CN103421330A - 高粘度沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高粘度沥青及其制备方法，它由基质沥青、环氧树脂和添加剂组成，所述添加剂由以下原料1和原料2制得：所述原料1由以下重量百分比的组分组成：铝渣粉1~3%，钢渣粉25~30%，碱渣粉25~40%，活化废弃混凝土粉30~45%，所述原料2为水，所述水的重量为原料1中各组分总重量的20~30%；所述高粘度沥青中，各组分的重量百分比为：基质沥青88~96%，环氧树脂1~5%，添加剂为3~7%；本发明高粘度沥青具有低温脆性低、耐久性和耐候性高、60℃粘度大的特点。

Description

高粘度沥青及其制备方法
技术领域
     本发明涉及改性沥青，具体讲是一种高粘度沥青及其制备方法。
背景技术
高粘度沥青是指60℃粘度大于200000Pa.S的改性沥青。现有技术的透水沥青路面主要是多孔性沥青路面，原料采用透水沥青混合料，这种沥青混合料的特点是孔隙率大于25%，而普通沥青混合料的孔隙率仅为2-4%，由于透水沥青混合料具有高孔隙率的特点，普通沥青并不适用于配制透水沥青混合料，一般采用高粘度沥青来配制透水沥青混合料。而目前高粘度沥青主要由聚合物或天然湖沥青对基质沥青改性配制而成，虽然聚合物或天然湖沥青改性制得的高粘度沥青60℃粘度也可以达到220000Pa.S以上，但它的低温脆性比较大、耐久性及耐候性比较差，在正常情况下使用一年左右就会产生开裂和风化龟裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种低温脆性低、耐久性和耐候性高、60℃粘度大的高粘度沥青。
本发明的技术解决方案如下：一种高粘度沥青，它由基质沥青、环氧树脂和添加剂组成，所述添加剂由以下原料1和原料2制得:
所述原料1由以下重量百分比的组分组成：
铝渣粉           1~3%，
钢渣粉           25~30%， 
碱渣粉           25~40%，
活化废弃混凝土粉 30~45%，
所述原料2为水，所述水的重量为原料1中各组分总重量的20~30%；
所述高粘度沥青中，各组分的重量百分比为：基质沥青88~96%，环氧树脂1~5%，添加剂为3~7%。
作为优选，所述原料1由以下重量百分比的组分组成：
铝渣粉           1~2%，
钢渣粉           26~28%，
碱渣粉           30~35%，
活化废弃混凝土粉 35~40%，
所述原料2为水，所述水的重量为原料1中各组分总重量的23~25%；
作为优选，所述高粘度沥青中，各组分的重量百分比为：基质沥青89~94%，环氧树脂2~5%，添加剂为4~6%。
所述的铝渣粉、钢渣粉、碱渣粉和活化废弃混凝土粉的细度大于400m2/kg。
所述的铝渣粉是电解铝企业的含铝固体废弃物通过球磨而成的铝渣粉。
所述的碱渣粉是制碱企业利用氨碱法生产纯碱过程中产生的废渣通过球磨而成的碱渣粉。
所述的活化废弃混凝土粉是废弃混凝土粉经过活化处理并粉磨而成。
所述基质沥青可以是煤焦沥青、石油沥青和天然沥青。
本发明还提供一种上述高粘度沥青的制备方法，具体步骤为：
1）按上述配比称取原料1和原料2的各组分；将铝渣粉与水混合成铝渣浆体，其次将所述铝渣浆体与钢渣粉、碱渣粉和活化废弃混凝土粉混合搅拌，在容器中浇注成型，在温度为20-25℃、湿度为90-95%的条件下养护28-30天后，球磨至150-200目制得所述添加剂，备用；
2）按上述配比称取基质沥青、环氧树脂以及步骤1）中制备得到的添加剂；将添加剂与基质沥青在1000~2000转/分钟高剪切搅拌机中混合3-5分钟，温度控制在170-180℃，最后将上述添加剂与基质沥青的混合物与环氧树脂混合搅拌3-5分钟即制得高粘度沥青。
用本发明高粘度沥青制备透水沥青混合料的方法：将集料、本发明高粘度沥青与固化剂按透水沥青混合料配比进行搅拌，温度控制在185-195℃，其中，固化剂用量是本发明高粘度沥青用量的0.02-0.25%（重量）。
