书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 9

一种负膨胀改性沥青填缝材料.pdf

  • 上传人:111****112
  • 文档编号:277380
  • 上传时间:2018-02-07
  • 格式:PDF
  • 页数:9
  • 大小:420.85KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510504125.2

    申请日:

    2015.08.17

    公开号:

    CN105111754A

    公开日:

    2015.12.02

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 95/00申请日:20150817|||公开

    IPC分类号:

    C08L95/00; C08K13/06; C08K3/28; C08K3/32; C08K3/26; E01C11/04

    主分类号:

    C08L95/00

    申请人:

    山西省交通科学研究院; 山西交科公路勘察设计院

    发明人:

    刘志胜; 张翛; 张艳聪; 刘建伟; 朱晓斌; 吴喜荣; 王慧

    地址:

    030006山西省太原市小店区学府街79号

    优先权:

    专利代理机构:

    武汉宇晨专利事务所42001

    代理人:

    余晓雪; 王敏锋

    PDF完整版下载: PDF下载
    内容摘要

    本发明属于路面材料工程技术领域,具体公开了一种负膨胀改性沥青填缝材料及其应用方法。本发明的改性沥青填缝材料按质量百分比包括:基础沥青40~62%、负膨胀材料4~10%、膨胀协调剂3~5%、填料30~42%以及助剂1~3%,合计100%。其中,基础沥青为SBS改性沥青,负膨胀材料为氰化锌、氰化镉,膨胀协调剂为磷酸锆钠,填料为钙粉,助剂为聚丙烯酸钠或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。本发明的填缝材料可以有效控制由材料热胀冷缩导致的裂缝扩展问题,有效填充旧水泥混凝土路面的裂缝,起到防水作用,还可以提高行车舒适性。本发明的填缝材料将推广应用于旧水泥混凝土路面功能性维修及建筑物裂缝填补工程中。

    权利要求书

    1.  一种负膨胀改性沥青填缝材料,由下述质量百分比的原料制成:
    原料质量百分比
    基础沥青40~62%
    负膨胀材料4~10%
    膨胀协调剂3~5%
    填料30~42%
    助剂1~3%
    所述各原料的质量百分比之和为100%。

    2.
      根据权利要求1所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于,所述负膨胀改性沥青填缝材料由下述质量百分比的原料制成:
    原料质量百分比
    基础沥青50~60%
    负膨胀材料6~8%
    膨胀协调剂3~5%
    填料30~34%
    助剂1~3%。

    3.
      根据权利要求2所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于,所述负膨胀改性沥青填缝材料由下述质量百分比的原料制成:
    原料质量百分比
    基础沥青55%
    负膨胀材料7%
    膨胀协调剂4%
    填料32%
    助剂2%。

    4.
      根据权利要求1-3中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:
    所述基础沥青为SBS改性沥青,其软化点大于60℃,5℃低温延度大于20cm。

    5.
      根据权利要求1-3中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:
    所述负膨胀材料为氰化锌和/或氰化镉,所述氰化锌、氰化镉细度均为400~1000目。

    6.
      根据权利要求1-3中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:
    所述膨胀协调剂为磷酸锆钠,细度为30~80目。

    7.
      根据权利要求1-3中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:
    所述填料为钙粉。

    8.
      根据权利要求7所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:所述钙粉细度400目,钙含量96%。

    9.
      根据权利要求1-3中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料,其特征在于:所述助剂为聚丙烯酸钠或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。

    10.
      一种权利要求1-9中任一所述的负膨胀改性沥青填缝材料的制备方法,步骤如下:
    向助剂中加入负膨胀剂和膨胀协调剂,然后倒入酒精淹没所有材料,加热混合物并维持温度在60℃,搅拌,待酒精完全挥发后,经过水泥小磨,将其研磨成粉体;
    加热基础沥青到熔融态,然后加入研磨后的粉体,采用高速剪切仪进行剪切10~15min;
    最后加入填料,搅拌,直至完全混合均匀。

