CN104743965B - 一种可快速升温的沥青混合料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨,将球磨后的粉料与矿化剂混匀,再经压制成型、干燥、在1250~1450℃下煅烧150~200min,制得吸波集料;按重交道路沥青4.6~6%、集料94~95.4%的质量百分比配料,将集料破碎后在180~200℃下预热,将重交道路沥青在160~170℃下加热,在165~180℃温度下再将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得沥青混合料;集料由质量百分比为75~100%吸波集料与0~25%天然集料组成。本发明制备的沥青混合料有良好的微波加热效应,适用于道路除冰、道路沥青路面保养和快速修补。
Description
技术领域
本发明公路沥青路面用的沥青基复合材料,涉及一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,本发明制备的沥青混合料(或称沥青基复合材料、沥青混凝土、吸波沥青混凝土)可以利用微波快速加热,用于公路沥青路面,特别适用于道路除冰、公路沥青路面保养和快速修补。
背景技术
随着我国高速公路网体系的快速发展及完善,对于通车里程和路龄有了很大的要求。沥青混凝土路面较之传统的水泥混凝土路面具有很多优势,其中最明显的的一个优势就是施工方便快捷,且面临重修时,沥青混凝土路面较之水泥混凝土路面更为快速简单。沥青混凝土路面正逐步取代水泥混凝土路面,得到更为广阔的发展。然而,随着沥青路面的蓬勃发展,问题也随之而来。在我国,冬季道路冰层和地面黏结十分牢固,清除困难,对交通带来不便;路面在长期使用过程当中,由于日晒雨淋和车辆长期作用的结果,不可避免会出现损害,这些是我们急需解决的问题。
传统的道路路面除冰方法有三种:人工法、机械法和融化法。人工除冰虽然简单易行,但是消耗大量的人力资源,效率比较低,影响交通;机械除冰效率高,但会对沥青路面带来一定损伤,且设备价格昂贵,闲置期长,限制了其大范围推广。目前,应用最广泛的是融化法,融化法包括化学融化和热融化;化学融化法是通过融雪剂降低冰雪凝固点达到融冰化雪的目的,这类方法往往会对沥青路面有严重的腐蚀作用,降低了沥青路面的使用寿命,甚至对环境也带来了危害;热融化法通过加热升温达到融冰化雪的目的,是一种比较环保的方法。
如何对沥青路面实行高质量的保养以及对损害路面进行快速修补是当前公路工程技术人员迫切需要解决的问题。现有的沥青路面保养及快速修补方式主要还是利用热辐射和热传导,应用较为广泛的是远红外加热技术,这种技术对路面材料有较强的穿透能力,加热效率比较高,然而这种技术采用的是连续辐射加热方式,对路面面层造成沥青老化、焦化;且路面内层达不到施工温度,从而降低了实际施工质量。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足,提供一种可快速升温的沥青混合料的制备方法。本发明制备的沥青混合料可以利用微波快速加热升温,可用于公路沥青路面,特别适用于道路除冰、公路沥青路面保养和快速修补;除冰效率高,并且能克服传统加热方法中温度上升不均匀,沥青出现老化、焦化的问题,从而实现公路沥青路面的快速养护修补。
本发明的内容是:一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 8~10:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%~5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5~2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40~120℃温度下干燥6~12h、再在1250~1450℃温度下煅烧150~200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%~6%、集料94%~95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在180~200℃温度下预热1~2h,将重交道路沥青在160~170℃温度下加热0.5~1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%~100%吸波集料与0~25%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的内容中:步骤b中所述重交道路沥青为70#、90#、110#或130#道路沥青(道路沥青的生产企业有:上海石化、广州石化、中油秦皇岛、洛阳石化等)。
本发明的内容中:步骤a中所述制得粉料的粒径范围可以是5~150μm。
本发明的内容中:步骤b中所述集料破碎(粉碎)后的集料粒径≤16mm。
步骤b中所述集料破碎(粉碎)后的集料的标准方孔筛通过率较好的可以为(可以将集料破碎及粉碎,经过国家标准筛筛选,制得不同粒径规格的集料)0.075mm
5.5~6.5%、0.15mm
7.5~9.5%、0.3mm
9.5~12.5%、0.6mm
12.5~16%、1.18mm
20~25%、2.36mm
26.5~35%、4.75mm
39~47%、9.5mm
70~75、13.2mm
93~96%、16mm
100%。
本发明的内容中:步骤a中所述硫铁矿烧渣的主要化学成分和质量百分比例组成可以为:Fe2O3
35~45%、Al2O3
15~25%、SiO2
18~27%、CaO 5~10%、TiO2 1~3%、SO3 1.2~2.5%。
本发明的内容中:步骤a中所述制得吸波集料的压碎值≯26、洛杉矶磨耗损失≯28、表观密度≮2.6、吸水率≯2.0、磨光值≮42,满足沥青路面材料用集料的技术要求。
本发明的内容中:步骤b所述制备沥青混合料,可以是根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范中AC-13沥青基复合材料的制备方法,将步骤a制备的吸波集料部分或全部代替天然集料(或称普通集料),来制备可微波加热的沥青混合料。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)采用本发明制备吸波集料,大量充分利用了硫酸工业排放的废渣,变废为宝,减少了工业废渣对环境的危害,使二次资源得到了有效利用;
(2)采用本发明制备的吸波集料主要由莫来石和磁铁矿组成,磁铁矿为磁性材料,有良好的吸波能力和微波加热效率,普通天然集料的介电常数和介电损耗角相比制备的集料要小得多,所制备吸波集料的微波加热效率是普通天然集料的几倍至几十倍;现有沥青混凝土的主要组成材料沥青和普通集料属于不含导电材料的纯绝缘体,不是极性材料,这类材料的微波损耗小,对微波的吸收能力很弱,微波加热的效率也很低;采用本发明,硫铁矿烧渣中有丰富的铁资源,烧渣中的Fe主要以赤铁矿的形式存在,赤铁矿不是磁性材料,它的微波发热效率也很低;以硫铁矿烧渣为原料,掺加少量还原剂,在还原气氛下高温还原制备集料;经过高温还原,原料中的赤铁矿大部分被还原为磁铁矿,磁铁矿为磁性材料,其具有良好的介电性能和导磁性,在微波环境下,微波经过介电损耗和导磁损耗,将电磁能转化为热能;所以,微波与磁铁矿有良好的耦合发热效应;在制备的吸波集料中,含有磁铁矿,因此该吸波集料与微波也具有良好的耦合发热效应;
