本發(fā)明涉及到工程材料，尤其指生物基聚氨酯復(fù)合混凝土材料及使用方法。
背景技術(shù)：
：大量橋梁工程數(shù)據(jù)表明，鋪裝層損壞是橋梁結(jié)構(gòu)的典型病害之一，嚴(yán)重影響著橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命與安全。目前橋梁橋面鋪裝所用的材料多為瀝青混合材料，往往因?yàn)橐赘g，冰凍和碳化的因素，造成橋面裂、坑槽，影響橋梁結(jié)構(gòu)和使用安全。隨著時(shí)間的推移，這些損傷會(huì)延伸至橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加速雨水的滲入，引起鋼筋腐蝕，縮短橋梁壽命。陳會(huì)凡在《聚氨酯彈性混凝土在連霍高速橋面伸縮縫病害維修中的應(yīng)用》(《施工技術(shù)》，2011年06期)報(bào)道了一種聚氨酯橋面伸縮縫填補(bǔ)材料，羅志鵬在《彈性聚氨酯型混凝土道路嵌縫膠研制與應(yīng)用》(《廣州化學(xué)》,2004年02期)報(bào)道了一種聚氨酯嵌縫材料以及韋灼彬在《早強(qiáng)快硬聚氨酯混凝土的試驗(yàn)研究》報(bào)道了一種含聚氨酯、固化劑和砂、石、水泥的道路修補(bǔ)材料。然而這幾種混凝土其抗壓強(qiáng)度低，只有10兆帕左右，不能作為橋面鋪裝材料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種耐磨性好的高強(qiáng)度生物基聚氨酯復(fù)合混凝土材料，從而避免橋面在復(fù)雜環(huán)境下的腐蝕破壞，延長橋梁使用壽命，減少橋梁運(yùn)營的維護(hù)成本。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種耐磨性好的高強(qiáng)度生物基聚氨酯復(fù)合混凝土材料的使用方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該生物基聚氨酯復(fù)合混凝土材料，其特征在于包括下述重量組成：聚氨酯樹脂10～30﹪復(fù)合砂石70～90％所述復(fù)合砂石中粒徑在0～0.15mm之間的為12～26wt％，0.15～0.6mm之間的為14～27wt％，粒徑在0.6～1.18mm之間的為18～28wt％，粒徑在1.18～2.36mm之間的為12～29wt％，粒徑在2.36～4.75mm之間的為17～35wt％；其中，所述聚氨酯樹脂的制備方法如下：將大豆多元醇、多異氰酸酯、交聯(lián)劑和促進(jìn)劑混合，攪拌均勻即得到聚氨酯樹脂；其中大豆多元醇的質(zhì)量含量為30～60﹪；交聯(lián)劑的質(zhì)量含量為0～10﹪，多異氰酸酯的含量以異氰酸酯基團(tuán)摩爾量為計(jì)，是大豆多元醇和交聯(lián)劑的羥基基團(tuán)之和的100-120％；催化劑的質(zhì)量含量為0.1～1﹪。優(yōu)選所述大豆多元醇羥基官能度為3～4，羥值為100-450；所述多異氰酸酯優(yōu)選自二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，甲苯二異氰酸酯(TDI)，聚二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的至少一種；所述促進(jìn)劑優(yōu)選自為三乙胺、二月桂酸二丁基錫和異辛酸鉍中的至少一種；所述交聯(lián)劑為反應(yīng)官能團(tuán)數(shù)≥3的多元醇。更好地，所述大豆多元醇的羥值為200-360。優(yōu)選多異氰酸酯的含量以異氰酸酯基團(tuán)為計(jì)，是大豆多元醇和所述交聯(lián)劑的羥基基團(tuán)之和的100-110％。上述各方案中，所述交聯(lián)劑優(yōu)選自甘油、季戊四醇、三乙醇胺和三羥甲基丙烷中的至少一種。上述生物基聚氨酯復(fù)合混凝土材料的使用方法，其特征在于包括下述步驟：向所述聚氨酯樹脂中加入所述復(fù)合砂石，攪拌均勻得到砂漿；將砂漿倒入馬歇爾試模，經(jīng)沖擊儀擊實(shí)，在0～40℃下反應(yīng)10-1440分鐘，也可以把砂漿鋪在路面或橋面上，經(jīng)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)擊實(shí)，得到聚氨酯混凝土鋪裝層；優(yōu)選所述鋪裝材料在5～40℃下反應(yīng)30～720分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的聚氨酯符合混凝土材料具有優(yōu)異的耐磨損性能和耐候性，強(qiáng)度高，低溫柔韌性好，粘結(jié)性能優(yōu)異，承載能力、耐久性好，且具有優(yōu)異的制備和使用方法簡便，尤其適合用于大跨度、耐久性要求高或者修復(fù)困難的高負(fù)荷橋面結(jié)構(gòu)的鋪裝材料中，能延緩鋼筋的銹蝕破壞，延長橋梁使用壽命，且價(jià)格低廉，揮發(fā)度低、無毒，容易再生、環(huán)境友好。