一種負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及路面材料工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料及其 應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥混凝土路面具有承載能力強(qiáng)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而一直被廣泛采用?，F(xiàn)階段 全國水泥、鋼筋價格持續(xù)走低，而水泥混凝土路面卻難以擴(kuò)大應(yīng)用范圍，引起了眾多學(xué)者的 注意。水泥混凝土路面作為最常見的路面之一，其面臨的最大問題就是初期裂縫發(fā)生與后 期的裂縫擴(kuò)展。為維持水泥混凝土路面的耐久性和行車舒適性，通常采用填縫材料進(jìn)行填 縫處理，甚至加鋪瀝青層，這些處理措施并不能有效地緩減舊水泥混凝土的裂縫反射問題。 分析其原因是，水泥混凝土的熱脹冷縮較為明顯，而填縫材料亦為熱脹冷縮材料，在降溫過 程中，兩者之間很容易由于粘結(jié)力不足而形成裂縫進(jìn)而相互脫離，雨水順著裂縫滲入路基 內(nèi)部，引起道路整體承載能力下降。為解決此類問題，一些學(xué)者提出環(huán)氧樹脂貼縫技術(shù)、應(yīng) 力吸收帶技術(shù)，以及高滲透性乳化瀝青技術(shù)，這也帶來了新的技術(shù)問題：環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能 強(qiáng)，施工困難，對機(jī)械損傷嚴(yán)重；應(yīng)力吸收帶施工面積大，經(jīng)濟(jì)效益不高；高滲透乳化瀝青 對環(huán)境污染大，應(yīng)用性能不佳。
[0003] 為把握水泥與鋼筋廉價的大好時機(jī)，推廣應(yīng)用水泥混凝土路面，故必須解決裂縫 處治問題。發(fā)明人從改善路面熱脹冷縮現(xiàn)象出發(fā)，提出采用負(fù)膨脹材料填充水泥混凝土間 的固有裂縫，當(dāng)水泥混凝土收縮的同時填縫材料膨脹；當(dāng)水泥混凝土膨脹的同時填縫材料 收縮，確保水泥混凝土和填縫材料相互緊密接觸，有效防止水分下滲，增強(qiáng)行車舒適性。從 根本上解決水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)問題，在其他水泥混凝土構(gòu)造物上也可以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明將要解決的技術(shù)問題為：開發(fā)一種負(fù)膨脹改 性瀝青填縫材料，能夠有效地彌補(bǔ)水泥混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的體積變化，確保水泥混凝土 路面無間隙，實(shí)現(xiàn)無裂縫水泥混凝土路面的建設(shè)與推廣。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：采用親油表面改性劑對負(fù)膨脹材料進(jìn)行處理，使其 與膨脹協(xié)調(diào)劑粘結(jié)，并增加與瀝青的裹覆性能，將改性過的負(fù)膨脹材料添加到瀝青材料中 得到改性瀝青，采用鈣粉作為補(bǔ)充改性瀝青的體積，對改性瀝青的溫度伸縮性進(jìn)行系統(tǒng)分 析，為負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料的應(yīng)用性能奠定基礎(chǔ)。
[0006] 更具體的，一種負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料，由下述質(zhì)量百分比的原料制成：
[0007]
[0008] 所述各原料的質(zhì)量百分比之和為100%。
[0009]所述基礎(chǔ)瀝青為SBS改性瀝青，其軟化點(diǎn)大于60°C，低溫延度（5°C)大于20cm;
[0010] 所述負(fù)膨脹材料為氰化鋅（Zn (CN) 2)和/或氰化鎘（Cd (CN) 2)，細(xì)度均為400~1000 目；
[0011]所述膨脹協(xié)調(diào)劑為磷酸鋯鈉（Nazr2p3012)，細(xì)度為30~80目；
[0012] 所述填料為鈣粉，細(xì)度400目，鈣含量96% ;
[0013] 所述助劑為聚丙烯酸鈉或聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物。
[0014] 優(yōu)選的，一種負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料，由下述質(zhì)量百分比的原料制成：
[0015]
[0016] 最優(yōu)選的，一種負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料，由下述質(zhì)量百分比的原料制成：[0017]
[0018]
[0019] 上述各原料配方的負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料的制備方法如下：
