环氧沥青材料特点与应用

一、环氧沥青材料的基本性质

1、环氧沥青的化学机理

环氧沥青为双组分材料，A组分是环氧树脂，B组分是均匀稳定的多组分混合物。将基质沥青进行化学改性，在沥青分子上引入具有与环氧树脂能够进行交联反应的功能基团，保证沥青能够参与和环氧树脂的固化反应，再配合优选树脂制得环氧沥青B组分，与A组分反应时形成三维立体互穿网络结构聚合物，从根本上改变了普通沥青的热塑性，大幅提高了高温稳定性，同时显著提高了材料的黏附力、拉伸强度、断裂延伸率和低温性能。其固化反应化学方程式如图1.1所示。

图1.1 环氧沥青的固化反应示意图

2、环氧沥青的物理力学性质

环氧沥青既不是沥青材料，也不是环氧树脂材料，而是兼具两者优点的热固性高强度、高黏结力、高延伸率的新型路桥建筑材料。

环氧沥青的基本特性有：

（1）环氧沥青A、B两组分混合后，随时间推移，两者进行物力和化学作用，体系的黏度逐渐增大，并且温度越高，黏度增加越快；

（2）环氧沥青的固化是一种化学反应，因此固化过程和温度关系极大，在120ºC时4h可以基本完成固化，如果温度降低，则固化时间相应延长。一般以120ºC时4h的固化程度为标准强度；

（3）环氧沥青固化后形成不溶不熔的热固性材料。固化过程是不可逆的，即使温度升得再高（例如，达到300ºC以上），材料仍呈固态形式，这样就保证了环氧沥青在高温下仍能保持较好的力学性能；

（4）环氧沥青的黏结力是通过物理和化学两个方面的作用产生的，而不仅仅是通常的物理黏结力，因此其黏结力很大（与钢板的黏结力可达6～9MPa）；

（5）环氧沥青具有特殊的分子构造，因此即使在-10 ºC 下仍能保持较好的柔韧性，断裂延伸率达120%（SBS改性沥青仅有20%）。

二、环氧沥青材料的优势

该材料与常用的普通道路沥青和改性沥青相比具有以下性能特点与优势：

1、较高的结构层强度

混合料马歇尔稳定度（60℃）、抗压强度（20℃）和劈裂强度（20℃）是改性沥青（SBS）混合料的4~6倍；

2、优良的高温稳定性

该材料在300℃以上仍呈现固态形式，混合料车辙试验在60℃条件下测不出变形数据(即,变形接近零,动稳定度趋于无穷大)；

3、理想的低温抗裂性能

该材料在-10℃条件下，拉伸断裂延伸率是SBS改性沥青的6倍，混合料-15℃弯曲试验的最大应变和弯曲劲度模量是SBS改性沥青混合料的1~2倍；

4、较好的抗老化性、水稳定性和耐疲劳特性

该材料在-----模拟老化条件下拉伸强度和断裂延伸率不降低，混合料浸水马歇尔残留稳定度（60℃，48hr）达到99.99%，复合梁疲劳试验（固化后，23℃）1200万次以上，劈裂疲劳加载次数（>30000次）是SBS改性沥青混合料的40倍以上；

5、良好的防水、防腐蚀和防渗透性能

该材料（固化后）在0.3Mpa，30min条件下不透水，在酸、碱、盐溶液长期侵蚀条件下耐受性能突出；

6、优良的黏结性能

该材料在常温（23℃）和高温（50℃）条件下与钢板的拉拔强度是SBS改性沥青的10倍以上，与水泥混凝土和沥青混凝土的粘结强度大大超过粘结对象本身的强度；

7、固化反应特性

该材料的固化过程是一种化学反应，在120℃，4hr可基本定成固化，实现上述优良的物理力学性能，温度降低，固化时间相应延长；

8、工程施工特性

为保证该材料在施工前保持足够的流动性和稳定性，在储存、运输环节须采用分罐式储运设备，在施工过程中须采用特制的多组分结合料添加设备(对混合料)和多组份粘结料喷洒设备(对粘结层)。

三、环氧沥青材料应用领域

●钢桥面铺装层及防水粘结层

●水泥混凝土桥面铺装层及防水粘结层

●机场道面铺装层及粘结层

●隧道路面铺装层及粘结层

●特殊路段（大纵坡路段、超载严重路段、急转弯路段等）路面

铺装层及粘层、下封层

●超薄路面及粘结防水层

●水泥混凝土路面加铺罩面层与粘结层

●地下工程防渗防水处理

●水利工程防渗防水处理