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CN105801002A - 一种聚氨酯橡胶混凝土材料及该材料的加工方法 - Google Patents

一种聚氨酯橡胶混凝土材料及该材料的加工方法 Download PDF

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Abstract

一种聚氨酯橡胶混凝土材料及该材料的加工方法，含有以下物质及重量份:石料100份；橡胶粉1‑20份；聚氨酯3‑15份；所述石料包括粒径为小于5mm的石子、粒径为大于等于5且小于10mm的石子和粒径为大于等于10且小于15mm的石子；所述的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度>8MPa，拉伸断裂伸长率>50%，常温粘度<1500mPa·s。按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料具有如下优点：本发明与现有技术相比降低了聚氨酯的用量，将成本降低约30%，废旧胶粉的加入进一步提高了材料的耐寒性能、抗疲劳性能，并且不渗水，用于铺装桥面、路面时，减小铺装层的厚度，减小面层重量，延长路面、桥面使用寿命。

Description

一种聚氨酯橡胶混凝土材料及该材料的加工方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯橡胶混凝土材料，本发明还涉及该材料的加工方法。
背景技术
目前路面、桥面铺装材料主要是沥青混凝土或改性沥青混凝土材料。由于沥青本身的性能特点，导致了铺装材料高温下易流淌，低温下易开裂。从而使路面、桥面出现了推移、车辙、坑槽、裂纹等一些列病害，影响了道路和桥梁的使用寿命，增加了道路和桥梁养护的经济成本和时间成本。为此，人们对新的铺装材料进行了探索和研究。例如，中国专利CN101497510公开了一种环氧树脂混凝土材料制备及方法。与沥青混凝土相比，环氧树脂混凝土材料表现出优异的粘接性能、耐高温性能、更高的强度；但是也存在一定的缺点，如耐寒性能一般，表现出低温脆性大、抗疲劳性能差、拌合和摊铺温度高等。又如中国专利CN104446140公开了一种改性聚氨酯橡胶混凝土薄层铺装材料。与环氧混凝土及沥青混凝土相比，这类材料表现出良好的低温性能，混凝土材料韧性提高，抗疲劳性能增加。环氧树脂和聚氨酯基混凝土材料尽管表现出来极优异的性能，但环氧树脂和聚氨酯胶结料的用量较大，通常为石料用量的20 ~ 30%，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种耐寒性能、抗疲劳性能优异，密实不透水生产成本低的聚氨酯橡胶混凝土材料及该材料的加工方法。
按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料采用的主要技术方案为：
含有以下物质及重量份:
石料100份；
矿粉0~8份；
橡胶粉1-20份；
聚氨酯3-15份。
本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料还采用如下附属技术方案：
所述石料包括粒径为小于5mm的石子、粒径为5-10mm的石子和粒径为10-150mm的石子。
所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为60 ~ 80 : 10 ~ 20 : 10 ~ 20。
所述的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度 > 8MPa，拉伸断裂伸长率 > 50%，常温粘度 < 1500mPa·s。
所述的橡胶粉的粒径为0.01 - 3mm。
所述石料为玄武岩和/石灰岩。
所述橡胶粉为废旧橡胶粉。
按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法采用的主要技术方案为：将石料与橡胶粉按照配合比例混合均匀后，加入聚氨酯，搅拌均匀后在温度-20 ~ 50℃下碾压成型，经过8 ~ 96h的养护，制得聚氨酯橡胶混凝土材料。
按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料与现有技术相比具有如下优点：本发明与现有技术相比降低了聚氨酯的用量，将成本降低约30%，废旧胶粉的加入进一步提高了材料的耐寒性能、抗疲劳性能，并且不渗水，用于铺装桥面、路面时可减小铺装层的厚度，减小面层重量，延长路面、桥面使用寿命。
按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法与现有技术相比具有如下优点：工艺简单，步骤少，不易受外界条件影响，加工周期短，铺装效率高。
具体实施方式
实施例一
按照本发明提供的聚氨酯橡胶混凝土材料实施例，含有以下物质及重量份:
石料100份；
矿粉0~8份；
橡胶粉1-20份；
聚氨酯3-15份。
所述的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度 > 8MPa，拉伸断裂伸长率 > 50%，常温粘度 < 1500mPa·s。所述的橡胶粉的粒径为0.01-3mm，本实施例优选为0.05mm。所述石料为玄武岩和石灰岩，本实施例的石料为玄武岩。所述橡胶粉为废旧橡胶粉，采用废旧橡胶粉不仅易加工，降低生产成本，还将废旧橡胶变废为宝，减少了废旧橡胶无法再利用而对环境造成的污染。
所述石料包括粒径为小于5mm的石子、粒径为5-10mm的石子和粒径为10-150mm的石子。所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为60 ~ 80 : 10 ~ 20 : 10 ~ 20。
本实施例中石料用量为100份，其中所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为: 65% : 15% : 20%，合成级配为：
