[发明专利]改性环氧树脂混凝土材料及其制备方法

说明书

技术领域    本发明涉及一种建筑材料，特别适用于大跨径、重载交通型钢桥桥面铺装用改性环氧树脂混凝土材料及其制备方法。

背景技术    大跨径桥梁的桥面刚度相对较小而变形相对较大，钢桥面铺装层在交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素影响下的受力和变形复杂，对其强度、柔韧性、高温稳定性和疲劳耐久性均有更高的要求。由于桥面铺装的特殊位置及功能，要求铺装层结构重量轻、不透水、粘结性能好等特殊性能要求。世界上采用的钢桥面铺装层主要有以下几种类型：①浇注式沥青混凝土；②沥青玛蹄脂混凝土；③聚合物改性沥青SMA；以上铺装层材料在我国都有应用，并且从结构力学分析、材料设计、施工控制中积累了较多的成功经验，但整体上我国钢桥面铺装病害问题仍然比较严重。多座大桥通车不久即出现车辙、开裂、推移、疲劳破坏等早期病害，因此人们开始致力于寻找一种性能更为优越的铺面材料。国外从20世纪60年代就开始研究并推广使用环氧沥青混合料。自壳牌石油沥青公司在世界上首次开发出环氧沥青，并在世界各地的不同环境下应用以来，已充分显示出该产品优良的路用性能。USP4162998中公开了一种采用多胺和环氧树脂改性沥青的方法；USP5576363中公开了一种由含有环氧基团的共聚物及羧酸等改性来制备的热固性沥青；USP4499215中公开了一种环氧树脂和改性沥青的混合物，这种改性沥青是以芳磺酸为催化剂制得的沥青和一种非热反应性苯酚树脂的缩合产物；中国专利CN200310106597.X中公开了一种用环氧树脂、固化剂以及酸酐和羧酸进行改性的环氧沥青材料；中国专利CN101020601A中公开了一种用环氧树脂、固化剂以及烷基酚和缩水甘油醚进行改性的环氧沥青材料。但是目前国内外的环氧改性沥青混合料均采用加热固化的方式，在拌和中对温度要求控制非常精确，且后期固化太慢，开放交通的时间较长，影响通车时间；再者，其基体材料都为沥青，不能根本上解决沥青固有的如低温变形能力差的缺点，从目前国内外实体工程看，不能很好满足大跨径、重交通型钢桥的变形要求。

树脂混凝土是以聚合物(合成树脂)代替水泥和水，作为胶结材料与集料结合的混凝土。常用一种树脂或者几种树脂及其固化剂与集料混合固化而成。树脂混凝土从开始研究迄今已越来越得到世界各国的重视，发展较快的有日本、前苏联、德国、法国等国家。各国重点使用的树脂材料并不尽相同。日本、德国以不饱和聚酯树脂为主，前苏联以呋喃树脂为主。近年来，我国树脂混凝土的研究和应用发展较快，由于树脂材料性质的变化，可以赋予树脂混凝土性能许多新的特点。中国专利CN200710029453.7中公开了一种环氧树脂砂浆用于交通和建筑物的快速修补材料的制备及方法；中国专利CN1923484A公开了一种机场跑道快速修复用的环氧树脂混凝土。目前，国内的树脂混凝土多用于修补材料中，其固化速度快，不能满足大面积桥面铺装施工操作要求；再者，其固化后的混凝土强度虽高，但变形能力差，不能满足大跨径钢桥变形性能要求。

发明内容    本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种采用常温固化的方式、施工简便、后期固化快，具有良好的变形能力、高低温性能以及耐腐蚀性的钢桥面用改性环氧树脂混凝土材料及其制备方法。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种改性环氧树脂混凝土材料，其特征在于：包括A组分、B组分和石料，其中，

A组分由下列重量百分比的组分组成：环氧树脂50～100份；液态增韧橡胶2～20份；环氧树脂活性稀释剂5～50份；消泡剂0.01～1份；碳黑0.5～5份；紫外线吸收剂0.5～5份；

B组分由下列重量百分比的组分组成：固化剂50～100份；环氧树脂非活性稀释剂2～20份；消泡剂0.01～1份；

A组分与B组分之间的重量百分配比为：10∶1～1∶1；

石料与A、B混合后总重量的重量百分配比为：12.5∶1～5∶1。

本技术方案最大的一个创新是混合料中加入炭黑，把炭黑的强着色、紫外线防护等优点引入到公路工程界。炭黑作为本发明材料的组成部分，在改性环氧树脂混凝土中所起的作用有：

1)炭黑的粒径小，比表面积大，复杂的表面活性，具有极强着色能力，本发明材料中加入少量炭黑，使最终产品具有与沥青混凝土相媲美的黝黑外观。

2)炭黑有较高的吸光性，把光能转化为热能；炭黑保护混合料树脂成分表面免遭一定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从而阻止树脂催化降解。因而炭黑能有效的防止本发明材料中的树脂成分受阳光照射而产生光氧化降解、黄变，改善改性环氧树脂混凝土的抗老化性能。

3)利用炭黑高补强性能和耐磨性能，增强混凝土的抗磨耗性能。