一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法及应用与流程

1.本发明涉及防水粘结剂及桥面防水粘结层施工方法技术领域，具体涉及一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法及应用。


背景技术：

2.随着我国交通运输业的蓬勃发展，桥梁项目的安全性和耐久性要求日益增长。桥面铺装是桥梁结构的重要组成部分，其质量的好坏直接影响行车安全性、舒适性、耐久性以及投资的经济效益和社会效益。桥面铺装在温度、降水等自然条件及交通荷载条件等多因素共同影响下易产生病害问题，其中，防水粘结层粘结失效是桥面铺装病害的主要诱因之一。防水粘结层的破损、脱离、缺漏，水渗入水泥混凝土板内部，影响与桥面板的粘结强度，进而导致桥面铺装损坏。因此，防水粘结层是桥面铺装结构体系中最关键的环节之一。
3.桥面防水粘结层材料应具有足够的粘结强度、防水能力、抗施工损伤能力和耐久性。我国规范提出桥面防水粘结层可采用同步碎石防水粘结层、改性热沥青(橡胶或sbs改性)、改性乳化沥青、防水卷材、涂料等。在工程应用过程中，如何选择性能优良的防水粘结层材料、防水粘结层材料的最佳用量、合理施工工艺等问题，直接关系到桥面铺装层的整体使用寿命。目前随着交通荷载的日益繁重，常规防水粘结技术难以满足多种性能同时兼顾的问题，难以适应多样化、高性能的道路使用、养护需求，且市场上防水粘结材料来源较少，价格较高，性能参差不齐，在施工过程中易遭到破坏，导致防水粘结层粘附力降低，严重可导致桥面铺装脱落。因此，开发出一种具备粘结防水性能好、质量易保证同时抗施工损伤能力强的桥面防水粘结层材料很有必要。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法及应用，该微波响应型沥青基防水粘结剂可在微波作用下迅速升温，使其与桥面板和铺装层充分粘结，与传统的防水粘结层相比，具有更好的抗施工损伤能力，且耐久性强、易于修复。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将纳米sic和纳米fe3o4按质量比1:1充分拌匀，将拌匀后的混合物加入到沥青基防水粘结材料中进一步拌匀即得到微波响应型沥青基防水粘结剂。
7.优选的，所述的沥青基防水粘结材料为sbs改性沥青，所述的纳米sic的粒径为40nm、纯度为99.90％，纳米fe3o4的粒径为20nm、纯度为99.90％；所述的纳米sic和纳米fe3o4的总质量占微波响应型沥青基防水粘结剂总质量的3％～5％。
8.优选的，将纳米sic和纳米fe3o4充分拌匀成混合物后，先向sbs改性沥青中添加质量比为40％的混合物，并在150℃的条件下拌和60s，再添加剩余的混合物，并在150℃的条件下拌和90s。
9.一种微波响应型沥青基防水粘结剂的应用，包括如下步骤：将制备好的微波响应
型沥青基防水粘结剂均匀摊铺在桥面板上表面，摊铺好后的微波响应型沥青基防水粘结剂构成防水粘结层，然后在防水粘接层上表面进行铺装层施工，铺装层施工结束后采用微波养护车加热路面，使防水粘接层吸波升温，从而与桥面板和铺装层进一步充分地粘结。
10.优选的，采用自动喷涂设备洒布制备好的微波响应型沥青基防水粘结剂，微波响应型沥青基防水粘结剂用量为0.8kg/m2，分3层喷涂，其中在下层表干后再喷涂相邻上层的微波响应型沥青基防水粘结剂。
11.优选的，所述的微波养护车工作时开启微波加热墙设备，微波加热功率为10kw，微波频率为2.45ghz，在每个加热区域，微波养护车停留加热的时间为60s。
12.优选的，在防水粘接层的服役期，由于荷载和环境因素出现防水粘结层失效时，利用微波加热的方式使防水粘接层损伤自愈。
13.本发明一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法及应用的有益效果为：
14.1、本发明制备的微波响应型沥青基防水粘结剂可在微波作用下迅速升温，升温后的防水粘结剂具备优异的流动性和渗透性，可实现与粘接界面的可靠粘接，并具备良好的防水性能，而且在后续的使用中，还可根据需要重新使用微波加热的方式使微波响应型沥青基防水粘结剂自我修复，极大地降低了防水粘接层的养护成本，提高了养护效率。
