一种早强抗冻融冷补沥青混合料及其施工方法技术

本发明专利技术提供了一种早强抗冻融冷补沥青混合料及其施工方法，所述补沥青混合料由A组分、B组分和C组分组成，其中A组分包括以下原料：沥青、水泥、碳酸氢盐、玄武岩纤维、级配料、固化剂、固化促进剂、聚羧酸减水剂和水；B组分包括以下原料：水性环氧树脂、超支化环氧树脂、环氧稀释剂；C组分为生石灰；所述超支化环氧树脂是三乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物和二乙醇胺反应制备得到端羟基超支化聚醚，然后再将端羟基超支化聚醚上的端羟基环氧化得到，所述超支化环氧树脂环氧值为0.31

【技术实现步骤摘要】
一种早强抗冻融冷补沥青混合料及其施工方法


[0001]本专利技术属于施工和建筑材料领域，具体涉及一种早强抗冻融冷补沥青混合料及其施工方法，用于填补沟槽、坑洞等。

技术介绍

[0002]对于沟槽、坑洞、裂缝等的修补，沥青是传统的常用材料，但是沥青在使用过程中通常要加热才能流动施工，不仅耗时耗力，而且在一些场合没有施工条件，或者加热造成有害气体的大量挥发不环保。冷补沥青混合料作为一种近年兴起的快速修补材料，在低温条件下全天候施工和储存，不受环境和交通条件的限制，特别是在我国北方冬天，具有重要的意义。
[0003]但是目前冷补沥青产品普遍存在早期强度低，成型速度慢，不耐冻融的缺陷。
[0004]CN114751677A公开了一种耐低温型冷补沥青混合料及其制备方法，混合料的组成原料组分为冷补沥青、集料和矿粉，其中冷补沥青的原料组分为沥青、稀释剂、添加剂和抗剥落剂；制备方法为：(1)将沥青加热制成沥青液；(2)稀释剂加入到沥青液搅拌制成稀释沥青；(3)在85～95℃将添加剂和抗剥落剂加入到稀释沥青中，搅拌均匀制成沥青胶浆；冷却至室温获得冷补沥青；(4)集料按级配调和，烘干制成级配集料；(5)将冷补沥青与级配集料搅拌混合90～120s，然后加入矿粉，再次搅拌混合90～120s。该冷补材料在
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35℃环境下依然能够施工。但是，该专利中使用了单组份湿固化聚氨酯，储存稳定性差；使用了大量的煤油和溶剂油作为稀释剂，施工固化时间过长，而且影响固化后强度。
[0005]CN114940598A公开了一种高和易性冷补沥青混合土及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：90
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110份填料、5
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10份水性胺类固化剂以及100
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120份阴离子乳化沥青；所述阴离子乳化沥青由基质沥青、蜡油、阴离子乳化剂、水性环氧树脂以及去离子水组成，所述基质沥青、蜡油、阴离子乳化剂、水性环氧树脂以及去离子水的重量比例为5：（2
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4）：2：3：8。但是，该专利技术，成分复杂，必须在施工现场搅拌混合，其中使用的蜡油和乳化剂等成分会长期滞留在混合土中，影响强度性能。
[0006]现有技术中在冷补沥青中加入可交联固化的物质，比如环氧树脂，聚氨酯等，但是考虑到冷补沥青在低温下施工和固化，要求固化温度比较低，限制了固化体系的应用，存在施工便利性和固化后强度难以兼顾的难题。为了提高强度，增加固体体系的用量，在沥青中交联固化形成三维网络结构，提高了冷补沥青的力学性能和高温性能，但是低温下显脆性，开裂后无法愈合，影响在寒冷地区的使用。

