一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。按重量份数计，依次称取：50～60份环氧树脂，30～45份砂，20～28份添加剂和5～8份固化剂，将环氧树脂与砂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入添加剂和固化剂，于温度为30～60℃，转速为250～380r/min的条件下，搅拌混合20～30min后，得坯料，将坯料注模，并于温度为150～180℃的条件下高温固化30～50min后，脱模，得抗开裂环氧树脂混凝土。本发明专利技术所得的抗开裂环氧树脂混凝土具有优异的抗开裂性能和柔韧性。

A preparation method of anti cracking epoxy resin concrete

【技术实现步骤摘要】
一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法
本专利技术公开了一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
桥梁伸缩缝直接承受车轮载荷的冲击且长期暴露在大气中，极易损坏且维修成本高。桥梁伸缩缝遭受破坏后，一方面影响行车舒适性，使行车者缺乏安全感，另一方面导致车辆对桥梁上部结构的冲击，影响桥梁主体结构的受力，降低桥梁使用寿命。统计数据表明伸缩缝是桥梁结构中最薄弱的部分，其使用寿命远低于桥梁的设计寿命。频繁维修或更换伸缩缝不仅严重影响交通的通畅与安全，并且也带来了资源的浪费与环境问题，提高了桥梁的维护成本。目前主要应用的桥梁伸缩缝有以下五种类型：钢板式、模数式、橡胶板式、嵌填式和无缝式。除无缝式伸缩缝是将伸缩体直接与路面铺装层粘结，实现桥梁结构无缝化外，其余类型伸缩缝都需在伸缩体与路面铺装层之间设置过渡层混凝土，以实现伸缩缝与主梁结构的一体化。从桥梁伸缩缝的结构和功能分析，过渡区混凝土的作用和功能主要体现在以下三个方面：（1）将梁端的伸缩缝装置受到的荷载，通过过渡区混凝土传递给主梁结构，从而改变伸缩缝装置的应力分布，减少其所受应力；（2）将梁端的伸缩缝装置受到的冲击能量通过过渡区混凝土传递给主梁结构和桥面铺装层，减少伸缩缝装置所受冲击能，减轻或避免其发生冲击破坏；（3）伸缩缝装置的型钢模量较高，沥青混凝土铺装层模量较低，过渡区混凝土将两者模量差异较大的材料粘结成一体，保证路面的一体化，实现材料模量的均匀过渡，保证路面的平整度、行车的平稳性和舒适性。现行的桥梁伸缩缝过渡区混凝土主要采用钢纤维混凝土、普通混凝土（如C50混凝土）和快速混凝土，但从其历来工程中的使用与维修情况来看，均未能达到设计和实际使用年限的要求，有些甚至隔1-2年就需要重修，分析其质量不达标的原因主要有三点：（1）钢纤维混凝土、普通混凝土和快速混凝土均属脆性材料，抗折和抗冲击能力较差，不能很好地适应桥梁伸缩缝频繁受冲击的工作环境；（2）自身内聚强度和界面粘结强度低，与混凝土梁板、预埋筋及型钢间的粘结力差，在承受应力作用时，粘结界面容易出现裂缝，一旦开裂，功能就基本丧失，最终导致整个锚固体系的破坏；（3）因界面粘结强度低，为了达到相应的力学锚固效果，对梁板，台帽背墙的表面平整度、预埋筋的预埋效果、预埋筋与型钢的连接布置要求极高，这对施工质量控制提出了更高的要求，也导致施工质量难以保证。另外在开放交通时间方面，钢纤维混凝土和普通混凝土养护时间较长，通常需要28天；快速混凝土早期强度虽高于钢纤维混凝土和普通混凝土，但较脆，抗冲击能力差，使用寿命尤其短。由于目前桥梁修补混凝土存在的问题较多，因此，树脂混凝土逐渐被开发，树脂混凝土固化时间短，强度高，但由于其韧性不佳，影响其使用，现今对树脂混凝土的改性都以添加改性填料为主，但由于填料在树脂中分散性较差，因此如何提有效提高树脂混凝土的韧性，并进一步提高树脂混凝土的抗开裂性能，还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统抗开裂环氧树脂混凝土由于改性填料分布不均，导致抗开裂环氧树脂混凝土韧性不佳，且抗开裂性能无法进一步提高的问题，提供了一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，具体制备步骤为：（1）将十六烷基三甲基溴化铵与去离子水按质量比1：30～1：35混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量0.8～0.9倍的尿素，搅拌混合后，得十六烷基三甲基溴化铵混合液；（2）将十六烷基三甲基溴化铵混合液与环己烷按体积比1.2：1.0～1.1：1.0混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.03～0.06倍的异丙醇，搅拌混合后，得预处理十六烷基三甲基溴化铵混合液，将十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯按体积比25：1～28：1混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，煅烧，得二氧化硅微球；（3）将二氧化硅微球与硅烷偶联剂按质量比3：1～4：1混合，并加入二氧化硅微球质量10～12倍的无水乙醇，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性二氧化硅微球，将预改性二氧化硅微球与橡胶乳液按质量比1：5～1：6混合，静置，过滤，得改性二氧化硅微球；（4）用改性二氧化硅微球质量3～4倍的石蜡对改性二氧化硅进行喷淋，冷冻，得添加剂；（5）按重量份数计，依次称取：50～60份环氧树脂，30～45份砂，5～10份稀释剂，20～28份添加剂和5～8份固化剂，将环氧树脂与砂混合，并加入添加剂，稀释剂和固化剂，搅拌混合后，得坯料，将坯料注模，高温固化，脱模，得抗开裂环氧树脂混凝土。步骤（3）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。