(3)采用本发明制备沥青混合料,可以采用传统制备沥青混凝土的工艺方法:设计配合比、拌合混合料、运输、铺摊及碾压,技术比较成熟;
(4)采用本发明制备的沥青混合料中含有大量吸波集料,在微波环境下,微波穿透沥青混合料内部,对吸波集料加热,使每部分吸波集料都为热源,所制备沥青混合料的微波加热效率是普通沥青混凝土的几倍至十几倍;
(5)采用本发明制备的沥青混合料,在采用微波装置加热的微波环境下,微波穿透到沥青混合料内部,微波直接对吸波集料进行加热,由集料与集料之间传热,所用集料有良好的吸波能力和微波加热效率,加热速率高,且加热比较均匀,克服了由外及内的传统加热方式加热速率慢和加热不均的问题;
(6)本发明制备工艺简单,操作使用方便,效果良好,实用性强;可广泛应用于高寒地区沥青路面的面层,以保证冬季路面的快速除冰;适用于道路除冰、公路沥青路面保养和快速修补。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与5%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1450℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了43℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青基复合材料,将破碎及粉磨的吸波集料全部取代天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了89.5℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度上升5℃。
将制备的吸波沥青混凝土试件放置于-20℃的环境下,冷冻12h,沥青混凝土试件表面冰层厚度为20mm;将冷冻过后的试件置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热,沥青混凝土表面与冰层之间的温度由-20℃达到0℃用时21s;在相同条件下,利用石灰岩制备的沥青混凝土用时260s。
将制备的吸波沥青混凝土试件置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热,试件由室温25℃达到沥青混凝土施工温度170℃用时105s;在相同条件下,利用石灰岩制备的沥青混凝土用时992s。
实施例2:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与5%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1350℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了35℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青基复合材料,将破碎及粉磨的吸波集料全部取代天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了76.8℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度上升5℃。
实施例3:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与4%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1450℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了37℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青基复合材料,将破碎及粉磨的吸波集料全部取代天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了81.3℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度上升5℃。
实施例4:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与5%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1450℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了43℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青混合料;9.5~16mm集料为天然石灰岩集料,将破碎及粉磨的吸波集料(占集料百分比为70~75%)取代其他级配的天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了60.7℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度上升5℃。
实施例5:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与5%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1450℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了43℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青混合料;4.75~16mm集料为天然石灰岩集料,将破碎及粉磨的吸波集料(占集料百分比为39~47%)取代其他级配的天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了37.8℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度温度上升5℃。
实施例6:
取硫铁矿烧渣与还原剂,质量比为10:1,于球磨机中,球磨1.5h;将粉磨后的原料与5%的CaF2混合均匀,取8g混合料于直径为25mm的圆筒模具中,以200N/S的速度压至50MPa,保载60s,将坯体在放入干燥箱内110℃,干燥6h,取出干燥后的坯体,在还原气氛下1450℃煅烧3h,高温炉冷却至室温取得制备的吸波集料。将吸波集料置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热5s,集料温度上升了43℃,而在相同的时间内,石灰岩集料温度上升只有3℃。
选用90号道路沥青,根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范制备AC-13沥青混合料;2.36~16mm集料为天然石灰岩集料,将破碎及粉磨的吸波集料(占集料百分比为26.5~35%)取代其他级配的天然石灰岩集料及矿粉,制备吸波沥青混凝土;将制备的沥青混凝土试块置于输出功率800W,频率为2450MHz的微波环境下加热60s,温度上升了20.6℃,而在相同时间内,利用石灰岩集料制备的沥青混凝土温度上升5℃。
