CN103030985A - 硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 - Google Patents
硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103030985A CN103030985A CN2013100335015A CN201310033501A CN103030985A CN 103030985 A CN103030985 A CN 103030985A CN 2013100335015 A CN2013100335015 A CN 2013100335015A CN 201310033501 A CN201310033501 A CN 201310033501A CN 103030985 A CN103030985 A CN 103030985A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- gypsum
- sulphur
- crystal whisker
- modifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂,由质量比为1:4的硫磺或硫磺强化沥青改性剂(SEAM)与石膏晶须组成,硫磺、SEAM与石膏晶须均价廉易得,而硫磺与石膏晶须之间具有协同增效作用,能够在减少基质沥青用量的情况下使改性沥青的性能达到国家规范要求,从而降低工程成本;本发明还公开了由该复合沥青改性剂制得的改性沥青,按重量百分比计由75%的道路石油沥青70号和25%的复合沥青改性剂组成,该改性沥青满足《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的相关规定,可用于公路沥青路面施工,且成本降低约19%;本发明还提供了所述改性沥青的制备方法,操作简便。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,涉及一种沥青改性剂、改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着石油价格和沥青价格的不断上涨,SBS、SBR改性沥青的价格也快速攀升,大大增加了沥青路面的工程投资。因此,寻找价格较低而改性效果较好的改性剂,在满足改性沥青的性能符合国家规范要求的情况下,尽可能地减少沥青用量,降低工程成本,已成为目前沥青路面材料研究和公路建设投资业主关注的课题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的之一在于提供一种价廉易得的复合沥青改性剂,组分之间具有协同增效作用,能够在减少基质沥青用量的情况下使改性沥青的性能满足国家规范要求,从而降低工程成本;本发明的目的之二在于提供利用所述复合沥青改性剂制得的改性沥青,其性能满足公路沥青路面施工技术规范,可用于公路沥青路面施工,且成本低;本发明的目的之三在于提供所述改性沥青的制备方法,操作简便。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
1.硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂,由质量比为1:4的硫磺或硫磺强化沥青改性剂与石膏晶须组成。
所述硫磺强化沥青改性剂(Sulphur Extended Asphalt Modifier,SEAM)是在硫磺里面添加了烟雾抑制剂和增塑剂成分制成的颗粒,主要成分为硫磺。
2.改性沥青,按重量百分比计由75%的道路石油沥青70号和25%的硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂组成。
进一步,所述道路石油沥青70号为重交沥青AH-70。
3.改性沥青的制备方法,是在搅拌器中加入占改性沥青总重量75%的道路石油沥青70号,升温至125~130℃,加入占改性沥青总重量25%的硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂,然后控温125~130℃搅拌30~40分钟,即得改性沥青。
按照上述技术方案,采用SEAM与石膏晶须组成的复合沥青改性剂,所得改性沥青的针入度(25℃, 100g, 5s)为60.8dmm,软化点为54.0℃,15℃延度为58.5cm,满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的相关规定,可用于公路沥青路面施工,同时减少基质沥青用量25%,降低工程成本约19%。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种复合沥青改性剂,硫磺、SEAM与石膏晶须均价廉易得,而硫磺与石膏晶须之间具有协同增效作用,能够在减少基质沥青用量的情况下使改性沥青的性能达到国家规范要求,从而降低工程成本;以该复合沥青改性剂制得的改性沥青满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的相关规定,可用于公路沥青路面施工,且成本低;同时,以该复合沥青改性剂制备改性沥青的方法操作简便。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
原材料及性能:
1、重交沥青AH-70:由四川省交通厅公路局渠县沥青库提供,其性能满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中的相关技术要求。
2、SEAM:由壳牌加拿大有限公司生产,硫磺含量为99.7%,其余性能指标如表1所示。
表1 SEAM的性能
物理指标 | 技术性能 | 物理指标 | 技术性能 |
