專利名稱:機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種主要用于機(jī)場(chǎng)道面(包括跑道、滑行道、停機(jī)坪等)結(jié)構(gòu)微 細(xì)裂縫的快速修補(bǔ)劑,屬化學(xué)建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù):
機(jī)場(chǎng)道面結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中,時(shí)常要經(jīng)受不同飛機(jī)軸載的沖擊、疲勞 和磨損以及自然環(huán)境的凍融循環(huán)、干濕交替和腐蝕等作用,會(huì)出現(xiàn)大量寬度小于 0. 2mm的微細(xì)裂縫,如果不及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ),在各種劣化因素的反復(fù)作用下,裂縫 會(huì)不斷擴(kuò)展、加劇,出現(xiàn)掉角、斷板等現(xiàn)象,降低道面結(jié)構(gòu)的使用壽命、影響了 飛機(jī)的起降。目前,關(guān)于機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫修補(bǔ)材料的研究與應(yīng)用鮮有報(bào)道,主 要是集中在公路道面和建筑物結(jié)構(gòu)物以及較大裂縫的修補(bǔ)上。常用的修補(bǔ)材料主 要有三類第一類,無(wú)機(jī)修補(bǔ)材料,主要由普通水泥和集料配制的砂漿和混凝土以及使用特種水泥(如高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥)和功能組分(如 微膨脹組分、減水組分等)配制的水泥基材料;第二類,無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料復(fù) 合的聚合物修補(bǔ)材料,主要有聚合物(如丙烯酸乳液、丁苯乳液等)改性砂漿及 混凝土等;第三類,有機(jī)高分子材料,如環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯和丙烯酸等各種樹(shù)脂 材料,主要用來(lái)修補(bǔ)新青混凝土道面的開(kāi)裂。現(xiàn)有的修補(bǔ)材料或存在與舊混凝土 粘結(jié)強(qiáng)度低、固化時(shí)間長(zhǎng)、只適用于大面積破損修補(bǔ)等缺點(diǎn),或存在收縮變形大、 粘度高、脆性大等不足,很難滿足機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫的修補(bǔ)工藝以及修補(bǔ)后能快 速放飛的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在于提供一種粘度低(150mPa . s-300mPa ■ s )、可灌性好、 粘結(jié)強(qiáng)度高、固化速度快、收縮小,且生產(chǎn)和使用方便的機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速 修補(bǔ)劑及制備方法。一種機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑,其特征在于其組分和質(zhì)量百分比為組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,粘度為100mPa s-200mPa ■ s, IOO份; 組分2: 二甲基苯胺,1. 0-2. 0份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,其比表面積大于400mVkg,含水泥5-16份,SiC粉 1.0-5.0份,石墨粉O. 1-0. 5份,石粉3-12份; 組分4:抗氧化劑1010, 0. 1-0.5份。一種機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑的制備方法,其特征在于 (1 )用常規(guī)方法制備甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,將其粘度控制在 100mPa . s-200mPa s時(shí),將反應(yīng)物取出并迅速冷卻至常溫備用;(2)將第(1)步制得的甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,與二甲基苯胺、無(wú)機(jī)改性劑 和抗氧化劑1010,按以下質(zhì)量百分比均勻拌合即可 組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,100份; 組分2: 二甲基苯胺,1.0-2.0份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,其比表面積大于400mVkg,含水泥5-16份,SiC粉 1.0-5.0份,石墨粉O. 1-0. 5份,石粉3-12份; 組分4:抗氧化劑1010, 0. 1-0. 5份。本發(fā)明中的甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,是快速修補(bǔ)劑的主體材料,滲透性強(qiáng), 通過(guò)不飽和雙鍵的二次聚合固化,產(chǎn)生粘結(jié)強(qiáng)度,達(dá)到裂縫修補(bǔ)的效果。將甲基 丙烯酸甲酯預(yù)聚體的粘度控制在100mPa s-200mPa s,確保了快速修補(bǔ)劑的初 始粘度約為150mPa s-300mPa s。將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體作為快速修補(bǔ)劑的 一個(gè)組分,不僅可減小聚合物反應(yīng)體系在后期的體積收縮,還便于本發(fā)明能方便、 快捷地施工,提高修補(bǔ)效率。