实施例7:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 8~10:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%~5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5~2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40~120℃温度下干燥6~12h、再在1250~1450℃温度下煅烧150~200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%~6%、集料94%~95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在180~200℃温度下预热1~2h,将重交道路沥青在160~170℃温度下加热0.5~1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%~100%吸波集料与0~25%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
实施例8:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 8:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40℃温度下干燥12h、再在1250℃温度下煅烧200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%、集料95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在180℃温度下预热2h,将重交道路沥青在160℃温度下加热1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%吸波集料与25%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种。
实施例9:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 10:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在120℃温度下干燥6h、再在1450℃温度下煅烧150min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青6%、集料94%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在200℃温度下预热1h,将重交道路沥青在170℃温度下加热0.5h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为90%吸波集料与10%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种。
实施例10:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 9:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的3%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨1.2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在80℃温度下干燥9h、再在1350℃温度下煅烧180min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青5%、集料95%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在190℃温度下预热1.5h,将重交道路沥青在165℃温度下加热0.8h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料全部是吸波集料(即步骤a制得的吸波集料);
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
实施例11:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 9:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40℃温度下干燥12h、再在1250℃温度下煅烧200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%、集料95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在180℃温度下预热2h,将重交道路沥青在160℃温度下加热1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%吸波集料(即步骤a制得的吸波集料)与25%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
实施例12:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 9:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在120℃温度下干燥6h、再在1450℃温度下煅烧150min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青6%、集料94%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在200℃温度下预热1h,将重交道路沥青在170℃温度下加热0.5h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为80%吸波集料与20%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
实施例13:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 9:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的2%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨1h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在60℃温度下干燥8h、再在1350℃温度下煅烧160min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青5.5%、集料94.5%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在190℃温度下预热1.5h,将重交道路沥青在165℃温度下加热0.6h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为85%吸波集料与15%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
