【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水利工程和混凝土制备，涉及一种堤坝防渗自愈合材料及其应用，尤其涉及一种自愈合防渗冷铺水泥沥青混凝土、其制备方法及其应用。
技术介绍
1、沥青混凝土在水利工程建设中已经得到了广泛应用。与水泥混凝土相比，沥青混凝土具有防渗性能优良、固化快、韧性好、适应坝体沉降变形等技术优势，适用于沥青心墙坝和沥青混凝土面板坝。近年来，沥青混凝土心墙坝的坝高已经突破160米，沥青混凝土面板坝在我国抽蓄的建设中也大量推广使用。但目前沥青混凝土面板坝建设中的重要缺陷包括：必须同时建设沥青加热搅拌站，投资维护成本高(拌站一般要投资600-1000万元)；混合料拌和温度180-200℃，导致能耗高、污染大、高温工况下运输及摊铺碾压作业、安全问题突出。
2、为了解决这些问题，人们不断地对此类用于堤坝防渗的沥青混凝土进行改进，以便克服这些缺陷，例如，cn108358567a公开了一种耐候型建筑防水填充材料，由高铝水泥粉、大理石粉、纤维、高岭土、胶合剂、抗氧剂、防老剂、二甲基亚砜、石油树脂、紫外线吸收剂、粘结助剂以及水组成，该建筑防水填充材料的防水性能可高达p12，耐候性可高达96％。
3、然而，现有的可常温施工的沥青混凝土普遍强度低，防渗性能较差，心墙等封闭环境破乳不可控，不能用于心墙和面板等水工结构。另外，现有的掺入高吸水树脂sap混凝土自愈合技术中使用的材料主要由钙矾石、氢氧化钙以及碳酸钙等水化碳化产物组成，无法满足水利工程领域堤坝防渗、强度等性能要求。因此，开发出工程性能优良、能耗低、破乳可控、可自愈合的新型冷拌乳化沥
技术实现思路
1、为了克服现有的堤坝防渗自愈合材料的上述缺陷，满足堤坝长效安全的冷铺技术需求，专利技术人构思出一种堤坝长效安全一体化设计理论。基于该构思，经过深入研究开反复试验，提供了用于堤坝构筑的自愈合材料，并且从自愈合改性沥青制备、高分子乳化剂合成、改性沥青乳化、级配粗细集料科学配置、集料表面处理及设备等方面都进行了创新，有潜力广泛应用于水利工程领域。具体而言，本专利技术包括如下技术方案。
2、一种自愈合沥青混凝土，以重量份计，包含如下原料、更优选由如下原料组成：
3、石子35～45份，所述石子的粒径不大于3mm，用作沥青混凝土的骨料即骨架主体，起到减少收缩的作用；
4、水性沥青13～18份，
5、矿粉5～12份，所述矿粉是粒径不大于0.075mm的石灰岩研磨粉，用作填充料；
6、高吸水树脂(super absorbent polymer，sap)0.2～1.2份，例如为0.3～0.9份，优选所述高吸水树脂sap是粒径为0-200μm的丙烯酰胺与丙烯酸混合物；
7、水泥13-28份，所述水泥是425硅酸盐水泥和高铝水泥两者之一、或者分别存放并处理的两者，当水泥包括425硅酸盐水泥和高铝水泥两者时，两者的使用量分别是425硅酸盐水泥12～25份、高铝水泥3～5份，两者分别存放并分别处理；
8、偶联剂kh5500～0.1份，例如为0.04～0.08份；
9、硫酸铝0～0.1份，例如为0.03～0.08份，
10、阴离子表面活性剂0～0.01份，例如为0.003～0.008份，所述阴离子表面活性剂选自下组：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠，优选十二烷基苯磺酸钠；
11、木质素磺酸钠0～0.06份，例如为0.03～0.05份；
12、减水剂0～1份，例如为0.2-0.8份或者0.3～0.6份，所述减水剂可以为混凝土中施工中常用的减水剂比如聚羧酸减水剂(ch-x)或称聚羧酸高效减水剂、聚乙烯醇减水剂、淀粉醚减水剂、改性脂肪醇减水剂、磺酸盐减水剂等。
13、上述水性沥青是对基质沥青(普通沥青、基础沥青)进行亲水性修饰后的改性沥青，优选改性乳化后的沥青，又称改性乳化沥青，例如是sbr改性乳化沥青。
14、优选地，所述改性是指使用酸酐例如马来酸酐对沥青进行的改性，即酸酐改性。酸酐例如马来酸酐与沥青发生diels-alder反应形成da键，该反应主要是酸酐上的双键与沥青质中多环芳烃反应，且具有可逆性，即在一定的温度下，da键可解离有利于沥青中轻组分分散丁苯胶分子链之间的空隙中，从而形成溶胀和交联共存。
15、进一步地，上述酸酐改性还可以包括添加丁苯橡胶和/或废轮胎粉，与酸酐改性沥青互配。
16、进一步地，上述改性还可以添加少量环氧树脂(e51)作为调节分子量的搭桥剂，用于在酸酐改性沥青中调节分子量。
17、所述“少量”例如是指相对于基质沥青质量不大于，例如不大于10％、不大于5％、不大于2％、或者不大于1％。
18、优选地，经互配制备的沥青指标如下：沥青软化点60-70℃、5℃延度大于20，自愈合效率不低于90％，135℃粘度不大于10pa.s，180℃粘度不大于3pa.s。
