[01403952]高性能烷烃乳化液研制及综合应用研究

1、任务来源与背景“高性能烷烃乳化液研制及综合应用研究”课题是由湖南省科技厅立项(湖南省科技厅一般项目(2009XK4026))，委托长沙理工大学、长沙圣华科技发展有限公司和江西省有机药物化学重点实验室共同承担的纵向科研课题。根据美国联邦公路管理局(FHWA)的报告，由于较高的基层摩擦力限制温度变化引起的收缩，会导致在水泥水化时期出现早期裂缝。减少路面开裂、减缓和减轻反射裂缝、降低层间结合的基本做法是在水泥混凝土面层和基层之间设置隔离层，但世界上没有对水泥混凝土路面隔离层共同认可的标准和设计。该研究成果高性能烷烃乳化液，作为水泥混凝土路面隔离材料和水泥混凝土养护材料。2、主要技术原理包括：(1)该研究所用的全精炼固体石蜡是一种烷烃混合物，主要组分为直链烷烃(约为80%-95%)，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量20%以下)，在室温下呈固态，不溶于水。石蜡是一种难乳化的体系，该项目采用先进的高性能环保建筑材料制备技术，选择合适的乳化剂、高分子材料进行了单用和复配，性能烷烃乳化液。(2)隔离层的主要功能是降低面层与基层的结合程度、降低层间摩擦系数。(3)养护剂自然干燥成膜与高分子材料成膜共同封闭混凝土表面，达到保水目的。特别适于难以撒水养护的各种混凝土如房屋建筑工程、桥梁隧道工程及异形构件混凝土养护，干旱、无水、炎热及有风的气候条件下混凝土的养护，以及大面积暴露混凝土的养护，如机场跑道、公路、大坝、水渠、电厂烟囱、冷却塔等早期和后期养护。主要性能指标：(1)以58#全精炼石蜡为原料，添加复合乳化剂C，在温度90±5℃、以1500r/min的搅拌速度连续搅拌45分钟以上，再在搅拌条件下降到室温，是制备高性能烷烃乳化液的最佳方案。(2)添加高分子材料可改善烷烃乳化液成膜后的韧性。高分子材料有选择性，只有选择与石蜡混溶性好的高分子材料，才能制备稳定的烷烃乳化液。聚丙烯酸类高分子材料与烷烃乳化液相容性最好，是烷烃乳化液改性的最佳候选材料。(3)采用高性能烷烃乳化液隔离时综合摩擦系数降低了58%-68%。(4)烷烃乳化液用于混凝土养护，可在混凝土表面形成致密的保护膜，保水率可达95%，抗压强度与普通养护方法相当或有所提高，按照现行国家养护剂标准检验，烷烃乳化液各项性能指标满足养护要求。3、技术创造性与先进性：(1)首次进行高性能烷烃乳化液成分、生产工艺与成膜性能关系研究，发现了高性能烷烃乳化液产品成分、生产工艺参数与最佳成膜性能规律，研制出了一种用作水泥混凝土路面隔离及水泥混凝土施工养护的新材料，首次提出了烷烃乳化液用作隔离及养护时的材料技术标准，相关核心技术已申报国家发明专利。(2)首次国内提出高性能烷烃乳化液作隔离与养护时施工验收标准与施工技术指南；(3)首次国内提出了烷烃乳化液作隔离层的机理，首次研制出评价基层与水泥混凝土面层隔离效果时现场移动式综合摩擦系数与层间粘结力试验系统。实际应用表明，该试验系统简单易行，方法可靠，便于推广，相关试验方法可作为评价基层与水泥混凝土面层隔离效果的参考方法，相关核心技术已申报国家技术发明专利。4、技术成熟程度适应范围与安全性已能大批量生产，可广泛应用于公路、铁路、桥梁、隧道、工民建、水利等土木工程，无任何安全问题。5、应用情况及问题已经应用于清连高速公路。尚无应用问题。6、获奖情况准备申报成果奖。