二甲基苯胺是固化促進(jìn)劑,加速甲基丙烯酸甲酯預(yù) 聚體的固化反應(yīng),實(shí)現(xiàn)快速修補(bǔ)的功能要求。無(wú)機(jī)改性劑系由水泥、SiC粉、石 墨粉和石粉按一定比例組成,不僅可減少本發(fā)明的生產(chǎn)成本,更能改善和提高快 速修補(bǔ)劑的抗沖擊、收縮和力學(xué)性能。無(wú)機(jī)改性劑比表面積大于400mVkg,有利 于提高修補(bǔ)劑的句質(zhì)性,并易于滲入微細(xì)裂縫中。抗氧化劑ioio是為了提高修 補(bǔ)劑在大氣環(huán)境中的抗老化性能。本發(fā)明制備的機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑,系以聚合物為主的新型復(fù)合材 料,其主要性能特點(diǎn)為(1)快速修補(bǔ)劑的初始粘度約為UOmPa ■ s-MOmPa s, 能快速地滲透到微細(xì)裂縫中,滲透深度可達(dá)15cm-35cm,滿足機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫 的修補(bǔ)要求。(2)快速修補(bǔ)劑的固化時(shí)間短,可滿足機(jī)場(chǎng)道面在修補(bǔ)后迅速放飛 及減少經(jīng)濟(jì)損失的要求。(3)快速修補(bǔ)劑具有良好的力學(xué)性能,其拉伸強(qiáng)度可達(dá) 25MPa以上,彎曲強(qiáng)度可達(dá)50MPa以上;且與老混凝土的粘結(jié)力強(qiáng), 一般可達(dá)混 凝土整體彎拉強(qiáng)度的85%。 (4)快速修補(bǔ)劑的抗老化性能好,且與原混凝土的顏 色基本一致,無(wú)明顯差異。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,100份; 組分2: 二甲基苯胺,1.2份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,含42. 5級(jí)硅酸鹽水泥5份,SiC粉3. 0份,石墨粉 0. IO份,石粉3. 0份;組分4:抗氧化劑1010, 0. 10份。組分1的具體制備方法是由甲基丙烯酸甲酯100份、過(guò)氧化二苯甲酰0. 65 份、鄰苯二甲酸二丁酯20份,在78。C水洛中本體聚合約35分鐘,當(dāng)其粘度增 長(zhǎng)到145mPa ■ s時(shí),將反應(yīng)物取出并迅速在冰水中冷卻至常溫待用。實(shí)施例2、 實(shí)施例3和實(shí)施例4中的組分1均由此法制得。將四種組分按上述比例均勾混合可制得本發(fā)明,其初始粘度為194mPa s, 拉伸強(qiáng)度為26. 5MPa,彎曲強(qiáng)度為52. 5MPa,固化時(shí)間為140min,幾乎無(wú)收縮, 修補(bǔ)后混凝土的彎拉強(qiáng)度可恢復(fù)到92%以上,試件產(chǎn)生新的破壞面,顏色為灰色。 關(guān)于修補(bǔ)劑的檢測(cè)方法說(shuō)明粘度試驗(yàn)參照GB/T2794-1995《膠粘劑粘度的測(cè)定》進(jìn)行,釆用NDJ-1型 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定;拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB1040-79《塑料拉伸試驗(yàn)方法》進(jìn)行;彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB1042-79《塑料彎曲試驗(yàn)方法》進(jìn)行; 固化時(shí)間試驗(yàn)參照GB/T14074. 7-93《木材膠粘劑及其樹(shù)脂檢驗(yàn)方法》進(jìn)行;彎拉強(qiáng)度恢復(fù)率釆用40 x 40 x 160mm的砂漿試件,砂漿的配比為水泥砂 水=1:3: 0.5,先測(cè)定砂漿試件的彎拉強(qiáng)度,然后將破壞試件用本發(fā)明的修補(bǔ)劑 修補(bǔ)后再測(cè)試其彎拉強(qiáng)度,兩者的比值即為彎拉強(qiáng)度恢復(fù)率。實(shí)施例2組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,100份; 組分2: 二甲基苯胺,1.5份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,含42. 5級(jí)硅酸鹽水泥12份,SiC粉3. 0份,石墨粉 0. 20份,石粉6. 8份;組分4:抗氧化劑1010, 0. 3份。將四種組分按上述比例均勻混合可制得本發(fā)明,其初始粘度為200mPa s, 拉伸強(qiáng)度為28. 3MPa,彎曲強(qiáng)度為54. 4MPa,固化時(shí)間為132min,幾乎無(wú)收縮, 修補(bǔ)后混凝土的彎拉強(qiáng)度可恢復(fù)到93。/。以上,試件產(chǎn)生新的破壞面,顏色為灰色。實(shí)施例3組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,100份; 組分2: 二甲基苯胺,1.8份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,含42. 5級(jí)硅酸鹽水泥14份,SiC粉3. 0份,石墨粉 0. 30份,石粉7. 7份;組分4:抗氧化劑1010, 0. 2份。將四種組分按上述比例均勾混合可制得本發(fā)明,其初始粘度為203mPa s, 拉伸強(qiáng)度為36. 6MPa,彎曲強(qiáng)度為63. 