19、在一种实施方式中，上述的改性沥青可进一步用高分子乳化剂进行改性，形成改性乳化沥青，所用高分子乳化剂是水溶性聚氨酯，由二元异氰酸酯(例如异弗尔酮异氰酸酯)与二元醇(例如聚乙二醇二元醇、聚四氢呋喃二元醇、二羟甲基丙酸等)在脱水、催化剂条件下进行聚合反应得到。
20、优选地，所述制备水溶性聚氨酯的聚合反应是线性结构异氰酸酯采用逐步(饥饿)滴加法加入到二元醇中。
21、进一步地，制备改性乳化沥青的工艺可以为高速剪切乳化剂工艺和胶体磨工艺。
22、本专利技术的另一方面在于提供上述自愈合沥青混凝土在堤坝施工中的用途。
23、上述自愈合沥青混凝土可用于沥青心墙坝和沥青混凝土面板坝的构筑。
24、在一种实施方式中，上述的用途包括以下步骤：
25、1)将高吸水树脂sap、部分或全部矿粉、硅烷偶联剂kh550和适量水用高速分散机进行高速分散均匀和表面处理，得到粉体一、又称集料1；
26、2)将剩余矿粉、水泥一即425硅酸盐水泥和高铝水泥两者之一、木质素磺酸钠、硫酸铝、阴离子表面活性剂(比如十二烷基苯磺酸钠)用高速分散机进行高速分散均匀和表面处理，得到粉体二、又称集料2；
27、3)将水泥二即425硅酸盐水泥和高铝水泥两者之二和减水剂加入到高速分散机中进行分散均匀和表面处理，得到粉体三、又称集料3；
28、4)将石子加入水泥净浆搅拌器缸中，再加入集料1、集料2和集料3进行搅拌，得到混合均匀的细集料；
29、5)将水性沥青、适量水加入步骤4)的水泥净浆搅拌器缸中，与细集料搅拌混合，得到稀浆混合料，备用施工。
30、可选地，上述的部分组分比如木质素磺酸钠、硫酸铝、阴离子表面活性剂、减水剂等可以分别在步骤2)至步骤4)中任选步骤中全部或者部分地使用。
31、本专利技术开发出的自愈合材料用于建设沥青心墙坝和沥青混凝土面板坝时，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自愈合沥青混凝土，其特征在于，以重量份计，包含如下原料、更优选由如下原料组成：
2.如权利要求1所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述水性沥青是对基质沥青即普通沥青进行亲水性修饰后的改性乳化沥青。
3.如权利要求2所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述改性乳化沥青是SBR改性乳化沥。
4.如权利要求2所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述改性是指使用酸酐对沥青进行的改性，即酸酐改性。
5.如权利要求4所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述酸酐改性还包括添加丁苯橡胶和/或废轮胎粉，与酸酐改性沥青互配。
6.如权利要求3所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述酸酐改性还包括添加环氧树脂E51，用于在酸酐改性沥青中调节分子量。
7.如权利要求3所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，进一步用高分子乳化剂对沥青进行改性，形成改性乳化沥青，所用高分子乳化剂是水溶性聚氨酯。
8.如权利要求1-7中任一项所述自愈合沥青混凝土在堤坝施工中的用途。
9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，用
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种自愈合沥青混凝土，其特征在于，以重量份计，包含如下原料、更优选由如下原料组成：
2.如权利要求1所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述水性沥青是对基质沥青即普通沥青进行亲水性修饰后的改性乳化沥青。
3.如权利要求2所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述改性乳化沥青是sbr改性乳化沥。
4.如权利要求2所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述改性是指使用酸酐对沥青进行的改性，即酸酐改性。
5.如权利要求4所述的自愈合沥青混凝土，其特征在于，所述酸酐改性还包括添加丁苯橡胶和/或废轮胎粉，与酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳春发，范千，彭陆洲，单晓茜，高群，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：
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