本发明涉及道路建筑材料
技术领域：
，具体来说是一种耐磨环保型公路桥梁材料及其制备方法。
背景技术：
：现今桥梁工程不仅投资大、设计使用年限长，而且都处在交通要害部位，因此桥梁的安全性和耐久性非常重要。过去我们一直不重视桥梁工程的基面防腐防水工作，致使大部分桥梁基面及其附属配套设施在投入使用期间出现严重的腐蚀以及渗漏问题。随着经济的快速发展，八十年代后建设了相当规模的钢筋混凝土桥梁，特别是随着高速公路的建设，桥梁标准得到快速提高。桥面防水和桥防水防腐的严重性和重要性逐渐被重视，但由于受对腐蚀环境认识不够、材料性能掌握不准、防水机理认识不清、设计方案不合理、施工工艺不科学等因素的影响，防治效果差异较大，一些工程的防水质量没有达到预期的效果。再有针对目前我国特殊的气候环境，经常会出现连续的大雨天气，且雨水存在一定的酸性。目前用于桥梁路面的防腐防水材料大多会在制备过程中引入含有vocs以及重金属离子的原料，使整个生产过程中会产生对环境有危害的物质，不够环保；而且现有的防腐防水材料的防腐防水性能还有待提高。技术实现要素：本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种能够耐磨耐腐蚀且抗渗透的保型公路桥梁材料及其制备方法来解决上述问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：按照重量份的主要原料包括：水泥30~50份、防水助剂10~15份、萜烯酚醛树脂2~4份、硬脂酸钡1~3份、炭黑10~15份、丙烯酸树脂10~15份、云母粉4~6份、二氧化硅6~8份、固化剂1~2份、填料10~12份、坡缕缟石3~5份、聚丙烯酰胺1~2份、异氰酸酯2~4份、羧甲基纤维素钠4~6份、复合型抗氧剂2~4份、邻苯二甲酸二辛酯1~2份、短切芳纶纤维6~8份、硅烷偶联剂3~5份和减水剂2~3份。作为优选，按照重量份的主要原料包括：水泥35~45份、防水助剂12~14份、萜烯酚醛树脂2~4份、硬脂酸钡1~3份、炭黑12~14份、丙烯酸树脂12~14份、云母粉4~6份、二氧化硅6~8份、固化剂1~2份、填料10~12份、坡缕缟石3~5份、聚丙烯酰胺1~2份、异氰酸酯2~4份、羧甲基纤维素钠4~6份、复合型抗氧剂2~4份、邻苯二甲酸二辛酯1~2份、短切芳纶纤维6~8份、硅烷偶联剂3~5份和减水剂2~3份。作为优选，按照重量份的主要原料包括：水泥40份、防水助剂13份、萜烯酚醛树脂3份、硬脂酸钡2份、炭黑13份、丙烯酸树脂13份、云母粉5份、二氧化硅7份、固化剂1.5份、填料11份、坡缕缟石4份、聚丙烯酰胺1.5份、异氰酸酯3份、羧甲基纤维素钠5份、复合型抗氧剂3份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、短切芳纶纤维7份、硅烷偶联剂4份和减水剂2.5份。作为优选，所述的防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到。作为优选，所述的固化剂为二亚乙基三胺。作为优选，所述的填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物。作为优选，所述的复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚。作为优选，所述的短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为1～30mm。作为优选，所述的硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成；所述的减水剂为聚羧酸减水剂。一种耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，其特征在于：具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。本发明中的萜烯酚醛树脂可在固化剂作用下固化，将各组分连接在一起，形成高强度路面材料，其中，二氧化硅提供了很好的承载能力、耐磨性，硅烷偶联剂能有效提高各组分之间的相容性和连接强度；短切芳纶纤维具有高耐磨、高强度的特点，添加后增强了材料的耐磨性能；且本发明在生产过程中无废渣、废气、废水排放，无环境污染，在使用中无毒无味、重金属含量极低，对人体无危害，是一种环保型材料。具体实施方式为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例配合详细的说明，说明如下：实施例1一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥30份、防水助剂10份、萜烯酚醛树脂2份、硬脂酸钡1份、炭黑10份、丙烯酸树脂10份、云母粉4份、二氧化硅6份、固化剂1份、填料10份、坡缕缟石3份、聚丙烯酰胺1份、异氰酸酯2份、羧甲基纤维素钠4份、复合型抗氧剂2份、邻苯二甲酸二辛酯1份、短切芳纶纤维6份、硅烷偶联剂3份和减水剂2份。其中，防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到；其中，固化剂为二亚乙基三胺，填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物；其中，复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚，短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为6mm；其中，硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成，减水剂为聚羧酸减水剂；其中，耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。