8MPa,固化時(shí)間為127min,幾乎無(wú)收縮, 修補(bǔ)后混凝土的彎拉強(qiáng)度可恢復(fù)到95%以上,試件產(chǎn)生新的破壞面,顏色為灰色。實(shí)施例4組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,IOO份;組分2: 二甲基苯胺,1.8份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,含42. 5級(jí)硅酸鹽水泥5份,SiC粉2. 0份,石墨粉 0. 50份,石粉12份;組分4:抗氧化劑1010, 0. 5份。 將四種組分按上述比例均勾混合可制得本發(fā)明,其初始粘度為208mPa s,拉 伸強(qiáng)度為34. 5MPa,彎曲強(qiáng)度為61. 7MPa,固化時(shí)間為124min,幾乎無(wú)收縮,修 補(bǔ)后混凝土的彎拉強(qiáng)度可恢復(fù)到95%以上,試件產(chǎn)生新的破壞面,顏色為灰色。實(shí)施例5組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,100份; 組分2: 二甲基苯胺,2. 0份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,含42. 5級(jí)硅酸鹽水泥6份,SiC粉5. 0份,石墨粉 0. IO份,石粉4. 9份;組分4:抗氧化劑1010, 0. l份。將四種組分按上述比例均勻混合可制得本發(fā)明,其初始粘度為198mPa s, 拉伸強(qiáng)度為37. 5MPa,彎曲強(qiáng)度為66. 8MPa,固化時(shí)間為116min,幾乎無(wú)收縮, 修補(bǔ)后混凝土的彎拉強(qiáng)度可恢復(fù)到96%以上,試件產(chǎn)生新的破壞面,顏色為灰色。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑,其特征在于其組分和質(zhì)量百分比為組分1甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,粘度為100mPa·s-200mPa·s,100份;組分2二甲基苯胺,1.0-2.0份;組分3無(wú)機(jī)改性劑,其比表面積大于400m2/kg,含水泥5-16份,SiC粉1.0-5.0份,石墨粉0.1-0.5份,石粉3-12份;組分4抗氧化劑1010,0.1-0.5份。
2、 如權(quán)利要求1所述的機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑,其特征在于所述 水泥為42. 5級(jí)及以上的硅酸鹽水泥,
3、 一種機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑的制備方法,其特征在于(1) 用常規(guī)方法制備甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,將其粘度控制在 100mPa s-200mPa s時(shí),將反應(yīng)物取出并迅速冷卻至常溫備用;(2) 將第(1)步制得的甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,與二甲基苯胺、無(wú)機(jī)改性劑 和抗氧化劑1010,按以下質(zhì)量百分比均勻拌合即可組分l:甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體,IOO份; 組分2: 二甲基苯胺,1.0-2. 0份;組分3:無(wú)機(jī)改性劑,其比表面積大于400mVkg,含水泥5-16份,SiC粉 1. 0-5.0份,石墨粉O. 1-0. 5份,石粉3-12份; 組分4:抗氧化劑1010, 0. 1-0. 5份。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑的制備方法,其特 征在于所述的制備甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體的方法為按質(zhì)量份數(shù)將甲基丙烯酸甲 酯100份、過(guò)氧化二苯甲酰0. 6-0. 7份、鄰苯二甲酸二丁酯20-40份,在75-80 。C水浴中本體聚合約30-40分鐘,當(dāng)其粘度增長(zhǎng)到100mPa . s-200mPa - s時(shí),將 反應(yīng)物取出并迅速在冰水中冷卻至常溫,備用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)場(chǎng)道面微細(xì)裂縫快速修補(bǔ)劑及其制備方法,屬新型化學(xué)建材技術(shù)領(lǐng)域。按質(zhì)量份數(shù)由粘度為100MPa·s-200MPa·s的甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚體100份;二甲基苯胺1.0-2.0份;比表面積大于400m<sup>2</sup>/kg的無(wú)機(jī)改性劑,其中含水泥5-16份,SiC粉1.0-5.0份,石墨粉0.1-0.5份,石粉3-12份;抗氧化劑10100.1-0.5份組成。本發(fā)明的修補(bǔ)劑具有粘度低(150MPa·s-300MPa·s)、可灌性好、粘結(jié)強(qiáng)度高、固化速度快、收縮小,且生產(chǎn)和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B111/72GK101250043SQ200810020459
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者盧小琳, 李小燕, 飛 耿, 金少春, 高培偉 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)