密度(g/cm3) | 1.99 | 硫磺含量(%) | 99.7 |
熔化点(℃) | 115 | 灰分含量(%) | 0.032 |
燃点(℃) | 250 | 毒性 | 无 |
沸点(℃) | 445 | 外观 | 烟灰色固体颗粒 |
溶解性 | 不溶于水 |
3、石膏晶须:自制,合成方法如下:称取粉碎至120目以下的石膏240g,溶于8L水中,制成质量百分浓度为3%的料浆,用硫酸水溶液(硫酸与水的体积比为1:3)调节pH至5.0,再转移至反应釜中,加热至125℃,加入石膏晶种0.67g和硫酸镁10.7g,以搅拌速度110r/min保温搅拌反应8小时,反应完毕后,趁热过滤,滤饼用热水洗涤3次,再用无水乙醇洗涤3次,200℃干燥2小时,即得石膏晶须。其性能指标如表2所示。
表2 石膏晶须的性能
物理指标 | 技术性能 | 物理指标 | 技术性能 |
平均长度(μm) | 50~200 | 抗张模量(Gpa) | 180 |
平均直径(μm) | 1~5 | 抗张强度(Gpa) | 20.8 |
密度(g/cm3) | 0.1~0.4 | 白度(%) | ≥98 |
松散密度 | 2.70 | pH | 6~8 |
莫氏硬度 | 3~4 | 纯度(%) | ≥98 |
实施例、硫磺和石膏晶须复合改性沥青
在沥青搅拌器中加入500g 重交沥青AH-70,升温至130℃,按照表3所示重量百分比加入改性剂(SEAM和石膏晶须掺量百分比都是指其重量占改性沥青总重量的百分比),然后控温130℃搅拌30分钟,制得硫磺和石膏晶须复合改性沥青,按照《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定的试验方法T0604、T0606、T0605分别测定针入度、软化点和延度。
表3 硫磺和石膏晶须复合改性沥青的性能
实施例 | SEAM掺量(wt %) | 石膏晶须掺量(wt %) | 针入度(25℃, 5s, 100g)(dmm) | 软化点(℃) | 15℃延度(cm) |
1 | 0 | 0 | 70.0 | 52.7 | 100 |
2 | 5 | 0 | 94.8 | 60.5 | 48.5 |
3 | 10 | 0 | 54.8 | 57.3 | 48.5 |
4 | 20 | 0 | 55.1 | 59.8 | 100 |
5 | 0 | 5 | 43.5 | 61.4 | 59.2 |
6 | 0 | 10 | 38.7 | 61.9 | 44.3 |
7 | 0 | 15 | 23.1 | 64.7 | 27.0 |
8 | 0 | 20 | 22.7 | 63.6 | 18.3 |
9 | 5 | 5 | 72.5 | 57.0 | 48.8 |
10 | 5 | 10 | 64.0 | 57.7 | 46.3 |
11 | 5 | 15 | 59.0 | 63.2 | 43.5 |
12 | 5 | 20 | 60.8 | 54.0 | 58.5 |
13 | 5 | 25 | 56.0 | 62.1 | 62.0 |
14 | 5 | 30 | 50.5 | 67.7 | 48.4 |
15 | 10 | 5 | 64.1 | 55.7 | 45.5 |
16 | 10 | 10 | 63.5 | 60.0 | 43.3 |
17 | 10 | 15 | 42.4 | 57.8 | 24.2 |
18 | 10 | 20 | 51.5 | 63.8 | 62.5 |
19 | 10 | 25 | 25.2 | 64.4 | 9.0 |
20 | 10 | 30 | 27.7 | 68.3 | 5.0 |
21 | 15 | 5 | 44.6 | 59.0 | 33.0 |
22 | 15 | 10 | 77.7 | 64.3 | 32.6 |
23 | 15 | 15 | 32.3 | 59.0 | 15.5 |
24 | 15 | 20 | 32.9 | 62.5 | 11.7 |
25 | 20 | 5 | 32.6 | 50.8 | 39.0 |
26 | 20 | 10 | 39.8 | 49.8 | 45.0 |
27 | 20 | 15 | 69.7 | 56.8 | 45.5 |
28 | 20 | 20 | 47.8 | 59.0 | 36.0 |
29 | 25 | 10 | 36.3 | 58.0 | 26.3 |
30 | 30 | 10 | 45.5 | 61.8 | 18.7 |
针入度、软化点和延度是评价沥青基本性能的主要技术指标。其中,针入度是评价沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏能力的指标,针入度越小,表明沥青的稠度越大;软化点是评价沥青高温抗变形能力的指标,一般认为软化点高,沥青的高温稳定性好;延度是评价沥青低温抗裂性能的指标,延度越大,表明沥青的柔韧性越好。根据《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的规定,道路石油沥青70号的针入度(25℃, 100g, 5s)应在60~80dmm范围内,软化点应不小于43℃,15℃延度应不小于40cm。
由表3可知,① 单独用硫磺改性沥青(实施例2~4),当硫磺掺量不高于20%时,虽然所得改性沥青的软化点和15℃延度满足国家规范要求,但针入度不满足国家规范要求,不能用于公路沥青路面施工。另外可以看出,当硫磺掺量不高于20%时,改性沥青的软化点较基质沥青升高(>4.5℃),说明硫磺可以改善沥青的高温稳定性;但当硫磺掺量低于20%时,改性沥青的15℃延度较基质沥青明显减小(>50cm),说明含量低于20%的硫磺会降低沥青的柔韧性。
