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一种耐自修复型桥面铺装材料的制备方法

阅读:632发布:2020-12-03

专利汇可以提供一种耐自修复型桥面铺装材料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种耐 水 自修复型 桥面 铺装材料的制备方法,属于桥面铺装材料制备技术领域。本发明通过 面筋 作为增韧填料,辅以松香和富含活性成分的猕猴桃汁,在 微 生物 的作用下对天然 沥青 改性,增加沥青的活性基团数量以及基底间的化学键合 力 ,从而达到增粘增韧效果,再利用钟乳石作为晶种,和产油藻类以及产油微生物共同作用来增加其表面疏水性酯基数量,使其具有极佳的耐水性,最后和改性沥青复配,即得桥面铺装材料,本发明制备的桥面铺装材料耐水性能好,吸水率低于0.4%;耐低温性能达到-55~0℃,耐低温性能好,不易抗裂,延长了桥面的使用年限。,下面是一种耐自修复型桥面铺装材料的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种耐自修复型桥面铺装材料的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在100~110℃下蒸煮10~15min后粉碎15~20min,得到面筋粉;
(2)将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量2~3倍的猕猴桃汁,在温度为35~45℃,空气相对湿度为60~80%的条件下自然发酵反应7~9天,得到发酵产物;
(3)按重量份数计,称取100~120份天然沥青和15~20份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至200~230℃,搅拌反应20~30min后再向反应釜中加入25~30份上述发酵产物,继续搅拌5~10min后转入高速剪切机中,在200~230℃下以3000~4000r/min转速搅拌10~15min,得到改性高粘增韧沥青,备用;
(4)将钟乳石浸入沼气池中浸泡12~14h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理2~
3min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机破碎20~30min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;
(5)按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎20~30min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在30~40℃下发酵反应2~3周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;
(6)按重量份数计,称取80~100份备用的改性高粘增韧沥青、10~15份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在200~230℃下搅拌混合1~2h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。

说明书全文

一种耐自修复型桥面铺装材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种耐水自修复型桥面铺装材料的制备方法,属于桥面铺装材料制备技术领域。

