CN102408732B - 人工合成湖沥青的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种人工合成湖沥青的制备方法,即将53~55%的岩沥青和35~37%的硅藻土及5~10%的辅料,混合均匀后,加热到150~160℃,送入搅拌机中,再混合搅拌30min左右,已无团粒、不结块、无白点,然后送入造粒机中,挤压成米粒大小的颗粒状,质检合格,即为其人工合成湖沥青产品。此人工合成湖沥青,各项性能指标,与TLA湖沥青完全相同,将其加入到石油沥青中作沥青改性剂,高温稳定性、低温抗裂性、水稳性、抗老化、抗疲劳等各种性能,显著改善。其改性效果与TLA湖沥青完全相同,但用量比TLA湖沥青少50%,是一种合成工艺简单,成本低于TLA湖沥青的人工合成沥青改性材料。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种用于道路的沥青改性材料。
技术背景
截至2010年底,我国公路总里程已经达到398.4万km,其中高速公路7.4万km,居世界第二位。80%以上为沥青混凝土路面。在已铺筑的沥青混凝土路面中,普遍存在早期损坏严重和使用寿命短的两大问题。为此,交通部提出要推广改性沥青。推广改性沥青就要使用沥青改性剂。目前市场上有沥青改性剂几十种,其中SBS沥青改性剂应用最广,但价格昂贵,每吨已涨到26000元,而且改性工艺复杂,设备投资大,还存在离析的问题。于是我国从1999年开始,试用南美特立尼达天然湖沥青——TLA湖沥青作沥青改性剂,通过60多条公路、桥梁和机场的试用,证明改性效果良好,性能优良,其使用寿命比SBS改性沥青长,但我国又不产天然湖沥青,于是立项研究,用国产原料,人工合成湖沥青。
发明内容
本发明的目的是:用国产原料,采用新的构思和工艺,研制与南美特立尼达所产的天然湖沥青——TLA湖沥青,性能相同的人工合成湖沥青。
本发明提出的人工合成湖沥青,是基于剖析TLA湖沥青,它是由53~55%的地沥青,35~37%的火山尘和5~10%的有机质和水分组成的而提出的。
本发明提出的人工合成湖沥青,其合成步骤如下:
(1)用岩沥青取代TLA湖沥青中地沥青,用硅藻土取代TLA湖沥青中的火山尘。这两种原料,均需提纯、改性、粉碎,然后配入少量辅料,混合均匀后,经加温、造粒等工序,制备出人工合成湖沥青。
(2)所用的岩沥青,要经过提纯,地沥青含量在96%以上,地沥青中的沥青质含量在34%以上,饱和分在10%以下,加工成600~800目。
(3)所用的硅藻土,硅藻遗骸(生物蛋白石)含量在85%以上,粘土矿物(伊利石、高岭石、蒙脱石)含量在15%以下,经过600~800℃低温长烧,脱水、脱碳、脱羟,提纯、改性、活化、扩容,加工成1000目,筛余小于30%。
(4)所用的辅料,有改性煤沥青、30号沥青、废旧橡胶粉、废旧塑料聚乙烯、SBR五种原料中的一种、二种或几种复配而成。五种辅料中的比例关系,根据所要达到的性能指标,通过试验确定。
(5)岩沥青∶硅藻土∶辅料的复配比例(%)为,53~55∶35~37∶5~10,复配混合均匀后,加热到150~160℃,送入搅拌机中,再混合搅拌30min左右,目测,无团粒、不结块、无白点,然后送入造粒机中,挤压成米粒大小颗粒状,质检合格,即为其人工合成湖沥青。
(6)用本发明制得的人工合成湖沥青,经检测,各项性能指标与TLA湖沥青完全相同,且符合交通部颁发的《沥青混凝土路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
