CN101786834B - 一种多孔蓄盐集料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔蓄盐集料及其制备方法，包括A组分、B组分和C组分，其中：A组分由下列组分组成：水泥，粉煤灰，细砂，氯化钠，水；B组分由下列组分组成：发泡剂，稳泡剂，水；C组分为改性沥青；A∶B＝4500∶1～4500∶3；B∶C＝1∶55～2∶15。制备方法包括以下步骤：制备A组分；制备B组分，并将A、B组分拌和；将步骤2的发泡砂浆移至模具中形成颗粒，将颗粒进行蒸压养护，出釜裹附C组分，即得。本发明产品的组成物价格低廉，制备工艺简单，施工简便易行，抗凝冰效果良好，具有持续释放蓄盐能力，且析盐浓度低于规范规定值，在冬季路面凝冰频发地区具有推广应用的价值。
Description
技术领域 本发明涉及一种道路施工材料，特别涉及一种多孔蓄盐集料及其制备方法。
背景技术 在我国，高原潮湿山区尤其是西南地区，冬季频繁冷空气南下与暖湿的气流相遇，往往会导致该地区凝冰的发生，给交通安全带来巨大安全隐患，2008年的凝冰灾害更是刷新了50年一遇的历史记录。随着路面抗凝冰技术的发展，采用传统的机械除冰或者撒布融冰盐等方式已不适应未来发展的方向，开发具有主动抑制路面凝冰的新型路面铺装材料成为未来发展的方向。
抗凝冰新型路面铺装材料的开发研究早在上世纪70年代就已经展开，资料显示：上世纪70年代，瑞士开发了一种“verglimit”的解冻盐，该解冻盐是由氯化钙粉末与棕榈油加热均匀混合后成型0.1mm～5.0mm颗粒，然后在外层包裹一层用环氧树脂、酚醛树脂类防水层，用于在生产沥青混合料中替代部分碎石，1975年德国在巴伐利亚通往慕尼黑的2个3.75km的路段铺装了试验路段，除冰效果良好，由于该集料成本高、造粒工艺复杂、对施工要求高等原因，未能得到大力推广；日本在90年代推出一种以NaCl为主料，CaCl2、SiO2、Fe2O3为辅料的一种除冰盐mafilon，用于替代混合料中的部分矿粉，从日本铺装的实际工程来看，由于该材料氯化物释放程度呈现早期多后期少的特点，氯化物的释放不能有效的控制，使得沥青路面在1～2年内就出现孔隙率增大，导致路面沥青碎石脱落等耐久性不足，从而限制了该材料在工程中的应用；德国专利EP0332803公开了一种用聚乙烯甲酸酯或聚乙烯醇包裹氯化钙的制备集料技术；德国专利EP1321580公开了一种用酚醛树脂对氯化盐表面进行包裹造粒的技术方法；在我国还未曾见有相关的路面掺加抗凝冰材料的报道。因此，开发研究出具有价格低廉、制备工艺简单、施工方便的新型环保抗凝冰路面材料具有广阔的市场前景。
发明内容 本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供解决路面凝冰危害提出一种能主动抑制路面凝冰的沥青混凝土用多孔蓄盐集料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多孔蓄盐集料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中：
A组分由下列质量份的组分组成：水泥70～90份，粉煤灰5～30份，细砂5～20份，氯化钠10～40份，水35～45份；
B组分由下列质量份的组分组成：：发泡剂0.02～0.08份，稳泡剂0.02～0.04份，水3～5份；
C组分为0.9～2.2份的改性沥青；
其中：
A、B之间的质量组分比例为：A∶B＝4500∶1～4500∶3；
B、C之间的质量组分比例为：B∶C＝1∶55～2∶15。
所述的多孔蓄盐集料是一种在集料中分布疏松的微孔和适量的氯化钠的水泥质集料。
以上A组分是用于制备多孔蓄盐集料的主要成分，B组分对配制的A组分进行发泡作用，使之形成稳定的多孔的结构体，C组分用于对制备的蓄盐颗粒表面进行处理，提高集料表面与沥青的粘结能力。
优选的，所述的水泥为高强普硅水泥，标号在P.O42.5R以上，比表面积不小于300m2/kg。
优选的，所述的粉煤灰为II级以上的粉煤灰，烧失量≤5％。
优选的，所述的氯化钠要求其0.15mm的方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％。
优选的，所述的细砂要求其＜1.18mm的方孔筛的通过率100％，杂质含量＜3.0％。
优选的，所述的发泡剂为对十二烷基硫酸钠K12。
优选的，所述的稳泡剂为三羟基氧化烯烃聚醚GP。