上述原料均可以通过商购得到。
本发明的有益效果是：由于本发明中所述的添加剂具有均匀分布的微孔、碱性等特点，此外，铝渣粉与活化废弃混凝土粉在碱渣粉的激发作用下可以生成大量能够降低高粘度沥青低温脆性的物质；同时所述的添加剂具有的多微孔可以吸附高粘度沥青中的油分，而油分是高粘度沥青耐久性差的最主要成分，因此本发明通过所述添加剂和环氧树脂相互结合对普通基质沥青改性制得的高粘度沥青具有生产成本低、低温脆性低、耐久性和耐候性高、60℃粘度大的优点。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例1
首先将市售的废弃混凝土粉活化处理并粉磨成活化废弃混凝土粉，备用，方法如下：
(1) 将废弃混凝土粉与粉末状硅酸钠混合加热至250-350℃并保温1-2小时，加入的粉末状硅酸钠的重量为废弃混凝土粉重量的1％-3％，然后降温至室温；
(2) 将步骤(1) 得到的废弃混凝土粉和粉末状硅酸钠的混合物再与脱硫石膏和外加剂混合粉磨15-60 分钟，脱硫石膏的重量为废弃混凝土微粉和粉末状硅酸钠的混合物重量的1％-5％，外加剂重量为废弃混凝土微粉和粉末状硅酸钠的混合物重量的1％-3％，粉磨至比表面积大于450 m2/kg的粉料即得活化废弃混凝土粉；所述外加剂是熟石灰、硫铝酸盐、硅酸盐水泥熟料、三乙醇胺中的一种或几种；上述原料均是商购得到。
称取以下原料制备添加剂：
原料1：铝渣粉           3kg，
钢渣粉           30kg， 
碱渣粉           25kg，
活化废弃混凝土粉 42kg，
原料2：水22kg；
先将上述铝渣粉（市售，下同）与水混合成铝渣浆体，其次将所述铝渣浆体与钢渣粉（市售，下同）、碱渣粉（市售，下同）和活化废弃混凝土粉混合搅拌，在7.07cm3容器中浇注成型或在容积为7.07cm3的模具中浇注成型（浇注成型为常规技术），在温度为20℃、湿度为95%的条件下养护28天后，球磨至150目即可制得添加剂。
称取上述方法制得的添加剂5kg，环氧树脂（市售，下同）5kg；70号沥青90kg；先将添加剂与市售70号沥青在1000~2000转/分钟的高剪切搅拌机中混合3分钟，温度控制在170℃，最后加入环氧树脂混合搅拌5分钟即制得高粘度沥青。 
用上述制得的高粘度沥青制备透水沥青混合料：将集料、上述制备方法制得的高粘度沥青与固化剂按OGFC-13配合比混合搅拌，搅拌温度控制在185-195℃；
其中，固化剂为乙二胺或二乙烯三胺或多乙烯多胺中的一种，用量是高粘度沥青所用重量的0.02%。
测得上述透水沥青混合料性能指标为：油石比5%、稳定度6.5KN（标准要求大于3.5）、孔隙率26.5%、动稳定度8190次/mm（标准要求大于3000）、析漏试验质量损失率0.2%（标准要求小于0.3%）、飞散试验质量损失率14%（标准要求小于20%）、冻融劈裂强度比92%（标准要求大于80%）。
实施例1中高粘度沥青性能指标
品种 针入度25℃ 软化点℃ 延度15℃ 60oC高温粘度Pa.S
高粘度沥青 41 90 ＞100 489200
实施例2
首先将市售的废弃混凝土粉活化处理并粉磨成活化废弃混凝土粉，备用，具体活化处理方法同实施例1。
称取以下原料制备添加剂：
原料1：铝渣粉           1kg，
钢渣粉           25kg， 
碱渣粉           32kg，
活化废弃混凝土粉 42kg，
原料2：水20kg；
添加剂的制备方法同实施例1。
称取上述方法制得的添加剂4kg，环氧树脂（市售，下同）3kg；70号沥青93kg；先将添加剂与市售70号沥青在市售的高剪切搅拌机（或市售的胶体磨）中混合3分钟，温度控制在180℃，最后加入环氧树脂混合搅拌5分钟即制得高粘度沥青。 
测得高粘度沥青性能指标
品种 针入度25℃ 软化点℃ 延度15℃ 高温粘度Pa.S
高粘度沥青 45 88 ＞100 479800
实施例3
首先将市售的废弃混凝土粉活化处理并粉磨成活化废弃混凝土粉，备用，活化处理方法同实施例1。