实施例2一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥35份、防水助剂11份、萜烯酚醛树脂3份、硬脂酸钡1份、炭黑12份、丙烯酸树脂11份、云母粉4份、二氧化硅7份、固化剂1份、填料10份、坡缕缟石3份、聚丙烯酰胺2份、异氰酸酯2份、羧甲基纤维素钠4份、复合型抗氧剂2份、邻苯二甲酸二辛酯1份、短切芳纶纤维6份、硅烷偶联剂5份和减水剂2份。其中，防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到；其中，固化剂为二亚乙基三胺，填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物；其中，复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚，短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为12mm；其中，硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成，减水剂为聚羧酸减水剂；其中，耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。实施例3一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥40份、防水助剂13份、萜烯酚醛树脂3份、硬脂酸钡2份、炭黑13份、丙烯酸树脂13份、云母粉5份、二氧化硅7份、固化剂1.5份、填料11份、坡缕缟石4份、聚丙烯酰胺1.5份、异氰酸酯3份、羧甲基纤维素钠5份、复合型抗氧剂3份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、短切芳纶纤维7份、硅烷偶联剂4份和减水剂2.5份。其中，防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到；其中，固化剂为二亚乙基三胺，填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物；其中，复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚，短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为18mm；其中，硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成，减水剂为聚羧酸减水剂；其中，耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。实施例4一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥45份、防水助剂12份、萜烯酚醛树脂4份、硬脂酸钡2份、炭黑14份、丙烯酸树脂12份、云母粉6份、二氧化硅8份、固化剂2份、填料11份、坡缕缟石5份、聚丙烯酰胺1.5份、异氰酸酯3份、羧甲基纤维素钠5份、复合型抗氧剂3份、邻苯二甲酸二辛酯2份、短切芳纶纤维7份、硅烷偶联剂4份和减水剂3份。其中，防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到；其中，固化剂为二亚乙基三胺，填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物；其中，复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚，短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为20mm；其中，硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成，减水剂为聚羧酸减水剂；其中，耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。实施例5一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥50份、防水助剂14份、萜烯酚醛树脂2份、硬脂酸钡3份、炭黑15份、丙烯酸树脂14份、云母粉5份、二氧化硅6份、固化剂1.5份、填料12份、坡缕缟石4份、聚丙烯酰胺1份、异氰酸酯4份、羧甲基纤维素钠6份、复合型抗氧剂4份、邻苯二甲酸二辛酯2份、短切芳纶纤维8份、硅烷偶联剂3份和减水剂2份。其中，防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到；其中，固化剂为二亚乙基三胺，填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物；其中，复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚，短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为25mm；其中，硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成，减水剂为聚羧酸减水剂；其中，耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，具体步骤为：步骤s1：按比例配方称取各组分：步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。将实施例1～5制备得到的耐磨环保型公路桥梁材料和水、砂、碎石按照1：0.5：2：3的比例混合制备得到混凝土1～5；测得混凝土1～5其耐磨性能及防水性能符合道路工程施工与质量验收规范(cjj1-2008)，耐磨度(按照混凝土及其制品耐磨性试验方法(gb/t16925-1997))和抗渗等级(按照混凝土质量控制标准(gb50164-2011))如下表1。