隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料及制备方法技术

本申请实施例提供一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料及制备方法，包括以下重量份数的原料：树脂30～65份、玄武岩纤维10～60份、改性剂2～8份、填料5～15份和辅助材料3～10份；制备方法包括以下步骤：1)制备树脂糊状物：将称取好的树脂、改性剂、填料和辅助材料依次加入搅拌釜中混合均匀，得到树脂糊状物；2)制备片状模压料：将制备的树脂糊状物挂糊在玄武岩纤维上，然后进行切纱、复合、浸渍，放于烘箱中熟化处理15h，再通过切片、压制得到片状模压料；3)压模成型得到玄武岩纤维增强树脂复合材料；本申请具有良好的力学性能、使用寿命长的有益效果；适用于隧道衬砌加固的技术领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料及制备方法


[0001]本申请涉及隧道衬砌加固的
，具体涉及一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料及制备方法。

技术介绍

[0002]既有铁路隧道由于修建年代的不同，受限于勘察技术、设计标准与施工工艺水平，以及工程水文地质的差异等因素，经过数十年的运营，隧道衬砌大都存在着各种病害，诸如衬砌裂缝、变形和腐蚀等，严重威胁铁路运营安全。
[0003]当隧道衬砌发生病害时，常用的整治措施为局部拆换、现浇钢筋混凝土套衬以及采用拼装式波纹钢板进行加固等方法。局部拆换和现浇钢筋混凝土套衬的方法存在施工工序多、占用隧道内净空较多以及周期长的问题；拼装式波纹钢板是在传统钢板基础上，通过波纹成型加工形成具有特定波形分布的钢板，具有更高的结构强度和承载能力，但在铁路隧道病害整治实践中发现波纹钢板上1.5mm表层的绝缘层易脱落损坏，导致波纹钢板的绝缘性和耐久性降低，对铁路运营安全造成影响。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料及制备方法。
[0005]本申请实施例提供了一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，包括以下重量份数的原料：树脂30～65份、玄武岩纤维10～60份、改性剂2～8份、填料5～15份和辅助材料3～10份。
[0006]优选地，所述树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种。
[0007]优选地，所述改性剂为聚硫橡胶、有机硅橡胶、丁腈橡胶、膦酸酯类、苯乙烯中的一种。
[0008]优选地，所述填料为氢氧化铝、石英粉、云母粉、瓷粉、碳酸钙、金刚砂中的一种或两种。
[0009]优选地，辅助材料为乙二胺、改性芳香胺、顺丁烯二酸酐、间苯二甲胺、六亚甲基四胺、非活性乙醇、硅烷偶联剂KH550、硬脂酸中的一种或多种。
[0010]本申请实施例还提供了一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)制备树脂糊状物：将称取好的树脂、改性剂、填料和辅助材料依次加入搅拌釜中混合均匀，得到树脂糊状物；2)制备片状模压料：将制备的树脂糊状物挂糊在玄武岩纤维上，然后进行切纱、复合、浸渍，放于烘箱中熟化处理15h，再通过切片、压制得到片状模压料；3)压模成型：在上模具和下模具中涂抹脱模剂，并进行预热，温度达到压模温度100～190℃后，将剪裁好的片状模压料放入下模具中；压力机带动上模具快速向下运行，当上模具和下模具吻合时，缓慢施加成型压力2～15MPa，经过保压后，模压成型得到玄武岩
纤维增强树脂复合材料。
[0011]优选地，步骤2)中切纱后长度为10～70mm。
[0012]优选地，步骤1)中烘箱的温度为40～60℃。
[0013]优选地，步骤3)中保压的时间为5～20min。
[0014]优选地，步骤1)中所述树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种。
[0015]本申请的有益技术效果在于：
[0016]1、本申请中采用树脂、玄武岩纤维、改性剂、填料和辅助材料共同制备玄武岩增强树脂复合材料，用于隧道衬砌的加固。制备出的玄武岩纤维增强树脂复合材料具有良好的力学性能，且具有耐腐蚀、耐高温、绝缘抗磁和隔热的有益效果，使用寿命长、更加环保安全。
[0017]本申请制备的玄武岩纤维增强树脂复合材料还具有轻量化的特点，其重量比现有的波纹钢板的重量轻40～60％。
[0018]2、本申请中采用的树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种，具有不易磨损、环保安全的优点。
[0019]3、本申请中采用的玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原料，在1450℃～1500℃高温熔融后通过铂铑合金漏板高速拉制而成的一种新型环保绿色高性能纤维，具有良好的力学性能、耐腐蚀性能、耐高温性能、绝缘性能、抗辐射性能和隔热隔音性能等优点。
