[發(fā)明專利]一種大伸縮量橋面無縫伸縮縫材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-04-30
• 公開（公告）號: CN102718438A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 磨煉同;束冬林;吳少鵬;謝嚴君
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B18/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明;唐萬榮

技術領域

本發(fā)明屬于道路建筑材料與工程領域，具體涉及一種橋面無縫伸縮縫材料及其制備。

技術背景

伸縮縫是橋梁結構中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其主要作用是適應由于溫度與濕度變化、混凝土收縮和徐變,?橋梁墩臺的沉降和梁端轉動等引起的變形,?并保證橋面平順、行車舒適。與其他類型橋面無縫伸縮縫相比而言，無縫伸縮縫能夠給混凝土橋梁結構提供一個完好的表面，抵擋水或有害成分對結構的破壞，并且能夠適應溫度引起的收縮，具有良好的整體性、耐久性、防排水性能，易于養(yǎng)護與維修，低噪音等優(yōu)點，而被國內外廣泛的應用。

橋面無縫伸縮縫的服役性能好壞的關鍵在于混合料性能的優(yōu)劣，而混合料的性能則是由特種瀝青膠結料和骨料共同構成的。低溫開裂、高溫推移、與原有路面結構粘結不足是無縫伸縮縫材料典型的病害。國內已自主研發(fā)了一些伸縮縫材料，但與國外進口材料相比，實際使用效果不理想，因此國內的無縫伸縮縫材料市場更依賴于進口產品。當前，無縫伸縮縫材料面臨的技術難題是伸縮量小，僅適用于小跨度橋梁，使用范圍受限。此外，在高寒區(qū)極端低溫條件下，無縫伸縮縫材料適應性差，需要在材料低溫性能和伸縮量上有更大的突破。

瀝青類材料是無縫伸縮縫常用的膠結材料，但其面臨的主要難題是低溫脆性和高溫穩(wěn)定性不足，須對其進行高度改性以便獲得性能優(yōu)異的彈性體材料，而當前普遍使用的道路石油瀝青都難以達到要求。由于無縫伸縮縫填充材料富含瀝青材料，其低溫延伸變形和高溫交通承載能力均依賴于瀝青膠結料的性能，這對瀝青材料的低溫與高溫兼容性提出了更高的要求。

傳統(tǒng)的無縫伸縮縫的填充材料主要由瀝青膠結料和石料組成。與膠結料相比，石料是剛性材料，其只起到填充物的作用，并不參與填充材料的整體變形，此外，石料所用比例相對于瀝青膠結料高，這使得無縫伸縮裝置的伸縮量完全依賴于膠結料的性能。為了制備具有大伸縮量的無縫伸縮縫材料，需突破現有填充材料在組成上的局限，重點解決填充材料不參與變形能難題，使各材料組成協(xié)同變形，以適應橋梁復雜變形。

我國交通和環(huán)境條件惡劣，無縫伸縮縫材料在高溫下易出現車轍，粘結劑富余造成流淌，在低溫下出現開裂、與原有路面粘結失效等現象。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種大伸縮量橋面無縫伸縮縫材料及其制備方法，該方法制備的橋面無縫伸縮縫材料具有良好的高溫穩(wěn)定性和優(yōu)越的低溫抗裂性。

為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種大伸縮量橋面無縫伸縮縫材料，其特征在于，它由1#礦料、2#礦料、橡膠顆粒、礦粉填料和膠結料制備而成，各原料所占質量百分數為：1#礦料60.0%～70.0%、2#礦料4.0%～14.0%、橡膠顆粒4.0%～8.5%、礦粉填料4.0%～7.0%、膠結料9.0%～17.5%；

其中，1#礦料的粒徑為4.75mm～9.5mm（不含4.75mm，即1#礦料的粒徑＞4.75mm且≤9.5mm），2#礦料的粒徑≤4.75mm，橡膠顆粒的粒徑≤4.75mm（為0.3mm～4.75mm）；

所述的膠結料的各組分及其質量百分比為：基質瀝青65.0～75.0%，橡膠粉20.0%～25.0%，SBS改性劑5.0～10.0%。

所述的礦料（1#礦料、2#礦料）為玄武巖、石灰?guī)r或安山巖等（1#礦料、2#礦料均可以是玄武巖、石灰?guī)r、安山巖等），具有足夠的強度（壓碎值≤20%），并且嚴格控制集料中針片狀（針片狀含量≤10%）。

礦粉填料（礦粉）為石灰石礦粉，粒徑≤0.075mm。

基質瀝青為高標號道路石油瀝青，針入度范圍為80～120，軟化點不低于41℃，15℃延度不小于100cm，如90#道路石油瀝青、110#道路石油瀝青或130#道路石油瀝青；橡膠粉的粒徑大小為60目～200目，采用常溫破碎法生產（可由廢舊輪胎經常溫破碎而成）；SBS改性劑為星型SBS改性劑（全稱為苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，或稱液體星型SBS瀝青改性劑）。

本發(fā)明的特點是：使用的膠結料是由基質瀝青、橡膠粉和SBS改性劑進行復合改性而得，橡膠顆粒用于替代部分礦料。

一種大伸縮量橋面無縫伸縮縫材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟：

1）制備膠結料：

①按各組分及其質量百分比為：基質瀝青65.0～75.0%，橡膠粉20.0%～25.0%，SBS改性劑5.0～10.0%，選取基質瀝青、橡膠粉和SBS改性劑；