專利名稱：機(jī)場道面微細(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)場道面結(jié)構(gòu)在長期的使用過程中，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)氧樹脂、聚氨酯和丙烯酸等各種樹脂 材料，主要用來修補(bǔ)新青混凝土道面的開裂。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、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)場道面微細(xì)裂縫快速 修補(bǔ)劑及制備方法。一種機(jī)場道面微細(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:無機(jī)改性劑，含42. 5級硅酸鹽水泥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)劑的檢測方法說明粘度試驗(yàn)參照GB/T2794-1995《膠粘劑粘度的測定》進(jìn)行，釆用NDJ-1型 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定；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:無機(jī)改性劑，含42. 5級硅酸鹽水泥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:無機(jī)改性劑，含42. 5級硅酸鹽水泥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:無機(jī)改性劑，含42. 5級硅酸鹽水泥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:無機(jī)改性劑，含42. 5級硅酸鹽水泥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級及以上的硅酸鹽水泥，
3、 一種機(jī)場道面微細(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400m²/kg的無機(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
公開日2008年8月27日 申請日期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 申請人:南京航空航天大學(xué)