② 单独用石膏晶须改性沥青(实施例5~8),当石膏晶须掺量不高于20%时,虽然所得改性沥青的软化点满足国家规范要求,但针入度低于45dmm,远不满足国家规范要求,15℃延度在石膏晶须掺量高于10%后也显著低于国家规范要求,不能用于公路沥青路面施工。另外可以看出,当石膏晶须掺量不高于20%时,改性沥青的软化点较基质沥青升高(>8.7℃),说明石膏晶须可以改善沥青的高温稳定性,其作用略强于硫磺;而随着石膏晶须掺量的增加,改性沥青的针入度和15℃延度有逐渐减小的趋势,说明石膏晶须会降低沥青的稠度和柔韧性。
③ 硫磺和石膏晶须复合改性沥青(实施例9~30),可见实施例9-10、12、15-16、27所得改性沥青的针入度、软化点和15℃延度均满足国家规范要求,可用于公路沥青路面施工,说明硫磺和石膏晶须在一定比例下能够发挥协同改性作用,能够在减少基质沥青用量的情况下使改性沥青的性能达到国家规范要求,可以解决单用硫磺或石膏晶须改性沥青的针入度和/或15℃延度不满足国家规范要求的问题。
同时可以看出,在硫磺和石膏晶须的比例一定的情况下,硫磺和石膏晶须总掺量的多少对改性沥青的性能也有较大影响。例如,实施例9、16、23、28中硫磺和石膏晶须的质量比均为1:1,硫磺和石膏晶须总掺量分别为10%、20%、30%和40%,虽然实施例9和16制得的改性沥青的性能满足国家规范要求,但实施例23和28制得的改性沥青的针入度和15℃延度均不满足国家规范要求;实施例10、18中硫磺和石膏晶须的质量比均为1:2,硫磺和石膏晶须总掺量分别为15%和30%,虽然实施例10制得的改性沥青的性能满足国家规范要求,但实施例18制得的改性沥青的针入度不满足国家规范要求;实施例15、26中硫磺和石膏晶须的质量比均为2:1,硫磺和石膏晶须总掺量分别为15%和30%,虽然实施例15制得的改性沥青的性能满足国家规范要求,但实施例26制得的改性沥青的针入度不满足国家规范要求。
另外,从经济性方面分析,重交沥青AH-70、硫磺和石膏晶须的目前市场价格分别约4800元/吨、1800元/吨和1000元/吨,沥青的价格远远高于硫磺和石膏晶须的价格,实施例9-10、12、15-16、27所得改性沥青在性能满足国家规范要求的情况下降低了基质沥青的用量,有效降低了工程成本,具有较好的经济性。其中,实施例9每吨节约成本约7%,实施例10每吨节约成本约11%,实施例12每吨节约成本约19%,实施例15每吨节约成本约10%,实施例16每吨节约成本约14%,实施例27每吨节约成本约24%。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂,其特征在于,由质量比为1:4的硫磺或硫磺强化沥青改性剂与石膏晶须组成。
2.利用权利要求1所述硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂制得的改性沥青,其特征在于,按重量百分比计由75%的道路石油沥青70号和25%的硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂组成。
3.根据权利要求2所述的改性沥青,其特征在于,所述道路石油沥青70号为重交沥青AH-70。
4.权利要求2或3所述改性沥青的制备方法,其特征在于,在搅拌器中加入占改性沥青总重量75%的道路石油沥青70号,升温至125~130℃,加入占改性沥青总重量25%的硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂,然后控温125~130℃搅拌30~40分钟,即得改性沥青。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310033501.5A CN103030985B (zh) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | 硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310033501.5A CN103030985B (zh) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | 硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103030985A true CN103030985A (zh) | 2013-04-10 |
CN103030985B CN103030985B (zh) | 2014-12-10 |
Family
ID=48018408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310033501.5A Expired - Fee Related CN103030985B (zh) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | 硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103030985B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103694717A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-02 | 上海浦东路桥建设股份有限公司 | 一种高热传导效率路用沥青及制备方法 |
CN104004367A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 安徽红太阳新材料有限公司 | 改性沥青的制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5137117A (en) * | 1974-09-26 | 1976-03-29 | Mitsui Mining & Smelting Co | Seikeitaino seizohoho |
