能，同时还能改善注浆材料的泌水性，提高其早期强度。粉煤灰能够改善注浆材料的和易性、可泵性及抗渗能力。重晶石粉能够促进水泥的水化程度，同时，与所加入的粉煤灰混合材有协同作用，能通过抑制高铝水泥水化产物CAH10和C2AH8向C3AH6转变，来解决铝酸盐水泥后期强度倒缩的问题。缓凝剂用来调节注浆材料的凝结时间。废旧橡胶粉能够填充注浆材料的空隙，起到应力缓冲和约束裂缝发展的作用，改善注浆材料的韧性与抗冲击性能。水泥增强剂通过改善水泥石孔结构、优化界面过渡区，提高注浆材料的强度。保水剂是为了提高注浆材料的流动性，防止水分流失。表面活性剂的加入，可改善注浆材料的可注性和有效的降低注浆材料与原道面混凝土的接触角，进而提高注浆材料的渗透性与润湿性，可提高渗透深度1.2～3倍，极大增强了注浆材料与原道面混凝土的黏结性。抗氧化剂的加入对高分子有机物起到防止氧化降解作用。消泡稳定剂是为了防止拌合时产生的剪切力导致有机物破乳凝聚及气泡增加，起到稳定注浆性能的作用。偶联剂起到表面改性作用，有助于将水泥与聚合物之间两种性能差异较大的界面偶联起来，促进界面黏合，并形成一层交联的致密网状疏水膜，可以提高注浆材料的分散性、黏合性及耐水解能力；2、经测试，本专利技术材料初凝时间在25min～35min之间，终凝在40min～50min之间，基本满足施工要求；接触角在15.5°～18.3°之间，具有优异的润湿性能和渗透性能；粘结强度在4.0MPa～4.6MPa之间，7d抗拉强度在5.2～7.1MPa之间，7d抗压强度在48.5～53.6之间，具有优良的力学性能；结实率在95.4％～97.3％之间，具有良好的密实性，反映了其抗渗性能优异；破坏时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。

【技术特征摘要】
1.一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：按质量份数计，包括硅酸盐水泥50～70份，铝酸盐水泥20～30份，硅灰5～8份，粉煤灰10～15份，重晶石粉8～12份，缓凝剂1～3份，水性环氧树脂10～15份，聚氨酯3～8份，抗氧化剂0.5～0.8份，消泡稳定剂0.1～0.3份，偶联剂1～4份，表面活性剂0.3～0.5份，废旧橡胶粉3～8份，水泥增强剂0.05～0.2份，以及保水剂0.1～0.3份。2.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的比表面积均大于300m2/kg，平均粒径均小于70μm；硅酸盐水泥中含有质量分数为21～26％的SiO2；铝酸盐水泥中含有质量分数超过45％的Al2O3。3.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：硅灰的比表面积大于20000m2/kg；粉煤灰的粒径为5～45μm。4.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：重晶石粉的粒径小于80μm，且其成分中含有质量分数超过95％的BaSO4。5.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：缓凝剂为柠檬酸钠、硼砂或三聚磷酸钠。6.根据权利要求1所述的一种道面修复用双掺注浆材料，其特征在于：水性环氧树脂是液体环氧树脂、固化剂和水按质量比为1:1.5:1.9混合均匀得到的；液体环氧树脂为双酚A型环氧树脂和液体双酚S型环氧树脂中的一种或两种任意比例的混合物，固化剂为改性脂肪胺、低分子聚酰胺和改性芳香胺中的一种或两种以上任意比例的混合物；液体双酚S型环氧树脂是在80℃加热条件下由双酚S型环氧树脂粉末与活性稀释剂按质量比...

【专利技术属性】
技术研发人员：田耀刚，王帅飞，卢东，赵成，江浩，李炜光，赵荐，郭艳明，张军，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61