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中聚氨酯樹脂硬度隨甘油比例變化曲線；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中聚氨酯樹脂壓縮強(qiáng)度隨甘油比例變化曲線；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中聚氨酯水泥壓縮強(qiáng)度隨砂石比例變化曲線。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1至實(shí)施例3中所使用的復(fù)合砂石中，砂石的粒徑如表1所示。表1篩孔尺寸(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075通過率(％)100100725543302216實(shí)施例1聚氨酯樹脂的制備和硬度表征：將羥值為200大豆油多元醇40重量份，羥值為1937的甘油，加入塑料燒杯中混合均勻，甘油質(zhì)量從0-20pph逐漸增加，按官能度摩爾比NCO/OH＝1.05加入聚二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)，攪拌均勻，然后加入促進(jìn)劑異辛酸鉍0.3毫升，攪拌均勻后即得到聚氨酯樹脂。取20重量份聚氨酯樹脂和80重量份復(fù)合砂石，倒入模具中，在40℃下反應(yīng)300分鐘，得到壓縮測試樣品。采用ASTMD2240–03標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)得到的樣品進(jìn)行硬度測試，結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出聚氨酯材料的硬度隨丙三醇含量的增加而上升，當(dāng)含量達(dá)到15-20％時(shí)，邵氏硬度D可達(dá)70左右。實(shí)施例2取羥值為300的大豆油多元醇45克，羥值為1937的甘油4克，加入塑料燒杯中混合均勻，按官能度摩爾比NCO/OH＝1.05加入二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)49.7克，攪拌，混合均勻，即得到聚氨酯樹脂。向聚氨酯樹脂中加入復(fù)合砂石756克，攪拌混合均勻后得到砂漿。將砂漿導(dǎo)入直徑為10cm高度為8厘米的圓形模具中，兩端面經(jīng)制樣機(jī)各敲擊50次得到預(yù)制件。預(yù)制件在室溫下靜置20小時(shí)，得到聚氨酯混凝土材料成品。在萬能拉伸機(jī)上以ASTMD395-02標(biāo)準(zhǔn)測試該樣品的壓縮強(qiáng)度。測試結(jié)果如圖2和圖3所示。由圖2可以看出聚氨酯混凝土復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度隨丙三醇含量的增加而上升，壓縮強(qiáng)度達(dá)到60-80兆帕，達(dá)到路用要求。由圖3可以看出聚氨酯混凝土復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度隨復(fù)合砂石含量的增加而上升，壓縮強(qiáng)度達(dá)到40-90兆帕，達(dá)到路用要求。實(shí)施例3將羥值為280的大豆油多元醇45克，羥值為1128為三乙醇胺1克和三羥甲基丙烷4克的液體混合物，加入塑料燒杯中，加入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)44.6克，充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆?，得到聚氨酯樹脂。向聚氨酯樹脂中加?56克復(fù)合砂石，充分?jǐn)嚢瑁怪旌暇鶆?，得到砂漿。將砂漿導(dǎo)入直徑為10cm高度為8厘米的圓形模具中，兩端面經(jīng)制樣機(jī)各敲擊50次得到預(yù)制件。將預(yù)制件在室溫下靜置10小時(shí)，得到聚氨酯混凝土材料成品。以ASTMD1559標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成品進(jìn)行穩(wěn)定度測試，所得聚氨酯水泥樣品穩(wěn)定度為65.3KN，流值為1.1mm，在萬能拉伸機(jī)上以ASTMD395-02標(biāo)準(zhǔn)測試該樣品抗壓強(qiáng)度為65.7MPa。當(dāng)前第1頁1 2 3