发泡剂十二烷基硫酸钠K12要求和发泡剂三羟基氧化烯烃聚醚GP一起倒入热水搅拌；
优选的，所述的改性沥青为SBS改性沥青或橡胶沥青中的一种。
上述多孔蓄盐集料的制备方法，其特征包括以下步骤：
1)、按质量配比称取各组分；
2)、制备A组分
在室温条件下，将70～90份的水泥、5～30份粉煤灰、5～20份细砂和10～40份氯化钠预先混合均匀，然后向混合后的料中一次性加入35～45份水，用搅拌器拌和均匀；
3)、制备B组分
将发泡剂0.02～0.08份，稳泡剂0.02～0.04份加入在3～5份水中用高速搅拌器拌和，使之完全生成泡沫状后，将其倒入步骤1中的A组分水泥砂浆中，搅拌均匀；发泡剂要求和发泡剂一起倒入热水搅拌；
4)、将步骤2拌和均匀的发泡砂浆转移至预先加热至40～60℃的成型模具中保持5～10h，待胚体发展到具有一定的强度时形成颗粒，将成型的颗粒转移至压力1～1.5大气压，温度180～200℃，湿度100％的饱和蒸压釜中进行蒸压养护8～12h，出釜，得到多孔蓄盐集料粗品；
5)、将刚出釜的多孔蓄盐集料粗品自然冷却1～2h后立即转移至150～170℃拌和锅中，向其中掺加C组分改性沥青进行裹附，使B、C之间的质量组分比例满足：B∶C＝1∶55～2∶15的要求(相对多孔蓄盐集料0.8～1.5％的高粘改性沥青)，拌和30s～90s，然后将倒出，自然冷却后即得多孔蓄盐集料。
需要特别说明的是，多孔蓄盐集料的强度形成可以采用蒸压养护实现，也可以采用标准养护条件养护，只是后者的养护时间至少要达到28天，但应注意在维持湿度的同时，尽量减少多孔蓄盐集料直接和水接触。
本发明产品用于抗凝冰路面的使用方法：对刚铺装完碎石封层的路面或者浇注式沥青面层在其上撒布一定量的多孔蓄盐集料，然后用压路机碾压至指定的要求即可。
本发明产品的抗凝冰机理：用多孔蓄盐集料撒布的路面层在抗凝冰方面之所以良好，因为该路面在轮胎的摩擦、毛细负压下的双重作用下使之能够保证路面释放蓄盐的连续性，同时由于蓄盐存在于水泥石的网状结构之间，“蓄盐-水泥石”互为包围，这就保证了蓄盐释放量的可控性，提高了多孔蓄盐集料蓄盐释放的持续性。
本发明一种多孔蓄盐集料及其制备方法的有益效果是，产品的组成物价格低廉，制备工艺简单，施工简便易行，抗凝冰效果良好，具有持续释放蓄盐能力，且析盐浓度低于规范规定值，在冬季路面凝冰频发地区具有推广应用的价值。
具体实施方式 下面对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种多孔蓄盐集料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中：
A组分由下列质量份的组分组成：
水泥(PO42.5R) 80份
I级粉煤灰 20份
细砂 15份
氯化钠 20份
水 40份
B组分由下列质量份的组分组成：
对十二烷基硫酸钠K12 0.05份
三羟基氧化烯烃聚醚GP 0.04份
水 5份
C组分为的改性沥青；
SBS改性沥青 1.8份
多孔蓄盐集料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
1)、按质量配比称取各组分；
2)、制备A组分
在室温条件下，将水泥、粉煤灰、细砂和氯化钠预先混合均匀，然后向混合后的料中一次性加入水，用搅拌器拌和均匀；
3)、制备B组分
将发泡剂，稳泡剂加入在水中用高速搅拌器拌和，使之完全生成泡沫状后，将其倒入步骤1中的A组分水泥砂浆中，搅拌均匀；发泡剂要求和发泡剂一起倒入热水搅拌；
4)、将步骤2拌和均匀的发泡砂浆转移至预先加热至40～60℃的成型模具中保持5～10h，待胚体发展到具有一定的强度时形成颗粒，将成型的颗粒转移至压力1～1.5大气压，温度180～200℃，湿度100％的饱和蒸压釜中进行蒸压养护8～12h，出釜，得到多孔蓄盐集料粗品；
5)、将刚出釜的多孔蓄盐集料粗品自然冷却1～2h后立即转移至150～170℃拌和锅中，向其中掺加C组分改性沥青进行裹附，使B、C之间的质量组分比例满足：B∶C＝1∶55～2∶15的要求(相对多孔蓄盐集料0.8～1.5％的高粘改性沥青)，拌和30s～90s，然后将倒出，自然冷却后即得多孔蓄盐集料。
实施例2
一种多孔蓄盐集料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中：
A组分由下列质量份的组分组成：
水泥(P.O42.5R) 90份
I级粉煤灰 10份
细砂 10份
氯化钠 30份