CN1097181A (zh) * | 1993-07-03 | 1995-01-11 | 刘新江 | 一种仿木材料的生产方法 |
CN101468792A (zh) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | 尹小林 | 工业废石膏制硫磺新工艺 |
CN102539270A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-07-04 | 长安大学 | 无机微粉类改性沥青的离析评价方法 |
-
2013
- 2013-01-29 CN CN201310033501.5A patent/CN103030985B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5137117A (en) * | 1974-09-26 | 1976-03-29 | Mitsui Mining & Smelting Co | Seikeitaino seizohoho |
CN1097181A (zh) * | 1993-07-03 | 1995-01-11 | 刘新江 | 一种仿木材料的生产方法 |
CN101468792A (zh) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | 尹小林 | 工业废石膏制硫磺新工艺 |
CN102539270A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-07-04 | 长安大学 | 无机微粉类改性沥青的离析评价方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
田泽峰等: ""CaSO4晶须改性沥青的基本性能"", 《有色矿冶》 * |
赖增成等: ""SEAM改性沥青及其混合料路用性能研究"", 《公路工程与运输》 * |
马继红等: ""硫酸钙晶须在道路改性沥青中的应用研究(I)"", 《石油沥青》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103694717A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-02 | 上海浦东路桥建设股份有限公司 | 一种高热传导效率路用沥青及制备方法 |
CN104004367A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 安徽红太阳新材料有限公司 | 改性沥青的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103030985B (zh) | 2014-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103232708B (zh) | 一种新型沥青复合改性剂、改性沥青及其制备方法 | |
CN105542496B (zh) | 非固化橡胶沥青防水材料及其制备方法 | |
CN103525108B (zh) | 一种高模量冷拌沥青及其制备方法、以及其混合料 | |
CN103232617B (zh) | 一种用于sbs改性沥青的稳定剂组合物 | |
CN103030984B (zh) | 沥青复合改性剂、复合改性沥青及其制备方法 | |
CN101851426B (zh) | 浇注式沥青混凝土用高强度沥青改性剂及其制备方法 | |
WO2009121917A3 (en) | Process for manufacturing asphalt | |
CN104119705B (zh) | 一种高性能改性膨润土及其制备方法 | |
CN102745946A (zh) | 一种沥青路面材料及其制备方法 | |
CN108821712A (zh) | 一种高强度乳化沥青冷再生混合料 | |
CN103289420A (zh) | 一种沥青混合料外掺式改性剂 | |
CN106147108A (zh) | 一种直拌式sbs改性剂及其制备方法 | |
CN108342089A (zh) | 改性乳化沥青及制备方法 | |
MX2011007428A (es) | Metodo para producir composiciones de pavimento bituminoso. | |
CN103030985B (zh) | 硫磺和石膏晶须复合沥青改性剂、改性沥青及其制备方法 | |
CN104744952B (zh) | 一种耐候性改性环氧树脂沥青材料的制备方法 | |
CN103911008B (zh) | 一种沥青改性剂用纳米复合粉体材料 | |
CN103803829B (zh) | 一种沥青混凝土用复合纤维 | |
CN103044936B (zh) | 一种煤矸石沥青改性剂、改性沥青混合料及其制备方法 | |
CN102491683B (zh) | 一种路用矿渣棉纤维沥青混合料的制备方法 | |
CN103897412B (zh) | 一种沥青改性剂用纳米复合粉体材料及其制备方法 | |
CN103881404B (zh) | Sbs改性沥青添加剂的制作的方法 | |
CN104496258B (zh) | 一种用于沥青道路冷拌冷铺的抗车辙剂 | |
CN103601395A (zh) | 一种混凝土改性剂 | |
CN105111759A (zh) | 一种抗车辙沥青及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141210 Termination date: 20190129 |