满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）对混合料的级配要求；
废旧橡胶粉的用量为6份，
聚氨酯用量为9份，
矿粉用量为2份。
上述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法为：将上述石料与废旧橡胶粉混合均匀，加入混合均匀的聚氨酯，搅拌1 min，在温度-20 ~ 50℃下碾压75次，养护24h时间。上述加工方法工艺简单，步骤少，不易受外界条件影响，加工周期短，铺装效率高。
本发明与现有技术相比降低了聚氨酯的用量，将成本降低约30%，废旧胶粉的加入进一步提高了材料的耐寒性能、抗疲劳性能，并且不渗水，用于铺装桥面、路面时，减小铺装层的厚度，减小面层重量，延长路面、桥面使用寿命。
实施例二
本实施例与上述实施例一大致相同，石料用量为100份，区别在于本实施中所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为: 70% : 15% : 15%，合成级配为：
满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）对混合料的级配要求；
废旧橡胶粉用量为12份，
聚氨酯用量为12份，
矿粉用量为4份。
上述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法为：将上述石料与废旧橡胶粉混合均匀，加入混合均匀的聚氨酯，搅拌1 min，在温度-20 ~50℃下碾压75次，养护24h时间。
实施例三
本实施例与上述实施例一大致相同，石料用量为100份，区别在于本实施中所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为: 70% : 15% : 15%，合成级配为：
粒径（mm） 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
通过率（％） 100 99.5 74 57 40 25 15 10 7
满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）对混合料的级配要求；
废旧橡胶粉用量为20份，
聚氨酯用量为13份。
矿粉用量为4份
上述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法为：将上述石料与废旧橡胶粉混合均匀，加入混合均匀的聚氨酯，搅拌1 min，在温度-20 ~50℃下碾压75次，养护24h时间。
实施例四
本实施例与上述实施例一大致相同，石料用量为100份，区别在于本实施中所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为: 70% : 15% : 15%，合成级配为：
满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）对混合料的级配要求；
废旧橡胶粉用量为20份，
聚氨酯用量为15份。
矿粉用量为0份
上述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法为：将上述石料与废旧橡胶粉混合均匀，加入混合均匀的聚氨酯，搅拌1 min，在温度-20 ~50℃下碾压75次，养护24h时间。
实施例五
本实施例与上述实施例一大致相同，石料用量为100份，区别在于本实施中所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为: 70% : 15% : 15%，合成级配为：
满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）对混合料的级配要求；
废旧橡胶粉的用量为20份，
聚氨酯用量为13份。
矿粉用量为2份
上述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法为：将上述石料与废旧橡胶粉混合均匀，加入混合均匀的聚氨酯，搅拌1 min，在温度-20 ~50℃下碾压75次，养护48h时间。
上述5个实施例的制得的聚氨酯橡胶混凝土材料，性能测试结果如下表所示
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：含有以下物质及重量份:
石料100份；
矿粉0~8份；
橡胶粉1-20份；
聚氨酯3-15份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述石料包括粒径为小于5mm的石子、粒径为5-10mm的石子和粒径为10-150mm的石子。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述粒径为小于5mm的石子、所述粒径为5-10mm的石子和所述粒径为10-150mm的石子的重量之比为60 ~ 80 : 10 ~ 20 : 10 ~ 20。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述的聚氨酯为双组分或单组分热固性材料，拉伸强度 > 8MPa，拉伸断裂伸长率 > 50%，常温粘度 < 1500mPa·s。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述的橡胶粉的粒径为0.01 - 3mm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述石料为玄武岩和/石灰岩。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的聚氨酯橡胶混凝土材料，其特征在于：所述橡胶粉为废旧橡胶粉。
8.一种加工权利要求1-5任意一项所述聚氨酯橡胶混凝土材料的加工方法，其特征在于：将石料与橡胶粉按照配合比例混合均匀后，加入聚氨酯，搅拌均匀后在温度-20 ~50℃下碾压成型，经过8 ~ 96h的养护，制得聚氨酯橡胶混凝土材料。
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