称取以下原料制备添加剂：
原料1：铝渣粉           2kg，
钢渣粉           28kg， 
碱渣粉           40kg，
活化废弃混凝土粉 30kg，
原料2：水25kg；
添加剂的制备方法同实施例1。
称取上述方法制得的添加剂3kg，环氧树脂（市售，下同）2kg；70号沥青95kg；先将添加剂与市售70号沥青在高剪切搅拌机（如成都市新都永通机械厂生产的高剪切搅拌机）中混合3分钟，温度控制在170℃，最后加入环氧树脂混合搅拌5分钟即制得高粘度沥青。 
测得高粘度沥青性能指标
品种 针入度25℃ 软化点℃ 延度15℃ 高温粘度Pa.S
高粘度沥青 40 92 ＞100 497800
实施例4
首先将市售的废弃混凝土粉活化处理并粉磨成活化废弃混凝土粉，备用，活化处理方法同实施例1。
称取以下原料制备添加剂：
原料1：铝渣粉           3kg，
钢渣粉           27kg， 
碱渣粉           25kg，
活化废弃混凝土粉 45kg，
原料2：水23kg；
所述添加剂的制备方法同实施例1。
称取上述方法制得的添加剂6kg，环氧树脂（市售，下同）4kg；70号沥青90kg；先将添加剂与市售70号沥青在1000~2000转/分钟的高剪切搅拌机中混合3分钟，温度控制在180℃，最后加入环氧树脂混合搅拌3分钟即制得高粘度沥青。 
测得高粘度沥青性能指标
品种 针入度25℃ 软化点℃ 延度15℃ 高温粘度Pa.S
高粘度沥青 42 89 ＞100 487600

Claims (7)

1.一种高粘度沥青，其特征在于：它由基质沥青、环氧树脂和添加剂组成，所述添加剂由以下原料1和原料2制得:
所述原料1由以下重量百分比的组分组成：
铝渣粉           1~3%，
钢渣粉           25~30%， 
碱渣粉           25~40%，
活化废弃混凝土粉 30~45%，
所述原料2为水，所述水的重量为原料1中各组分总重量的20~30%；
所述高粘度沥青中，各组分的重量百分比为：基质沥青88~96%，环氧树脂1~5%，添加剂为3~7%。
2.根据权利要求1所述的高粘度沥青，其特征在于：所述原料1由以下重量百分比的组分组成：
铝渣粉           1~2%，
钢渣粉           26~28%，
碱渣粉           30~35%，
活化废弃混凝土粉 35~40%，
所述原料2为水，所述水的重量为原料1中各组分总重量的23~25%；
所述高粘度沥青中，各组分的重量百分比为：基质沥青89~94%，环氧树脂2~5%，添加剂为4~6%。
3.根据权利要求1或2所述的高粘度沥青，其特征在于：所述的铝渣粉、钢渣粉、碱渣粉和活化废弃混凝土粉的细度大于400m2/kg。
4.根据权利要求3所述的高粘度沥青，其特征在于：所述的铝渣粉是电解铝企业的含铝固体废弃物通过球磨而成的铝渣粉。
5.根据权利要求3所述的高粘度沥青，其特征在于：所述的碱渣粉是制碱企业利用氨碱法生产纯碱过程中产生的废渣通过球磨而成的碱渣粉。
6.根据权利要求3所述的高粘度沥青，其特征在于：所述的活化废弃混凝土粉是废弃混凝土粉经过活化处理并粉磨而成。
7.一种权利要求1或2所述的高粘度沥青的制备方法，其特征在于：具体步骤为：
1）按权利要求1或2的配比称取原料1和原料2的各组分；先将铝渣粉与水混合成铝渣浆体，其次将所述铝渣浆体与钢渣粉、碱渣粉和活化废弃混凝土粉混合搅拌，在容器中浇注成型，在温度为20-25℃、湿度为90-95%的条件下养护28-30天后，球磨至150-200目制得添加剂，备用；
2）按权利要求1或2的配比称取基质沥青、环氧树脂以及步骤1）中制备得到的添加剂；将添加剂与基质沥青在高剪切搅拌机中混合3-5分钟，温度控制在170-180℃，最后将上述添加剂与基质沥青的混合物与环氧树脂混合搅拌3-5分钟即制得高粘度沥青。
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