水 40份
B组分由下列质量份的组分组成：
对十二烷基硫酸钠K12 0.03份
三羟基氧化烯烃聚醚GP 0.04份
水 5份
C组分：橡胶沥青 2.0份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种多孔蓄盐集料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中：
A组分由下列质量份的组分组成：
水泥(P.O42.5R) 85份
I级粉煤灰 15份
细砂 20份
氯化钠 35份
水 45份
B组分由下列质量份的组分组成：
对十二烷基硫酸钠K12 0.07份
三羟基氧化烯烃聚醚GP 0.02份
水 3份
C组分：SBS改性沥青 2.2份。
制备方法同实施例1。
效果评价
为了检验多孔蓄盐集料的抗凝冰效果，在浇注式沥青面层分别撒布实例1、2、3制备的多孔蓄盐集料10kg/m2，同时在表面喷洒水量2～3kg/m2，放置在-6℃冷冻室内2h，接着将其放置在-6℃车辙室内进行碾压，观测表面的冰层变化情况。实验的同时也进行了和普通碎石封层表面抗凝冰的效果对比。
为了检验多孔蓄盐集料的耐久性，对制备的试件暴露在室内，在不同的时间段对下雨后试件表层氯离子浓度检验，以此判定多孔蓄盐集料的蓄盐释放的耐久性。表1给出了具体的评价及试验结果：
表1 多孔蓄盐集料封面层性能检测结果
表1反映：采用多孔蓄盐集料铺装的碎石封层较之普通碎石封层具有较好的抗凝冰效果，且不同时间路面的氯离子析出的浓度均有一定的析出，尽管析出量呈现下降趋势，但是仍可起到降低路面凝冰的作用，反映了多孔蓄盐集料中的氯化钠释放具有一定程度的可控性和持续耐久性。
虽然描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种多孔蓄盐集料，其特征在于：包括A组分、B组分和C组分，其中：
A组分由下列质量份的组分组成：水泥70～90份，粉煤灰5～30份，细砂5～20份，氯化钠10～40份，水35～45份；
B组分由下列质量份的组分组成：发泡剂0.02～0.08份，稳泡剂0.02～0.04份，水3～5份；
所述的稳泡剂为三羟基氧化烯烃聚醚GP；
所述的发泡剂为十二烷基硫酸钠K12；
C组分为0.9～2.2份的改性沥青；所述的改性沥青为SBS改性沥青或橡胶沥青中的一种；
其中：
A、B之间的质量组分比例为：A∶B＝4500∶1～4500∶3；
B、C之间的质量组分比例为：B∶C＝1∶55～2∶15。
2.按照权利要求1所述的多孔蓄盐集料，其特征是：所述的水泥为高强普硅水泥，标号在P.O42.5R以上，比表面积不小于300m2/kg。
3.按照权利要求1所述的多孔蓄盐集料，其特征是：所述的粉煤灰为Ⅱ级以上的粉煤灰，烧失量≤5％。
4.按照权利要求1所述的多孔蓄盐集料，其特征是：所述的氯化钠要求其0.15mm的方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％。
5.按照权利要求1所述的多孔蓄盐集料，其特征是：所述的细砂要求其＜1.18mm的方孔筛的通过率100％，杂质含量＜3.0％。
6.一种权利要求1所述多孔蓄盐集料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
1)、按质量配比称取各组分；
2)、制备A组分
在室温条件下，将70～90份的水泥、5～30份粉煤灰、5～20份细砂和10～40份氯化钠预先混合均匀，然后向混合后的料中一次性加入35～45份水，用搅拌器拌和均匀；
3)、制备B组分
将发泡剂0.02～0.08份，稳泡剂0.02～0.04份加入在3～5份水中用高速搅拌器拌和，使之完全生成泡沫状后，将其倒入步骤2中的A组分中，搅拌均匀；
4)、将步骤3拌和均匀的发泡砂浆转移至预先加热至40～60℃的成型模具中保持5～10h，形成颗粒，将成型的颗粒转移至压力1～1.5大气压，温度180～200℃，湿度100％的饱和蒸压釜中进行蒸压养护8～12h，出釜，得到多孔蓄盐集料粗品；
5)、将刚出釜的多孔蓄盐集料粗品自然冷却1～2h后立即转移至150～170℃拌和锅中，向其中掺加C组分改性沥青进行裹附，使B、C之间的质量组分比例满足：B∶C＝1∶55～2∶15的要求，拌和30s～90s，然后将倒出，自然冷却后即得多孔蓄盐集料。
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