表1.混凝土耐磨实验结果耐磨度实施例1材料混凝土16.56实施例2材料混凝土26.85实施例3材料混凝土37.12实施例4材料混凝土47.08实施例5材料混凝土56.94由表1实验数据可以看出，由实施例1～5所述的耐磨环保型公路桥梁材料制备得到的混凝土其耐磨度均较高，这说明，本发明制备的得到的耐磨环保型公路桥梁材料具有非常优异的耐磨性能，其中，实施例3制备得到的混凝土的耐磨度最高，因此实施例3为最佳方案。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。当前第1页1 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技术特征：1.一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：按照重量份的主要原料包括：水泥30~50份、防水助剂10~15份、萜烯酚醛树脂2~4份、硬脂酸钡1~3份、炭黑10~15份、丙烯酸树脂10~15份、云母粉4~6份、二氧化硅6~8份、固化剂1~2份、填料10~12份、坡缕缟石3~5份、聚丙烯酰胺1~2份、异氰酸酯2~4份、羧甲基纤维素钠4~6份、复合型抗氧剂2~4份、邻苯二甲酸二辛酯1~2份、短切芳纶纤维6~8份、硅烷偶联剂3~5份和减水剂2~3份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：按照重量份的主要原料包括：水泥35~45份、防水助剂12~14份、萜烯酚醛树脂2~4份、硬脂酸钡1~3份、炭黑12~14份、丙烯酸树脂12~14份、云母粉4~6份、二氧化硅6~8份、固化剂1~2份、填料10~12份、坡缕缟石3~5份、聚丙烯酰胺1~2份、异氰酸酯2~4份、羧甲基纤维素钠4~6份、复合型抗氧剂2~4份、邻苯二甲酸二辛酯1~2份、短切芳纶纤维6~8份、硅烷偶联剂3~5份和减水剂2~3份。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：按照重量份的主要原料包括：水泥40份、防水助剂13份、萜烯酚醛树脂3份、硬脂酸钡2份、炭黑13份、丙烯酸树脂13份、云母粉5份、二氧化硅7份、固化剂1.5份、填料11份、坡缕缟石4份、聚丙烯酰胺1.5份、异氰酸酯3份、羧甲基纤维素钠5份、复合型抗氧剂3份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、短切芳纶纤维7份、硅烷偶联剂4份和减水剂2.5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的防水助剂为cpe橡胶和天然橡胶按1:1的重量比例混合得到。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的固化剂为二亚乙基三胺。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的填料为钛白粉、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的复合型抗氧剂为2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的短切芳纶纤维是间位芳纶短切纤维，平均长度为1～30mm。
9.根据权利要求1所述的一种耐磨环保型公路桥梁材料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂由1份a189硅烷偶联剂和0.5份si-69硅烷偶联剂组成；所述的减水剂为聚羧酸减水剂。
10.一种如权利要求1-9任一所述的耐磨环保型公路桥梁材料的制备方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤s1：按比例配方称取各组分：
步骤s2：将a189硅烷偶联剂和si-69硅烷偶联剂置于搅拌机内，加热至70-90℃下搅拌6-10min，排料后堆放2-3h，得硅烷偶联剂；
步骤s3：将cpe橡胶置于加热型开炼机上，在80-90℃下进行塑化，塑化完毕后依次加入硅烷偶联剂、硬脂酸钡、炭黑、丙烯酸树脂、二氧化硅、填料和坡缕缟石混炼均匀，得cpe混炼母料；
步骤s4：将天然橡胶置于加热加压式密炼机上，在80-100℃下进行塑炼，塑炼完毕后依次加入萜烯酚醛树脂、固化剂、聚丙烯酰胺、短切芳纶纤维和羧甲基纤维素钠，混炼均匀后，加入所述cpe混炼母料，在90-100℃下进行合炼，混炼均匀后加入云母粉和邻苯二甲酸二辛酯，在160-170℃下混炼8-10min，排料，自然降至室温；再置于80-90℃的开炼机上，依次加入异氰酸酯、复合型抗氧剂和减水剂进行混炼，即得耐磨环保型公路桥梁材。
技术总结本发明公开了一种耐磨环保型公路桥梁材料，按照重量份的主要原料包括：水泥30~50份、防水助剂10~15份、萜烯酚醛树脂2~4份、硬脂酸钡1~3份、炭黑10~15份、丙烯酸树脂10~15份、云母粉4~6份、二氧化硅6~8份、固化剂1~2份、填料10~12份、坡缕缟石3~5份、聚丙烯酰胺1~2份、异氰酸酯2~4份、羧甲基纤维素钠4~6份、复合型抗氧剂2~4份、邻苯二甲酸二辛酯1~2份、短切芳纶纤维6~8份、硅烷偶联剂3~5份和减水剂2~3份。与现有技术相比，本发明中的萜烯酚醛树脂可在固化剂作用下固化，将各组分连接在一起，形成高强度路面材料，其中，二氧化硅提供了很好的承载能力、耐磨性，硅烷偶联剂能有效提高各组分之间的相容性和连接强度；短切芳纶纤维具有高耐磨、高强度的特点。
技术研发人员：王军;席绪荣;章铭;童玉贵;周平静
受保护的技术使用者：安徽虹达道路桥梁工程有限公司
技术研发日：2020.03.25
技术公布日：2020.06.09