用本发明制备的人工合成湖沥青有如下优点:①所用原料岩沥青和硅藻土,国内资源丰富,价格低廉。所用辅料,市场都有销售,废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯,是资源的二次利用,是全球鼓励发展的低碳循环经济,有良好的社会效益和经济效益;②用硅藻土取代火山尘,由于硅藻土对有害气体的吸附比火山尘好,因此在炒拌混合料时,能吸附沥青散发出来的有毒、有害气体,保护了生态环境,也有利于操作人员的身体健康;③售价比进口的TLA湖沥青便宜50%,解决了国内想用TLA湖沥青作沥青改性剂,因价格高,而不能大量使用;④相同的技术指标,其用量比TLA湖沥青减少50%,有利于降低筑路成本;⑤研制的人工合成湖沥青,是一种颗粒状产品,可以用于“干法”混合料改性,不需增加改性设备,用户使用更方便;⑥用本发明制得的人工合成湖沥青作沥青改性剂,已铺路100km、60多万m2,经权威部门检测,各项技术指标与TLA湖沥青作沥青改性剂,完全相同。⑦需要特别说明的是:本发明在辅料中配有改性煤沥青,按交通部颁发的《公路沥青路面施工规范》(JTG F40-2004)第4.5.2条(3)规定:允许煤沥青与道路石油沥青混合使用,以改善渗透性。用量极少。
实施例
下面给出本发明的实施例,它不对本发明构成限制。
实例
取800目岩沥青550g,1000目硅藻土350g,600目改性煤沥青30g,120目废旧橡胶粉30g,废旧塑料聚乙烯40g,共1000g,混合均匀后,加热到150~160℃,送入搅拌机中,再混合搅拌30min,目测,无团粒、不结块、无白点,然后送入造粒机,挤压成米粒大小颗粒,即制得人工合成湖沥青。经检测,各项性能指标与TLA湖沥青完全一致(表1),用12%的用量,所做的基质沥青改性试验(表2)和混合料改性试验(表3),也与TLA湖沥青完全一致,这说明人工合成的湖沥青是成功的,而且用量比TLA湖沥青少,成本比TLA湖沥青低。
表1人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青各项性能指标的对比
指标 | 人工合成湖沥青 | TLA天然湖沥青 | JTG F40-2004 |
外观 | 黑色、粉状或粒状 | 黑色、块状 | |
针入度(25℃)/0.1mm | 0~2 | 0~2 | 0~5 |
软化点/℃ | 95 | 93 | ≥90 |
延度(15℃)/cm | 0~1 | 0~1.1 | |
矿物质(灰分)/% | 34~38 | 38~40 | 33~38 |
闪点/℃ | 239 | 238 | |
密度/g/cm3 | 1.31 | 1.39 | 1.3~1.5 |
加热损失/% | 0.89 | 1.02 | |
TFOT后残留针入度比/% | 79.8 | 79.9 | ≥50 |
表2人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青改性效果的对比
表3人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青改性混合料试验结果的对比
Claims (3)
1.人工合成湖沥青的制备方法,其特征在于合成的原料为岩沥青和硅藻土及辅料;其中岩沥青重量比占53%~55%,硅藻土重量比占35%~37%,辅料重量比占5%~10%;所谓辅料即指改性煤沥青、废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯;所用的岩沥青要经过提纯,地沥青含量重量比在96%以上,地沥青中的沥青质含量重量比在34%以上,饱和分重量比在10%以下,且加工成600~800目;岩沥青、硅藻土和辅料合计重量为100%。
2.根据权利要求1所述的人工合成湖沥青的制备方法,其特征在于:所用的硅藻土,硅藻遗骸含量重量比在85%以上,粘土矿物重量比在15%以下,且经过600~800℃低温长烧,脱水、脱碳、脱羟、提纯、改性、活化、扩容,加工成1000目,筛余重量比小于30%。
3.根据权利要求1所述的人工合成湖沥青的制备方法,其特征在于:将所述的岩沥青、硅藻土、改性煤沥青、废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯,按所述的配比称重,混合均匀后,加热到150~160℃,送入搅拌机中,再混合搅拌30min,目测无团粒、无结块、无白点,然后送入造粒机中,挤压成米粒大小颗粒,质检合格,即为人工合成湖沥青产品。
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