实施例14~19:
一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 = 8~10:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%~5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5~2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40~120℃温度下干燥6~12h、再在1250~1450℃温度下煅烧150~200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等煤炭、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%~6%、集料94%~95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎(粉碎)后、在180~200℃温度下预热1~2h,将重交道路沥青在160~170℃温度下加热0.5~1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得(可微波加热的)沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%~100%吸波集料(实施例14~19中吸波集料的质量百分比分别为:75%、80%、85%、88%、90%、96%)与0~25%天然集料(实施例14~19中天然集料的质量百分比分别为:25%、20%、15%、12%、10%、4%)组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
上述实施例7~19中:步骤b中所述重交道路沥青为70#、90#、110#或130#道路沥青(道路沥青的生产企业有:上海石化、广州石化、中油秦皇岛、洛阳石化等)。
上述实施例7~19中:步骤a中所述制得粉料的粒径范围可以是5~150μm。
上述实施例7~19中:步骤b中所述集料破碎(粉碎)后的集料粒径≤16mm。
步骤b中所述集料破碎(粉碎)后的集料的标准方孔筛通过率较好的可以为(可以将集料破碎及粉碎,经过国家标准筛筛选,制得不同粒径规格的集料)0.075mm
5.5~6.5%、0.15mm
7.5~9.5%、0.3mm
9.5~12.5%、0.6mm
12.5~16%、1.18mm
20~25%、2.36mm
26.5~35%、4.75mm
39~47%、9.5mm
70~75、13.2mm
93~96%、16mm
100%。
上述实施例7~19中:步骤a中所述硫铁矿烧渣的主要化学成分和质量百分比例组成可以为:Fe2O3
35~45%、Al2O3
15~25%、SiO2
18~27%、CaO 5~10%、TiO2 1~3%、SO3
1.2~2.5%。
上述实施例7~19中:步骤a中所述制得吸波集料的压碎值≯26、洛杉矶磨耗损失≯28、表观密度≮2.6、吸水率≯2.0、磨光值≮42,满足沥青路面材料用集料的技术要求。
上述实施例7~19中:步骤b所述制备沥青混合料,可以是根据现有技术中JTG
F40-2004公路沥青路面施工技术规范中AC-13沥青基复合材料的制备方法,将步骤a制备的吸波集料部分或全部代替天然集料(或称普通集料),来制备可微波加热的沥青混合料。
上述实施例中:所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中:所采用的百分比例中,未特别注明的,均为质量(重量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例;所述质量(重量)份可以均是克或千克。
上述实施例中:各步骤中的工艺参数(温度、时间等)和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (7)
1. 一种可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是步骤为:
a、制备吸波集料:
按硫铁矿烧渣:还原剂 =
8~10:1的质量比取硫铁矿烧渣和还原剂,按硫铁矿烧渣与还原剂总质量的1%~5%取矿化剂,备用;
将硫铁矿烧渣与还原剂置于球磨机内球磨0.5~2h,制得粉料,将制得的粉料与矿化剂混合均匀,制得混合料;再将混合料经压制成型、在40~120℃温度下干燥6~12h、再在1250~1450℃温度下煅烧150~200min,制得吸波集料;
所述还原剂是褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤、以及煤矸石中的任一种或两种以上的混合物;
所述矿化剂是CaF2或NaHCO3;
b、制备沥青混合料:
按重交道路沥青4.6%~6%、集料94%~95.4%的质量百分比取重交道路沥青和集料,将集料破碎后、在180~200℃温度下预热1~2h,将重交道路沥青在160~170℃温度下加热0.5~1h后,在165~180℃温度下将预热后的集料与加热后的重交道路沥青搅拌混合,即制得沥青混合料;
所述集料由质量百分比为75%~100%吸波集料与0~25%天然集料组成;
所述天然集料是石灰岩、玄武岩、花岗岩中的任一种或两种以上的混合物。
2.按权利要求1所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤b中所述重交道路沥青为70#、90#、110#或130#道路沥青。
3.按权利要求1或2所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤a中所述制得粉料的粒径范围是5~150μm。
4.按权利要求1或2所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤b中所述集料破碎后的集料粒径≤16mm。
5.按权利要求1或2所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤a中所述硫铁矿烧渣的主要化学成分和质量百分比例组成为:Fe2O3 35~45%、Al2O3 15~25%、SiO2 18~27%、CaO 5~10%、TiO2 1~3%、SO3 1.2~2.5%。
6.按权利要求4所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤b中所述集料破碎后的集料的标准方孔筛通过率为0.075mm 5.5~6.5%、0.15mm 7.5~9.5%、0.3mm 9.5~12.5%、0.6mm
12.5~16%、1.18mm 20~25%、2.36mm
26.5~35%、4.75mm 39~47%、9.5mm
70~75、13.2mm 93~96%、16mm
100%。
7.按权利要求1或2所述可快速升温的沥青混合料的制备方法,其特征是:步骤a中所述制得吸波集料的压碎值≯26、洛杉矶磨耗损失≯28、表观密度≮2.6、吸水率≯2.0、磨光值≮42。
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