[0020]4、本申请中采用的改性剂为聚硫橡胶、有机硅橡胶、丁腈橡胶、膦酸酯类、苯乙烯中的一种，改性剂可提高玄武岩纤维增强树脂复合材料的冲击强度、抗剥离性能，增强树脂韧性。
[0021]5、本申请中采用的填料为氢氧化铝、石英粉、云母粉、瓷粉、碳酸钙、金刚砂中的一种或两种，填料可提高玄武岩纤维增强树脂复合材料的力学强度、绝缘性能、降低收缩率、提高抗磨性能和润滑性。
[0022]6、本申请制备玄武岩纤维增强树脂复合材料的工艺简单，将有机和无机原料共混，制备过程中不产生工业三废，无生产危险。制备出的玄武岩纤维增强树脂复合材料具有良好的力学性能和承载能力。
具体实施方式
[0023]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]本实施例提供一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，具有良好的力学性能、使用寿命较长。
[0025]实际制备隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料的过程中，将原料的重量份数对应千克。
[0026]实施例一至实施例三中按照以下表1中的各原料、原料含量以及反应条件制备隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料。
[0027]本申请中采用树脂、玄武岩纤维、改性剂、填料和辅助材料共同制备玄武岩增强树脂复合材料，用于隧道衬砌的加固。制备出的玄武岩纤维增强树脂复合材料具有良好的力学性能，且具有耐腐蚀、耐高温、绝缘抗磁和隔热的有益效果，使用寿命长、更加环保安全。
[0028]本申请制备的玄武岩纤维增强树脂复合材料还具有轻量化的特点，其重量比现有的波纹钢板的重量轻40～60％。
[0029]进一步地，树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种。
[0030]本申请中采用的树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种，具有不易磨损、环保安全的优点。
[0031]具体地，环氧树脂为双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或多种，环氧树脂是一种常见的热固性树脂，其分子链中含有大量活泼的环氧基、羟基及醚基，经辅助材料反应形成网状体型结构，具有良好的力学性能、化学稳定性、尺寸稳定性、电绝缘性及耐热性等。
[0032]进一步地，所述改性剂为聚硫橡胶、有机硅橡胶、丁腈橡胶、膦酸酯类、苯乙烯中的一种，改性剂可提高复合材料的冲击强度、抗剥离性能，增强树脂韧性。
[0033]进一步地，所述填料为氢氧化铝、石英粉、云母粉、瓷粉、碳酸钙、金刚砂中的一种或两种，填料可提高玄武岩纤维增强树脂复合材料的力学强度、绝缘性能、降低收缩率、提高抗磨性能和润滑性。
[0034]进一步地，辅助材料为乙二胺、改性芳香胺、顺丁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料：树脂30～65份、玄武岩纤维10～60份、改性剂2～8份、填料5～15份和辅助材料3～10份。2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，其特征在于：所述树脂为酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、硅醚树脂中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，其特征在于：所述改性剂为聚硫橡胶、有机硅橡胶、丁腈橡胶、膦酸酯类、苯乙烯中的一种。4.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，其特征在于：所述填料为氢氧化铝、石英粉、云母粉、瓷粉、碳酸钙、金刚砂中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料，其特征在于：辅助材料为乙二胺、改性芳香胺、顺丁烯二酸酐、间苯二甲胺、六亚甲基四胺、非活性乙醇、硅烷偶联剂KH550、硬脂酸中的一种或多种。6.一种隧道衬砌加固用玄武岩纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)制备树脂糊状物：将称取好的树脂、改性剂、填料和辅助材料依次加入搅拌釜中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯芳芳，谌启发，王德乾，胡玉林，许加阳，梁志新，罗章波，吴小波，胡朝康，焦文杰，赵磊，王春芳，张文丽，杨哲，吴辉生，南江昆，
申请(专利权)人：浙江石金玄武岩纤维股份有限公司，
类型：发明
国别省市：