    说明书

    一种负膨胀改性沥青填缝材料
    技术领域
    本发明涉及路面材料工程技术领域,具体涉及一种负膨胀改性沥青填缝材料及其应用方法。
    背景技术
    水泥混凝土路面具有承载能力强、使用寿命长等优点,而一直被广泛采用。现阶段全国水泥、钢筋价格持续走低,而水泥混凝土路面却难以扩大应用范围,引起了众多学者的注意。水泥混凝土路面作为最常见的路面之一,其面临的最大问题就是初期裂缝发生与后期的裂缝扩展。为维持水泥混凝土路面的耐久性和行车舒适性,通常采用填缝材料进行填缝处理,甚至加铺沥青层,这些处理措施并不能有效地缓减旧水泥混凝土的裂缝反射问题。分析其原因是,水泥混凝土的热胀冷缩较为明显,而填缝材料亦为热胀冷缩材料,在降温过程中,两者之间很容易由于粘结力不足而形成裂缝进而相互脱离,雨水顺着裂缝渗入路基内部,引起道路整体承载能力下降。为解决此类问题,一些学者提出环氧树脂贴缝技术、应力吸收带技术,以及高渗透性乳化沥青技术,这也带来了新的技术问题:环氧树脂粘结性能强,施工困难,对机械损伤严重;应力吸收带施工面积大,经济效益不高;高渗透乳化沥青对环境污染大,应用性能不佳。
    为把握水泥与钢筋廉价的大好时机,推广应用水泥混凝土路面,故必须解决裂缝处治问题。发明人从改善路面热胀冷缩现象出发,提出采用负膨胀材料填充水泥混凝土间的固有裂缝,当水泥混凝土收缩的同时填缝材料膨胀;当水泥混凝土膨胀的同时填缝材料收缩,确保水泥混凝土和填缝材料相互紧密接触,有效防止水分下渗,增强行车舒适性。从根本上解决水泥混凝土路面裂缝修补问题,在其他水泥混凝土构造物上也可以推广应用。
    发明内容
    针对现有技术中存在的不足,本发明将要解决的技术问题为:开发一种负膨胀改性沥青填缝材料,能够有效地弥补水泥混凝土热胀冷缩产生的体积变化,确保水泥混凝土路面无间隙,实现无裂缝水泥混凝土路面的建设与推广。
    本发明所采取的技术方案为:采用亲油表面改性剂对负膨胀材料进行处理,使其与膨胀协调剂粘结,并增加与沥青的裹覆性能,将改性过的负膨胀材料添加到沥青材料中得到改性沥青,采用钙粉作为补充改性沥青的体积,对改性沥青的温度伸缩性进行系统分析,为负膨胀改性沥青填缝材料的应用性能奠定基础。
    更具体的,一种负膨胀改性沥青填缝材料,由下述质量百分比的原料制成:

    所述各原料的质量百分比之和为100%。
    所述基础沥青为SBS改性沥青,其软化点大于60℃,低温延度(5℃)大于20cm;
    所述负膨胀材料为氰化锌(Zn(CN)2)和/或氰化镉(Cd(CN)2),细度均为400~1000目;
    所述膨胀协调剂为磷酸锆钠(NaZr2P3O12),细度为30~80目;
    所述填料为钙粉,细度400目,钙含量96%;
    所述助剂为聚丙烯酸钠或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。
    优选的,一种负膨胀改性沥青填缝材料,由下述质量百分比的原料制成:

    最优选的,一种负膨胀改性沥青填缝材料,由下述质量百分比的原料制成:


