[发明专利]一种环氧沥青嵌缝材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种环氧沥青嵌缝材料及其制备方法与应用，该嵌缝材料包括A组分和B组分，A组分和B组分的重量比为1:2~12；其中以重量份计，A组分包括：环氧树脂1~100份；B组分包括：改性沥青材料10~200份，增容剂5~30份，胺类固化剂30~125份，环氧树脂1~30份，促进剂1~10份。本发明的嵌缝材料成本合适、位移能力高、粘结性能好、耐久性能和耐疲劳性能好，不仅适用于高速铁路无砟轨道底座伸缩缝，也适用于公路和机场跑道的伸缩缝。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体说是一种用于无砟轨道混凝土伸缩缝的环氧沥青嵌缝材料及其制备方法与应用。

背景技术

为了适应不同温度下混凝土结构的变形，无砟轨道的底座板、道床板、封闭层等长线连续浇筑结构需要隔一段距离设置接缝(宽度2～3cm)。同时，底座/支承层与线下结构间也存在接缝(宽度1～2cm)。由于轨道工程一次性投资巨大，返修费用高，因嵌缝材料失效所带来的脱粘、开裂老化、防水失效等问题便会引起巨大的经济损失和诸多的社会问题，因此，对于嵌缝材料的要求便不可忽视。目前已投入运营的高速铁路无砟轨道嵌缝材料主要有沥青类、聚硫类、聚氨酯类、硅酮类等嵌缝胶，其中聚硫类嵌缝材料容易导致环境污染，沥青类嵌缝材料虽然价格低但使用过程中容易发生离缝病害，这两种材料目前逐步被聚氨酯类或硅酮类嵌缝材料代替。但聚氨酯类也存在原材料具有毒性，固化收缩需要二次施工浪费的问题；硅酮类嵌缝材料造价较昂贵，其固化受到空气含水率及结构深度影响，与混凝土的粘结性能需要提高。因此迫切需要理想的高速铁路无砟轨道嵌缝材料。

关于硅酮类密封材料的研制，在CN104004492A中给出了一种用于无砟轨道混凝土伸缩缝的硅酮密封材料；CN108753198A中给出了粘结促进剂增加硅酮密封胶与混凝土的粘结强度。

关于聚氨酯类密封材料的研制，CN103992633A、CN108611041A、CN108504322A和CN107142069A给出了用于高速铁路无砟铁路伸缩缝的聚氨酯密封材料，其性能得到提升，但是对材料存在的问题并没有解决。

在环氧树脂固化体系中，王海燕等人在《聚醚胺/环氧树脂固化体系的动力学研究及性能》中以聚醚胺类化合物作为环氧树脂的固化剂，得到的固化体系相对脂肪胺及简单二胺为固化剂的固化体系具有良好的弯曲强度和抗冲击性能。CN112300742A中选用聚醚胺和脂肪胺类固化剂、腰果酚、反应性液体橡胶等固化剂和环氧树脂反应形成环氧树脂防水粘结材料。

在环氧树脂固化体系中引入沥青，可增加固化产物的延伸率。针对环氧沥青材料，CN1546571A给出了一种高速公路及道桥用的环氧沥青材料，其固化剂采用脂肪族二元酸或取代羧酸、脂肪酸酐、聚异丁烯丁二酸酐；CN100348668C的环氧沥青材料在CN1546571A上改变制备方法，将羧基或酸酐基先与沥青混合后在一起与其他固化剂反应；CN112280251A采用硫磺改性沥青，固化剂选用单胺类固化剂，所述的单胺类固化剂为分子式结构含有2个活泼氢原子的脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚醚胺中的一种或多种的混合物，形成一种高性能胺固化体系环氧沥青材料，但是硫磺会造成环境污染。CN112280326A是一种高速铁路无砟轨道凸形挡台填充材料，采用马来酰亚胺改性沥青，环氧树脂固化剂包括以聚醚胺固化剂、封闭型聚氨酯预聚体、氨基聚二甲基硅氧烷、固化促进剂和助剂，该填充材料固化后形成环氧树脂与聚氨酯互穿聚合物网络或海岛结构，改善材料的柔韧性；CN112322238A给出一种新型发泡灌缝胶，其中沥青采用乳化沥青，胺类固化剂作为中等活性固化剂与其他固化剂一起参与反应。CN112408861A中公开了一种用于快速修复的环保型常温热固性改性胶粘材料，提供的改性胶粘材料包含集料和环保型常温热固性改性沥青。上述环保型常温热固性改性胶粘材料包含有环氧树脂、胺类固化剂、沥青、聚丁二希马来酸酐加成物、固化促进剂和苯乙烯等材料。但是上述环氧沥青材料低温模量偏大，适应不了高速铁路无砟轨道伸缩缝变形需求。基于此，有必要对高速铁路无砟轨道嵌缝材料进行优化，在环氧沥青体系进一步研究，形成具有较好使用性能与经济性的高速铁路用环氧沥青功能材料技术。

发明内容

技术问题：