背景技术

[0002] 大跨度桥梁是指跨越大江、大河和大海的桥梁、城市高架桥等。桥面多由许多中空结构的箱组成,俗称钢箱梁,具有此结构的桥梁有时简称钢箱桥。由于跨度大,桥面自身上下振幅也大,比如,负载时,桥面中央区域设计允许振幅达1米之多(即允许桥面下沉1米);钢材热容性差,其表面温度环境温度的不同而变化,且中空结构不通,在夏季,桥面温度比普通钢架桥桥面温度高出10℃还多。所有这些意味着对大跨度钢箱桥桥面的铺装材料有特定的要求,首先为避免加大自重而过载,要求铺装面层厚度小于8cm,同时在满足强度、密封性等前提下还要求有一定的柔软性,高温、低温时的稳定性、抗裂性、抗疲劳性,能与钢材热胀冷缩同步而不断裂。
[0003] 钢桥面铺装材料开始使用浇注式沥青混凝土,后来使用沥青玛脂,目前国内最新推广的是环沥青混凝土,先在涂有防锈层的钢板上涂一薄层粘结层,其上铺装环氧沥青混合料,再涂一薄层粘结层,最后铺装上层。需现场配制、多种机械设备,施工复杂。此外,沥青本身固有的缺陷依然存在,即易氧化降解、耐水性、抗滑性和耐久性差,高温抗车辙性能与低温抗裂性能也差。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题:针对目前常见的桥面铺装材料耐水性、低温抗裂性能差,容易产生裂缝影响桥面板的耐久性的问题,本发明通过面筋作为增韧填料,辅以松香和富含活性成分的猕猴桃汁,在生物的作用下对天然沥青改性,增加沥青的活性基团数量以及基底间的化学键合,从而达到增粘增韧效果,再利用钟乳石作为晶种,在接触水分和二氧化时会自然生长对缝隙进行填充,起到自修复效果,最后和产油藻类以及产油微生物共同作用来增加其表面疏水性酯基数量,使其具有极佳的耐水性,最后和改性沥青复配,即得桥面铺装材料,本发明有效解决了常见的桥面铺装材料耐水性、低温抗裂性能差,容易产生裂缝影响桥面板耐久性的问题,具有广阔的应用前景。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:(1)按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在100~110℃下蒸煮10~15min后粉碎15~20min,得到面筋粉;
(2)将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量2~3倍的猕猴桃汁,在温度为35~45℃,空气相对湿度为60~80%的条件下自然发酵反应7~9天,得到发酵产物;
(3)按重量份数计,称取100~120份天然沥青和15~20份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至200~230℃,搅拌反应20~30min后再向反应釜中加入25~30份上述发酵产物,继续搅拌5~10min后转入高速剪切机中,在200~230℃下以3000~4000r/min转速搅拌10~15min,得到改性高粘增韧沥青,备用;
(4)将钟乳石浸入沼气池中浸泡12~14h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理2~
3min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机破碎20~30min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;
(5)按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎20~30min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在30~40℃下发酵反应2~3周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;
(6)按重量份数计,称取80~100份备用的改性高粘增韧沥青、10~15份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在200~230℃下搅拌混合1~2h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。
[0006] 本发明的应用方法:将本发明制备的耐水自修复型桥面铺装材料铺设于钢桥面上,控制摊铺时的温度为130~150℃,摊铺厚度为5~7cm,待铺设结束后,采用压路机进行压实整平,形成铺装层,并对其进行养护25~28天即可。经检测,该桥面铺装材料吸水率低于0.4%,抗压强度达到45MPa以上,抗折强度达到8MPa以上,耐低温性能达到-55~0℃。
[0007] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本发明制备的桥面铺装材料耐水性能好,吸水率低于0.4%;
(2)本发明制备的桥面铺装材料耐低温性能达到-55~0℃,耐低温性能好,不易抗裂,延长了桥面的使用年限。
[0008] (3)本发明制得的桥面铺装材料具有极佳的自修复功能,可以对铺装材料产生的裂缝起到填充,具有广阔的应用前景。