    上述各原料配方的负膨胀改性沥青填缝材料的制备方法如下:
    向助剂中加入负膨胀剂和膨胀协调剂,然后倒入适量的酒精淹没所有材料,加热混合物并维持温度在60℃,采用小型水泥拌和锅搅拌15min,待酒精完全挥发后,经过水泥小磨,将其研磨10min,研磨后的粉体存贮待用;
    加热基础沥青到熔融态,然后加入研磨后的粉体,采用高速剪切仪进行剪切(2000转/分钟)10~15min;
    最后加入填料,手工搅拌15min,直至完全混合均匀,静置待用。
    本发明的负膨胀改性沥青填缝材料可用于旧水泥混凝土路面和沥青路面裂缝填补,以及相关建筑物的裂缝填补,对热胀冷缩性结构物的体积变化起到良好的补充作用。
    与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
    (1)可有效地调节沥青的温度敏感性,实现一定的负膨胀性;同时,磷酸锆钠的网格空间结构,其晶体键长的膨胀有效地控制了材料由于结团、分散不均匀造成的局部膨胀、收缩不协调等现象。
    (2)通过调节原料配比实现了与水泥混凝土相协调的负膨胀性,保证水泥混凝土路面无裂缝。
    (3)可用于旧水泥混凝土路面裂缝填补,新建水泥混凝土路面及其他水泥混凝土构件施工裂缝填补。
    具体实施方式
    下面结合实施例对本申请的技术方案进行进一步详细说明,但本发明的保护范围不应局限于这些实施例。
    以下实施例1-8中所用SBS改性沥青,其软化点大于60℃,低温延度(5℃)大于20cm,购自广东茂名鑫大公路材料有限公司。
    所用氰化锌、氰化镉的细度均为400~1000目;
    所用磷酸锆钠细度为30~80目;
    所用钙粉细度400目,钙含量96%。
    所用聚丙烯酸钠为工业级聚丙烯酸钠PAAS。
    所用聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物均为F127。
    实施例1
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青55Kg
    氰化锌7Kg
    磷酸锆钠4Kg
    钙粉32Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg
    制备方法如下:
    首先,称取助剂聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg、氰化锌7Kg、磷酸锆钠4Kg,加入酒精5Kg将固体均淹没,加热混合物并维持到温度60℃,采用小型水泥拌和锅搅拌15min,待酒精完全挥发后,经过水泥小磨,将其研磨10min,研磨后的粉体存贮待用;
    加热55KgSBS改性沥青到熔融态,然后加入研磨后的粉体,采用高速剪切仪进行剪切,在2000转/分钟的速度下剪切13分钟;
    最后,加入钙粉32Kg,手工搅拌15min,直至完全混合均匀,静置待用。
    实施例2
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青55Kg
    氰化锌7Kg
    磷酸锆钠4Kg
    钙粉32Kg
    聚丙烯酸钠2Kg。
    实施例3
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青45Kg
    氰化锌10Kg
    磷酸锆钠4Kg
    钙粉38Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物3Kg。
    实施例4
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青62Kg
    氰化锌4Kg
    磷酸锆钠3Kg
    钙粉30Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物1Kg。
    实施例5
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青50Kg
    氰化锌5Kg
    磷酸锆钠3Kg
    钙粉40Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg。
    实施例6
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青40Kg
    氰化锌10Kg
    磷酸锆钠5Kg
    钙粉42Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物3Kg。
    实施例7
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青51Kg
    氰化锌8Kg
    磷酸锆钠5Kg
    钙粉34Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg。
    实施例8
    以制备负膨胀改性沥青填缝材料100Kg为例,所用的原料质量配比如下:
    SBS改性沥青51Kg
    氰化镉8Kg
    磷酸锆钠5Kg
    钙粉34Kg
    聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg。
    实施例2-8除了原料及质量配比与实施例1有所差异以外,实施例2-8制备负膨胀改性沥青填缝材料的方法同实施例1,均是按照发明内容中记载的制备方法制备本发明产品。
    为确定本发明产品的负膨胀性,采用OFITE水泥体积膨胀测试装置对实施例1~8所制备的负膨胀改性沥青填缝材料的热胀冷缩性能进行测试,并按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行基本性能试验。
    1.膨胀系数测试
    采用OFITE体积膨胀测试装置通过测试沥青填缝材料试件的体积变化,在环境温度由-10℃升温到60℃温度条件下进行测试,检测结果如下表所示。
    表1平均膨胀系数(m/K)

    从表1可以明显看出,负膨胀材料对沥青的热胀冷缩性能具有明显的改善作用,可以出现负膨胀现象,起到了应有的功效。其中,实施例1、2对比发现聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物、聚丙烯酸钠做助剂对材料的膨胀性能没有特别大的影响;实施例7、8对比,表明氰化镉、氰化锌做为负膨胀材料对材料的负膨胀性影响不明显,两者可替代使用。
    2.基本性能
    发明人参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行基本性能试验,检测结果如下表所示。
    表2基本性能

    从表2可以明显看出,本发明的实施例1-8制备的负膨胀改性沥青填缝材料 具有较好的高温性能和低温性能。负膨胀材料及钙粉的加入没有引起路用性能巨大的变化。
    本发明经过大量的研究和试验,结果表明,本发明一种负膨胀改性沥青填缝材料能够改善沥青的热胀冷缩性能,可以有效地缓减水泥混凝土路面裂缝在环境温度变化时的扩展。负膨胀改性沥青填缝材料克服了环氧沥青施工困难的缺点、解决了应力吸收带造价高的经济问题,可作为一种功能性路面材料用于解决水泥混凝土路面裂缝发生与扩展等进行推广应用。
    以上所述,仅是本发明的典型实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

    关 键  词:
    一种 膨胀 改性沥青 材料
      专利查询网所有文档均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:一种负膨胀改性沥青填缝材料.pdf
    链接地址:https://www.zhuanlichaxun.net/p-277380.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1