[发明专利]一种复合混凝土材料及其制备方法

说明书

本发明公开了属于道路材料制备技术领域的一种复合混凝土材料及其制备方法。所述的复合混凝土材料由高空隙率环氧树脂碎石混合料和高流动性聚合物改性水泥砂浆复合而成，具体复合方式为高流动性聚合物改性水泥砂浆填充于高空隙率环氧树脂碎石混合料内部孔隙，两者固结成型后形成致密复合结构。所述制备方法包括如下步骤：1)制备高空隙率环氧树脂碎石混合料；2)灌注高流动性聚合物改性水泥砂浆；3)混凝土养生。与现有技术相比，本发明具有综合性能高﹑稳定性和耐久性好﹑性价比高﹑施工方便和施工周期长等优点，较适用于半柔性路面铺装工程。

技术领域

本发明属于道路材料制备技术领域，具体涉及一种新型复合混凝土材料及其制备方法。

背景技术

沥青混凝土材料和水泥混凝土材料是我国高速公路建设的两种典型路面材料，各有其优缺点。沥青路面属柔性路面，路面平整，行车舒适，但强度较低，寿命较短，易出现高温车辙和低温易开裂等病害，这是因为沥青材料具有粘弹性特征，使得道路沥青混凝土路面结构层的强度和流变性质受温度变化的影响都很大，夏季高温时，沥青材料会因粘度降低而导致集料颗粒间的粘结力减弱，从使导致路面的强度和抗变形能力降低，容易出现波浪﹑雍包和车辙等病害；冬季低温时，沥青变硬，粘度增大，沥青混合料的强度增大，抵抗变形能力大大降低，表现出脆性。由于沥青混合料铺筑的面层材料收缩，车辆荷载作用和半刚性基层材料收缩或变形，导致路面结构层开裂。水泥路面属刚性路面，强度高，承载能力强，耐久性好，但行车噪声大，舒适性差，易出现裂缝、断板、错台、破碎、脱空或空洞等病害，且病害产生后修复困难等不足。

为有效利用两种材料的优点，克服其缺点，将两者有机结合应是较理想的解决方法，目前半柔性路面就是基于上述思路开发出来的一种新型路面，它是一种在高孔隙率沥青混合料中灌入水泥基砂浆而形成的路面，该路面弹性模量介于沥青混凝土和水泥混凝土之间，兼容两种路面优点，但两种路面的缺点却没有彻底消除或大幅度消弱，这有两方面原因：1)沥青固有的粘弹性特征没有改变，水泥砂浆固有的脆性特征没有改变，故这种复合混凝土材料固有的缺陷并没有从根本上消除；2)沥青混凝土与水泥砂浆的界面粘结力较弱，故形成的复合混凝土材料综合性能并不理想，耐久性较差。

发明内容

本发明针对半柔性路面存在的不足，提供一种新型复合混凝土材料及其制备方法，以克服现有半柔性路面综合性能不良，耐久性较差，需部分热施工且施工周期短等不足，为高性能路面材料开发提供一种新思路和新材料。

本发明所述的复合混凝土材料是由高空隙率环氧树脂碎石混合料和高流动性聚合物改性水泥砂浆复合而成，具体复合方式为高流动性聚合物改性水泥砂浆填充于高空隙率环氧树脂碎石混合料内部孔隙，两者固结成型后形成致密复合结构。

所述高空隙率环氧树脂碎石混合料的孔隙率为20％-30％，其由质量比为3-6:100的双组份环氧树脂胶粘剂和碎石组成。

所述碎石为粒径3-5mm玄武岩石料和粒径5-10mm玄武岩石料的混合物，两者质量比为2：1-1：1。

所述双组份环氧树脂胶粘剂由质量比为2:1-3:1的A、B两组分组成；

所述A组分按质量份计的配方是：纳米二氧化硅接枝改性环氧树脂60-80份﹑环氧活性稀释剂0-10份﹑弹性改性剂10-30份、吸水性树脂1-2份、消泡剂0.1-0.2份、分散剂0.1-0.2份、活性硅微粉120-180份、水泥5-10份、硫酸钙晶须5-15份、有机蒙脱土3-8份、触变剂1-4份。所述纳米二氧化硅接枝改性环氧树脂是由纳米二氧化硅颗粒表面富集的羟基与环氧树脂分子结构中的环氧基通过化学反应接枝得到，其中纳米二氧化硅颗粒粒径为20-40nm，环氧树脂为液态双酚F型环氧树脂，纳米二氧化硅质量分数为2-4％；环氧活性稀释剂为二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物；弹性改性剂为具有主链为柔性链段和端基为环氧基团的液体聚合物；吸水性树脂为淀粉接枝丙烯酸盐聚合交联物或丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物；