具体实施方式

[0009] 首先按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在100~110℃下蒸煮10~15min后粉碎15~20min,得到面筋粉;将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量2~3倍的猕猴桃汁,在温度为35~45℃,空气相对湿度为60~80%的条件下自然发酵反应7~9天,得到发酵产物;按重量份数计,称取100~120份天然沥青和15~20份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至200~230℃,搅拌反应20~30min后再向反应釜中加入25~30份上述发酵产物,继续搅拌5~10min后转入高速剪切机中,在200~230℃下以3000~4000r/min转速搅拌10~15min,得到改性高粘增韧沥青,备用;将钟乳石浸入沼气池中浸泡12~14h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理2~3min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机中破碎20~30min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;接着按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎20~30min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在30~40℃下发酵反应2~3周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;最后按重量份数计,称取80~100份备用的改性高粘增韧沥青、10~15份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在200~230℃下搅拌混合1~2h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。
[0010] 实例1首先按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在110℃下蒸煮
15min后粉碎20min,得到面筋粉;将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量3倍的猕猴桃汁,在温度为45℃,空气相对湿度为80%的条件下自然发酵反应9天,得到发酵产物;按重量份数计,称取120份天然沥青和20份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至230℃,搅拌反应30min后再向反应釜中加入30份上述发酵产物,继续搅拌10min后转入高速剪切机中,在230℃下以4000r/min转速搅拌15min,得到改性高粘增韧沥青,备用;将钟乳石浸入沼气池中浸泡14h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理3min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机中破碎30min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;接着按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎30min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在40℃下发酵反应3周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;最后按重量份数计,称取100份备用的改性高粘增韧沥青、15份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在230℃下搅拌混合2h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。
[0011] 将本发明制备的耐水自修复型桥面铺装材料铺设于钢桥面上,控制摊铺时的温度为150℃,摊铺厚度为7cm,待铺设结束后,采用压路机进行压实整平,形成铺装层,并对其进行养护28天即可。经检测,该桥面铺装材料吸水率为0.3%,抗压强度达到47MPa,抗折强度达到9MPa,耐低温性能达到-55℃。
[0012] 实例2首先按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在100℃下蒸煮
10min后粉碎15min,得到面筋粉;将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量2倍的猕猴桃汁,在温度为35℃,空气相对湿度为60%的条件下自然发酵反应7天,得到发酵产物;按重量份数计,称取100份天然沥青和15份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至200℃,搅拌反应20min后再向反应釜中加入25份上述发酵产物,继续搅拌5min后转入高速剪切机中,在200℃下以3000r/min转速搅拌10min,得到改性高粘增韧沥青,备用;将钟乳石浸入沼气池中浸泡12h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理2min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机中破碎20min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;接着按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎20min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在30℃下发酵反应2周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;最后按重量份数计,称取80份备用的改性高粘增韧沥青、10份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在200℃下搅拌混合1h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。
[0013] 将本发明制备的耐水自修复型桥面铺装材料铺设于钢桥面上,控制摊铺时的温度为130℃,摊铺厚度为5cm,待铺设结束后,采用压路机进行压实整平,形成铺装层,并对其进行养护25天即可。经检测,该桥面铺装材料吸水率为0.37%,抗压强度达到46MPa,抗折强度达到9MPa,耐低温性能达到0℃。
[0014] 实例3首先按质量比为2:1,将面粉和蒸馏水混合搅拌并揉成面团,将得到的面团放入水盆中,向盆中加水直至将面团完全浸没,人工搓洗面团,待盆中蒸馏水变成乳白色时重新换水,继续搓洗面团直至面团变小无法再洗出蒸馏水为止,过滤得到滤渣并在105℃下蒸煮
12min后粉碎17min,得到面筋粉;将上述得到的面筋粉和等质量松香混合后装入发酵罐中,再向发酵罐中加入两者总质量3倍的猕猴桃汁,在温度为40℃,空气相对湿度为70%的条件下自然发酵反应8天,得到发酵产物;按重量份数计,称取110份天然沥青和17份百香果肉装入高温反应釜中,加热升温至220℃,搅拌反应25min后再向反应釜中加入27份上述发酵产物,继续搅拌7min后转入高速剪切机中,在220℃下以3500r/min转速搅拌12min,得到改性高粘增韧沥青,备用;将钟乳石浸入沼气池中浸泡13h,取出后立即用液氮喷淋其表面冷冻处理2min,将冷冻后的钟乳石放入碎石机中破碎25min并过50目标准筛,得到钟乳石细集料;接着按质量比为2:1:5,将上述钟乳石细集料、100目河沙和海链藻依次装入气流粉碎机中粉碎25min得到混合料,将其移入发酵罐中,按接种量为12%向混合料中接种茁芽丝孢酵母菌,在35℃下发酵反应2周,过滤得到滤渣,干燥后即为耐水填料;最后按重量份数计,称取90份备用的改性高粘增韧沥青、12份上述耐水填料依次装入间歇式搅拌机中,在210℃下搅拌混合1h后出料,即得耐水自修复型桥面铺装材料。
[0015] 将本发明制备的耐水自修复型桥面铺装材料铺设于钢桥面上,控制摊铺时的温度为135℃,摊铺厚度为6cm,待铺设结束后,采用压路机进行压实整平,形成铺装层,并对其进行养护27天即可。经检测,该桥面铺装材料吸水率为0.38%,抗压强度达到48MPa,抗折强度达到9MPa,耐低温性能达到-3℃。
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