15.2、本发明将微波响应型沥青基防水粘结剂应用到桥面施工中作为防水粘接层，该应用的施工中，通过微波加热，可使已经初步粘接的防水粘接层迅速升温，使流动性和渗透性大幅度提高，从而可实现防水粘接层与桥面板和铺装层之间进一步的可靠粘结。
16.3、本发明将微波响应型沥青基防水粘结剂应用到桥面施工中作为防水粘接层时，微波辐射可实现防水粘结层除水汽及损伤自修复的功能，具体体现在：在防水粘结层服役过程中，由于荷载和环境因素出现防水粘结层失效时，可利用微波加热实现运营期防水粘结层的损伤自愈及快速养护。
附图说明
17.图1：本发明微波响应型沥青基防水粘结剂的应用机理示意图。
具体实施方式
18.实施例1、
19.一种微波响应型沥青基防水粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将纳米sic和纳米fe3o4按质量比1:1充分拌匀，将拌匀后的混合物加入到沥青基防水粘结材料中进一步拌匀即得到微波响应型沥青基防水粘结剂；
20.所述的沥青基防水粘结材料为sbs改性沥青，所述的纳米sic的粒径为40nm、纯度为99.90％，纳米fe3o4的粒径为20nm、纯度为99.90％；所述的纳米sic和纳米fe3o4的总质量占微波响应型沥青基防水粘结剂总质量的3％；
21.将纳米sic和纳米fe3o4充分拌匀成混合物后，先向sbs改性沥青中添加质量比为40％的混合物，并在150℃的条件下拌和60s，再添加剩余的混合物，并在150℃的条件下拌和90s。
22.实施例2、
23.本实施例与实施例1的区别在于：所述的纳米sic和纳米fe3o4的总质量占微波响应
型沥青基防水粘结剂总质量的5％。
24.实施例3、
25.在以上实施例的基础上，本实施例提供了一种微波响应型沥青基防水粘结剂的应用，包括如下步骤：将制备好的微波响应型沥青基防水粘结剂均匀摊铺在桥面板上表面，摊铺好后的微波响应型沥青基防水粘结剂构成防水粘结层，然后在防水粘接层上表面进行铺装层施工，铺装层施工结束后采用微波养护车加热路面，使防水粘接层吸波升温，从而与桥面板和铺装层进一步充分地粘结；
26.采用自动喷涂设备洒布制备好的微波响应型沥青基防水粘结剂，微波响应型沥青基防水粘结剂用量为0.8kg/m2，分3层喷涂，其中在下层表干后再喷涂相邻上层的微波响应型沥青基防水粘结剂；
27.所述的微波养护车工作时开启微波加热墙设备，微波加热功率为10kw，微波频率为2.45ghz，在每个加热区域，微波养护车停留加热的时间为60s。
28.实施例4、
29.在实施例3的基础上，本实施例进一步改进为：
30.在防水粘接层的服役期，由于荷载和环境因素出现防水粘结层失效时，利用微波加热的方式使防水粘接层损伤自愈，微波加热的方式与实施例3相同。
31.实施例5、
32.步骤1、称取纳米sic、纳米fe3o4各100g，将二者混合搅拌均匀为混合物；称取6467g的sbs改性沥青放入高速剪切机中加热至150℃；
33.步骤2、将80g混合物缓慢倒入剪切机中，与sbs改性沥青一起搅拌，搅拌时间设定为60s，温度保持150℃，随后将剩余混合物缓缓倒入剪切机中，搅拌90s，温度保持150℃；搅拌后得到微波响应型沥青基防水粘结剂；
34.步骤3、将桥面板的杂物和灰尘清空并保证干燥，将自动喷涂设备安装完成，将微波响应型沥青基防水粘结剂倒入自动喷涂设备中，具体喷头布置为：喷头横向间距为40cm，喷嘴离工作面高度70cm，喷涂的宽度为80cm，喷枪横向移动速度10cm/s；
35.步骤4、按0.8kg/m2的微波响应型沥青基防水粘结剂用量，设置喷涂设备的出料速度，设置完成后开启自动喷涂设备进行喷涂，分3层喷涂，喷涂时下层表干后再喷涂相邻上层的微波响应型沥青基防水粘结剂；喷涂时做好边带施工防风、防水措施，喷涂完成后进行桥面铺装的施工；
36.步骤5、桥面铺装施工完成后，将微波养护车驾驶至桥面对桥面进行微波处理，微波加热功率取10kw，微波频率为2.45ghz，在每个加热区域，微波养护车停留加热时间为60s；
37.步骤6、间隔1h，重复2次步骤5的微波加热过程，确保防水粘结层与桥面板和铺装层充分粘结，即可完成施工。
38.实施例6、
39.本实施例与实施例5的区别仅在于：sbs改性沥青的称取量为3800g。
40.尽管已经示出和描述了本发明的技术方案，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多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。