[發(fā)明專利]一種赤泥基自懸浮柔性注漿材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610243157.6
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105669945A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊政鵬;張雪峰;張春靜;張春克;牛宇濤;管學(xué)茂
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/65;C08G18/62;C08G18/40;C08K3/22;C08K3/36
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路養(yǎng)護(hù)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種赤泥基自懸浮柔性注漿材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著公路使用年限的增加，許多高速公路多多少少地出現(xiàn)了病害問題，其中裂縫是高速公路路面破損中最常見、最易發(fā)生的一種病害，它出現(xiàn)在高速公路的整個使用期，并隨著高速公路路齡的增長而加重。路面裂縫的危害在于水分不斷從裂縫中滲入，加速基層路基老化，導(dǎo)致路面承載力不斷下降，產(chǎn)生臺階、唧泥、龜裂等病害，進(jìn)而加速高速路面的破壞。目前常用的道路修補(bǔ)材料主要分為無機(jī)和有機(jī)兩類注漿材料，無機(jī)材料主要是水泥基材料，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、價格低廉，但分散性差、硬化慢、柔性差；有機(jī)注漿材料主要是聚氨酯類和環(huán)氧樹脂類材料，這類材料具有粘結(jié)強(qiáng)度高、柔性好、硬化快的優(yōu)點(diǎn)，但成本較高。因此，開發(fā)一種成本低的柔性注漿材料是目前需要解決的一個重要問題。

赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁就會產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。赤泥的主要成分為CaO、SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃，并含有少量的氧化鈉和氧化鉀。赤泥在生產(chǎn)過程中結(jié)合了大量的化學(xué)堿且難以脫除，因而大量的赤泥不能充分有效的利用，只能以大面積堆放的方式進(jìn)行處理。這不僅占用了大量土地，赤泥中的化學(xué)成分滲入土地也易造成土地堿化，地下水污染等環(huán)境問題。因此，赤泥的有效利用不僅可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，還可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，已有部分學(xué)者將赤泥用于注漿材料，以實(shí)現(xiàn)其規(guī)模化應(yīng)用。如中國專利文獻(xiàn)CN103896503A公開了一種赤泥基新型注漿材料及其制備方法，通過堿激發(fā)作用使赤泥和摻和料生成較高強(qiáng)度的三維凝膠結(jié)構(gòu)；中國專利文獻(xiàn)CN104446213A公開了一種以赤泥為原料的注漿材料，利用赤泥和堿的復(fù)合激發(fā)作用提高注漿料的強(qiáng)度。這些赤泥基注漿材料具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，一定程度上實(shí)現(xiàn)了赤泥的大規(guī)模應(yīng)用，但其自懸浮性能差，粘接力不足，柔性差。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自懸浮性能好、柔韌性好、固化后強(qiáng)度高且成本低的赤泥基自懸浮柔性注漿材料及其制備方法。

本發(fā)明采用技術(shù)方案如下，

一種赤泥基自懸浮柔性注漿材料，注漿材料是由體積比為0.9～1.3：1的A組分：B組分均勻混合而成，其中：

A組分是由以下重量份的原料組成的：

赤泥50～60

懸浮劑10～15

催化劑1～2

交聯(lián)劑2～4

水25～35

B組份是由以下重量份的原料組成的：

多亞甲基多苯基多異氰酸酯100。

進(jìn)一步，所述的赤泥為拜耳法制得的赤泥。

進(jìn)一步，所述的懸浮劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述的聚丙烯酰胺為陽離子型聚丙烯酰胺或陰離子型聚丙烯酰胺。

進(jìn)一步，所述的聚乙二醇為聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-800中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述的催化劑為三亞乙基二胺、四甲基丁二胺、五甲基二亞乙基三胺、乙基嗎啉中的一種或幾種。

進(jìn)一步，所述的交聯(lián)劑為葡萄糖。

進(jìn)一步，所述的多亞甲基多苯基多異氰酸酯為PM-200多亞甲基多苯基多異氰酸酯。

一種赤泥基自懸浮柔性注漿材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：按照赤泥50～60份、懸浮劑10～15份、催化劑1～2份、交聯(lián)劑2～4份、水25～35份，稱取、混合后攪拌均勻，制成A組分備用；

步驟2：稱取100份多亞甲基多苯基多異氰酸酯，作為B組分；

步驟3：將制得的A組分與B組分按照0.9～1.3：1的體積比均勻混合，反應(yīng)后固化即所述注漿材料的成品。

有益效果：

1、本發(fā)明加入含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或聚乙二醇的懸浮劑，一方面使赤泥形成穩(wěn)定的自懸浮溶液；另一方面，在漿液固化過程中，懸浮劑與多亞甲基多苯基多異氰酸酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使制備的注漿材料固化體具有較好的強(qiáng)度和柔性。

2、本發(fā)明不僅有效利用了赤泥，同時利用赤泥的堿性吸收多亞甲基多苯基多異氰酸酯與水反應(yīng)會生成的二氧化碳，使本發(fā)明的注漿材料固結(jié)體趨于中性。