[0020] 向助劑中加入負(fù)膨脹劑和膨脹協(xié)調(diào)劑，然后倒入適量的酒精淹沒所有材料，加熱 混合物并維持溫度在60°C，采用小型水泥拌和鍋攪拌15min，待酒精完全揮發(fā)后，經(jīng)過水泥 小磨，將其研磨l〇min，研磨后的粉體存貯待用；
[0021] 加熱基礎(chǔ)瀝青到熔融態(tài)，然后加入研磨后的粉體，采用高速剪切儀進(jìn)行剪切（2000 轉(zhuǎn)/分鐘）10~15min;
[0022] 最后加入填料，手工攪拌15min，直至完全混合均勻，靜置待用。
[0023] 本發(fā)明的負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料可用于舊水泥混凝土路面和瀝青路面裂縫填 補(bǔ)，以及相關(guān)建筑物的裂縫填補(bǔ)，對熱脹冷縮性結(jié)構(gòu)物的體積變化起到良好的補(bǔ)充作用。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0025] (1)可有效地調(diào)節(jié)瀝青的溫度敏感性，實(shí)現(xiàn)一定的負(fù)膨脹性；同時，磷酸鋯鈉的網(wǎng) 格空間結(jié)構(gòu)，其晶體鍵長的膨脹有效地控制了材料由于結(jié)團(tuán)、分散不均勻造成的局部膨脹、 收縮不協(xié)調(diào)等現(xiàn)象。
[0026] (2)通過調(diào)節(jié)原料配比實(shí)現(xiàn)了與水泥混凝土相協(xié)調(diào)的負(fù)膨脹性，保證水泥混凝土 路面無裂縫。
[0027] (3)可用于舊水泥混凝土路面裂縫填補(bǔ)，新建水泥混凝土路面及其他水泥混凝土 構(gòu)件施工裂縫填補(bǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合實(shí)施例對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍 不應(yīng)局限于這些實(shí)施例。
[0029]以下實(shí)施例1-8中所用SBS改性瀝青，其軟化點(diǎn)大于60°C，低溫延度（5°C)大于 20cm，購自廣東茂名鑫大公路材料有限公司。
[0030] 所用氰化鋅、氰化鎘的細(xì)度均為400~1000目；
[0031] 所用磷酸鋯鈉細(xì)度為30~80目；
[0032] 所用鈣粉細(xì)度400目，鈣含量96%。
[0033] 所用聚丙烯酸鈉為工業(yè)級聚丙烯酸鈉PAAS。
[0034] 所用聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物均為F127。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 以制備負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料lOOKg為例，所用的原料質(zhì)量配比如下：
[0037]SBS改性瀝青55Kg
[0038] 氰化鋅7Kg
[0039] 磷酸鋯鈉4Kg [0040]鈣粉32Kg
[0041] 聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg
[0042] 制備方法如下：
[0043] 首先，稱取助劑聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物2Kg、氰化鋅7Kg、磷酸鋯鈉4Kg，加入酒 精5Kg將固體均淹沒，加熱混合物并維持到溫度60°C，采用小型水泥拌和鍋攪拌15min，待 酒精完全揮發(fā)后，經(jīng)過水泥小磨，將其研磨l〇min，研磨后的粉體存貯待用；
[0044] 加熱55Kg SBS改性瀝青到熔融態(tài)，然后加入研磨后的粉體，采用高速剪切儀進(jìn)行 剪切，在2000轉(zhuǎn)/分鐘的速度下剪切13分鐘；
[0045] 最后，加入鈣粉32Kg，手工攪拌15min，直至完全混合均勻，靜置待用。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 以制備負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料lOOKg為例，所用的原料質(zhì)量配比如下：
[0048] SBS改性瀝青55Kg
[0049] 氰化鋅7Kg
[0050] 磷酸鋯鈉4Kg
[0051]鈣粉32Kg
[0052] 聚丙烯酸鈉2Kg。
[0053] 實(shí)施例3
[0054] 以制備負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料lOOKg為例，所用的原料質(zhì)量配比如下：
[0055] SBS改性瀝青45Kg
[0056]氰化鋅10Kg
[0057] 磷酸鋯鈉4Kg
[0058]鈣粉38Kg
[0059] 聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物3Kg。
[0060] 實(shí)施例4
[0061] 以制備負(fù)膨脹改性瀝青填縫材料lOOKg為例，所用的原料質(zhì)量配比如下：
[0062] S