步骤（3）所述橡胶乳液为固含量为40～60%的天然橡胶乳液或固含量为45～55%的丁苯橡胶乳液中任意一种。步骤（4）所述石蜡为碳原子数为20～32的石蜡。步骤（5）所述环氧树脂为环氧树脂E-44或环氧树脂E-51中任意一种。步骤（5）所述砂为目数为120目的砂。步骤（5）所述固化剂为乙二胺，二乙胺或三乙烯四胺中任意一种。步骤（5）所述稀释剂为丙酮，环己酮，正丁醇，邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种。步骤（5）所述坯料中可加入坯料质量0.1～0.2倍的聚烯丙胺，坯料质量0.1～0.2倍的异氰酸酯混合物，所述异氰酸酯混合物为将甲苯二异氰酸酯与碳酸氢钙按质量比3：1混合，得异氰酸酯混合物。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在制备抗开裂环氧树脂混凝土时加入添加剂，首先，添加剂中含有纤维状介孔二氧化硅，在加入产品中后，可作为树脂大分子链的缠绕点，从而使产品的抗开裂强度提高，其次，添加剂中纤维状介孔二氧化硅的孔隙结构内部含有橡胶大分子，在加入产品中后，可在产品固化过程中将橡胶大分子释放于产品中，从而使产品的韧性提高，并且由于在添加剂制备过程中，在使用硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性同时，还用石蜡对改性二氧化硅微球进行喷淋，从而使添加剂在加入产品中后可均匀分布于产品之中，进而使产品的抗开裂性能和韧性进一步提高，再者，由于浸入的橡胶胶乳中含有不溶于环氧树脂的溶剂，在产品制备过程中，由于产品表面固化后溶剂蒸发后气体难以排出，因此可进入纤维状介孔二氧化硅的孔隙结构，并将橡胶大分子挤压并分布于产品内部，从而使产品的韧性进一步提高；（2）本专利技术在制备抗开裂环氧树脂混凝土时可加入聚烯丙胺，碳酸氢钙和异氰酸酯，加入的异氰酸酯可在产品的制备过程中与碳酸氢钙分解产生的水发生反应，从而产生二氧化碳和胺类化合物，产生的二氧化碳可促使二氧化硅中橡胶大分子链的排出与均匀分布，使产品的抗开裂性能提高，而形成的胺类化合物可促使环氧树脂的固化，从而使产品的固化更加完全，进而使产品的抗开裂性能提高；并且加入的聚烯丙胺可在异氰酸酯产生的二氧化碳的作用下形成交联网络，从而使从的抗开裂性能进一步提高。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）将十六烷基三甲基溴化铵与去离子水按质量比1：30～1：35混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量0.8～0.9倍的尿素，搅拌混合后，得十六烷基三甲基溴化铵混合液；/n（2）将十六烷基三甲基溴化铵混合液与环己烷按体积比1.2：1.0～1.1：1.0混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.03～0.06倍的异丙醇，搅拌混合后，得预处理十六烷基三甲基溴化铵混合液，将预处理十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯按体积比25：1～28：1混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，煅烧，得二氧化硅微球；/n（3）将二氧化硅微球与硅烷偶联剂按质量比3：1～4：1混合，并加入二氧化硅微球质量10～12倍的无水乙醇，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性二氧化硅微球，将预改性二氧化硅微球与橡胶乳液按质量比1：5～1：6混合，静置，过滤，得改性二氧化硅微球；/n（4）用改性二氧化硅微球质量3～4倍的石蜡对改性二氧化硅进行喷淋，冷冻，得添加剂；/n（5）按重量份数计，依次称取：50～60份环氧树脂，30～45份砂，5～10份稀释剂，20～28份添加剂和5～8份固化剂，将环氧树脂与砂混合，并加入添加剂，稀释剂和固化剂，搅拌混合后，得坯料，将坯料注模，高温固化，脱模，得抗开裂环氧树脂混凝土。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将十六烷基三甲基溴化铵与去离子水按质量比1：30～1：35混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵质量0.8～0.9倍的尿素，搅拌混合后，得十六烷基三甲基溴化铵混合液；
（2）将十六烷基三甲基溴化铵混合液与环己烷按体积比1.2：1.0～1.1：1.0混合，并加入十六烷基三甲基溴化铵混合液体积0.03～0.06倍的异丙醇，搅拌混合后，得预处理十六烷基三甲基溴化铵混合液，将预处理十六烷基三甲基溴化铵混合液与正硅酸乙酯按体积比25：1～28：1混合，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，煅烧，得二氧化硅微球；
（3）将二氧化硅微球与硅烷偶联剂按质量比3：1～4：1混合，并加入二氧化硅微球质量10～12倍的无水乙醇，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性二氧化硅微球，将预改性二氧化硅微球与橡胶乳液按质量比1：5～1：6混合，静置，过滤，得改性二氧化硅微球；
（4）用改性二氧化硅微球质量3～4倍的石蜡对改性二氧化硅进行喷淋，冷冻，得添加剂；
（5）按重量份数计，依次称取：50～60份环氧树脂，30～45份砂，5～10份稀释剂，20～28份添加剂和5～8份固化剂，将环氧树脂与砂混合，并加入添加剂，稀释剂和固化剂，搅拌混合后，得坯料，将坯料注模，高温固化，脱模，得抗开裂环氧树脂混凝土。


2.根据权利要求1所述的一种抗开裂环氧树脂混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金华，
申请(专利权)人：黄金华，
类型：发明
国别省市：湖北;42