技术实现思路

[0007]基于现有技术中的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种储存稳定、施工过程简单、环保性高，抗冻融且强度性能优良的冷补沥青混合料。
[0008]本专利技术所述的早强抗冻融冷补沥青混合料由A组分、B组分和C组分组成，其中A组分包括以下原料：沥青、水泥、碳酸氢盐、玄武岩纤维、级配料、固化剂、固化促进剂、聚羧酸
减水剂和水；B组分包括以下原料：水性环氧树脂、超支化环氧树脂和环氧稀释剂；C组分为生石灰；所述超支化环氧树脂是三乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物与二乙醇胺反应制备得到端羟基超支化聚醚，然后再将超支化聚醚上的端羟基环氧化得到，所述超支化环氧树脂环氧值为0.31
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0.35。
[0009]所述碳酸氢盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。
[0010]本专利技术创造性地将生石灰作为冷补沥青混合料的组成部分，生石灰见水发生反应，产生热量，为环氧树脂的充分固化提供条件。同时生石灰和碳酸氢盐一起作用，产生的碳酸钙作为体系的一部分，共同增强了冷补料固化后的强度。
[0011]进一步，所述A组分包括以下质量份的原料：30
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50份沥青、10
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14份水泥、2
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3份碳酸氢盐、8
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14份玄武岩纤维、12
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20份级配料、3.5
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4.2份固化剂、1
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3份固化促进剂、0.2
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0.4份聚羧酸减水剂和30
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40份水；所述B组分包括以下质量份的原料：7
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10份水性环氧树脂、3
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5份超支化环氧树脂和10
‑
15份环氧稀释剂；A组分、B组分和C组分的质量比为 100：20
‑
30：3
‑
5。
[0012]进一步地，所述沥青选自石油沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、橡胶沥青、复合改性沥青中的至少一种；优选为石油沥青和复合改性沥青按照质量比1
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2:1
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2的混合沥青。复合改性沥青是沥青与SBS、凹凸棒粉通过熔融法改性得到。
[0013]更进一步地，所述复合改性沥青通过包括以下步骤的制备方法制得：将沥青加热熔融，加入SBS和凹凸棒粉，在180
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220℃条件下强制搅拌，得到复合改性沥青；SBS加入量是沥青的4
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7 wt%，凹凸棒粉加入量是沥青的1
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2 wt%。专利技术人预料不到地发现，以SBS和凹凸棒两种改性剂得到的复合改性沥青，能够同时提高冷沥青补料的低温性能和动稳定度。而采用其他聚合物(PE、SBR、EVA等)或者其他无机填料(蒙脱土)不能达到这样的目的。本专利技术制备复合改性沥青，不需要再加入稳定剂，可能是凹凸棒本身能起到一定稳定剂的作用。
[0014]优选地，SBS为线型，重均分子量为10
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15万，SBS中S单元和B单元的质量比为30/70至40/60；凹凸棒粉粒径为200
‑
325目。
[0015]所述水泥为强度在42.5MPa以上的硅酸盐水泥；所述级配料为石英砂和玄武岩石料的混合料，其中石英砂与玄武岩石料的重量比为1
‑
3：1，石英砂的粒径为10
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20mm，玄武岩石料的粒径为2
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5 mm。所述玄武岩纤维长度在10
‑
30mm，直径13
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17μm，抗压强度在1000
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1200MPa；所述水性环氧树脂为双酚型环氧树脂，比如双酚A型，双酚F型，环氧值为0.4
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0.5，比如E44，E51；所述环氧稀释剂选自1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
[0016]玄武岩纤维属于硅酸盐纤维，一方面作为润滑剂使得各组分，尤其是水泥组分分散更加均匀，另一方面，玄武岩纤维本身的韧性和强度性能都比较好，有利于提高冷补沥青混合料固化后的性能。
[0017]所述超支化环氧树脂是通过包括以下步骤的制备方法制得：(S1)保护性气氛下，二乙醇胺溶解在有机溶剂中，缓慢加入三乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种早强抗冻融冷补沥青混合料，其特征在于，由A组分、B组分和C组分组成，其中A组分包括以下原料：沥青、水泥、碳酸氢盐、玄武岩纤维、级配料、固化剂、固化促进剂、聚羧酸减水剂和水；B组分包括以下原料：水性环氧树脂、超支化环氧树脂和环氧稀释剂；C组分为生石灰；所述超支化环氧树脂是三乙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物与二乙醇胺反应制备得到端羟基超支化聚醚，然后再将端羟基超支化聚醚上的端羟基环氧化得到，所述超支化环氧树脂环氧值为0.31
‑
0.35。2.根据权利要求1所述的早强抗冻融冷补沥青混合料，其特征在于，所述A组分包括以下质量份的原料：30
‑
50份沥青、10
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14份水泥、2
‑
3份碳酸氢盐、8
‑
14份玄武岩纤维、12
‑
20份级配料、3.5
‑
4.2份固化剂、1
‑
3份固化促进剂、0.2
‑
0.4份聚羧酸减水剂和30
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40份水；所述B组分包括以下质量份的原料：7
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10份水性环氧树脂、3
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5份超支化环氧树脂和10
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15份环氧稀释剂；A组分、B组分和C组分的质量比为100：20
‑
30：3
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5。3.根据权利要求1所述的早强抗冻融冷补沥青混合料，其特征在于，所述沥青选自石油沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、橡胶沥青、复合改性沥青中的至少一种；和/或所述水泥为强度在42.5MPa以上的硅酸盐水泥；和/或所述级配料为石英砂和玄武岩石料的混合料，其中石英砂与玄武岩石料的重量比为1
‑
3：1，石英砂的粒径为10
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20mm，玄武岩石料的粒径为2
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5 mm；和/或所述玄武岩纤维长度在10
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30mm，直径13
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17μm；和/或所述水性环氧树脂选自双酚A型、双酚F型，环氧值为0.4
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0.5；和/或所述环氧稀释剂选自1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚，聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种；和/或所述固化剂选自DMP
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30、二乙胺、三乙胺、三亚乙基二胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺，间苯二胺中的至少一种；和/或所述固化促进剂为咪唑类固化促进剂；和/或所述聚羧酸减水剂为粉末状，减水率30
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40%。4.根据权利要求3所述的早强抗冻融冷补沥青混合料，其特征在于，所述沥青为石油沥青与复合改性沥青按照质量比1
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2:1
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2的混合沥青；复合改性沥青是沥青与SBS和凹凸棒粉通过熔融法改性得到。5.根据权利要求4所述的早强抗冻融冷补沥青混合料，其特征在于，所述复合改性沥青通过包括以下步骤的制备方法制得：将沥青加热熔融，加入SBS和凹凸棒粉，在180
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【专利技术属性】
技术研发人员：王理忠，
申请(专利权)人：北京中景橙石科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：