CN107501969A - 一种发泡降粘型温拌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发泡降粘型温拌剂及其制备方法，属于混凝土加工技术领域。本发明利用天然沸石为含水架状硅铝酸盐，并按一定的规律排列成具有一定形状的开放性晶体骨架，骨架上存在着吸附大量水分子的通道和孔穴，这些水分子与骨架间的结合力较弱，经加热水分可以逸失的特点，采用碱溶液处理可有效除去天然沸石中的凝胶杂质，明显增加天然沸石的含水量，进而通过脂肪胺溶液的处理可改善天然沸石与沥青的粘附性，提高沥青混合料的水稳定性能，并协同高吸水树脂引入少量水，通过水与热沥青接触产生发泡沥青，使沥青和集料在较低的温度下很好地裹附在一起，改善沥青的高低温性能，提高沥青耐久性，抗疲劳能力。

Description

一种发泡降粘型温拌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种发泡降粘型温拌剂及其制备方法，属于混凝土加工技术领域。

背景技术

在高速公路中，沥青路面以其良好的使用性能受到世界众多国家的青睐，沥青路面也得到了广泛的应用，占已建成的高等级公路中的绝大部分。目前，道路建设中的沥青路面大部分采用的是传统的热拌沥青混合料，对于普通热拌沥青混合料，它是将基质沥青从常温加热到140℃左右，矿料从常温加热到150～180℃，然后再将沥青和集料于150～180℃的高温下进行拌和，拌和后的沥青混合料温度不低于150℃；摊铺和碾压时的温度不低于140℃。对于改性沥青混合料，改性沥青和集料加热温度还要再提高10～20℃，拌和温度也要相应地提高。需要将集料和沥青加热到如此高的温度，主要是解决沥青混合料的和易性问题，温度过低，混合料将难以拌和、摊铺及碾压，影响路面铺筑效果和使用寿命。

鉴于热拌沥青混合料和施工环境等因素存在不足，特别是在节能减排的大背景下，温拌沥青混合料应运而生了。温拌沥青混合料是一种高节能、低排放、环保型材料，其拌和温度介于热拌沥青混合料（150～180℃）和冷拌（常温）沥青混合料之间。就目前的技术水平而言，温拌沥青混合料的拌和温度一般保持在100～140℃，摊铺和压实温度为80～120℃，相对于热拌沥青混合料其温度降低了10～30℃。其矿料级配、混合料的配合比设计、拌和设备等可以完全参照热拌沥青混合料的相关方法与规定，只需对原有的拌和设备做一些较小的改动。纵观温拌技术的发展历史，温拌沥青混合料的优势主要体现在以下几个方面：

（1）降低各施工环节温度，节约能源，温拌沥青混合料可以降低施工温度30～50℃，因而可以节约30%以上能源的消耗。

（2）减少有害气体和粉尘的排放，对环境污染小，有利于施工人员的身体健康。

（3）提高了路面的耐久性，由于温拌沥青混合料的拌和及碾压温度较低，沥青在施工过程中的老化程度显著降低，从而减少了早期病害的产生，延长了路面的使用寿命。

（4）延长施工季节，由于温拌沥青混合料的施工温度较低，即使在寒冷天气中的其温度损失慢，温拌沥青混合料可压实温度范围广，因此可使施工期延长到冬季。

（5）显著改善隧道施工环境，提高施工时能见度。

但是，温拌沥青混合料水稳定性不好，抗疲劳能力差，导致耐久性不长，需对其进行进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对沥青混合料水稳定性不好，抗疲劳能力差，耐久性不长的问题，提供了一种发泡降粘型温拌剂及其制备方法。

一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，由下述重量份的原料组成：

30～60份聚丙烯酸系高吸水树脂，50～100份苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，60～120份改性天然沸石，1～2份十二烷基苯磺酸钠，10～20份脂肪酸，10～20份甘油。

所述聚丙烯酸系高吸水树脂的吸水倍率大于400mL/g。

所述改性天然沸石为预处理天然沸石浸泡在脂肪胺中改性，过滤干燥制得。

所述脂肪胺为碳链长度在C8～C22范围内的有机胺化合物。

所述预处理天然沸石为研磨过筛后的天然沸石粉末经碱液处理后过滤、洗涤、干燥制得。

具体步骤为：

S1.将天然沸石研磨过筛后经碱液处理，再过滤、洗涤、干燥，得预处理天然沸石；

S2.将预处理天然沸石浸泡在脂肪胺中改性，过滤干燥得改性天然沸石；

S3.取聚丙烯酸系高吸水树脂加入去离子水中，在40～60℃下搅拌1～2h，再加入苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物、改性天然沸石、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、甘油，升温至60～80℃继续搅拌1～2h，得发泡降粘型温拌剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明利用天然沸石为含水架状硅铝酸盐，并按一定的规律排列成具有一定形状的开放性晶体骨架，骨架上存在着吸附大量水分子的通道和孔穴，这些水分子与骨架间的结合力较弱，经加热水分可以逸失的特点，采用碱溶液处理可有效除去天然沸石中的凝胶杂质，明显增加天然沸石的含水量，进而通过脂肪胺溶液的处理可改善天然沸石与沥青的粘附性，提高沥青混合料的水稳定性能，并协同高吸水树脂引入少量水，通过水与热沥青接触产生发泡沥青，使沥青和集料在较低的温度下很好地裹附在一起，改善沥青的高低温性能，提高沥青耐久性，抗疲劳能 力。

具体实施方式

将80～160g预处理天然沸石加入500～1000mL脂肪胺中，以300～400r/min搅拌20～30min，过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在70～80℃下干燥3～5h，得改性天然沸石，取30～60g聚丙烯酸系高吸水树脂，加入90～180mL去离子水中，在40～60℃下以300～400r/min搅拌1～2h，再加入50～100g苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，60～120g改性天然沸石，1～2g十二烷基苯磺酸钠，10～20g脂肪酸，10～20g甘油，升温至60～80℃继续搅拌1～2h，得发泡降粘型温拌剂。

实例1

将80g预处理天然沸石加入500mL脂肪胺中，以300r/min搅拌20min，过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在70℃下干燥3h，得改性天然沸石，取30g聚丙烯酸系高吸水树脂，加入90mL去离子水中，在40℃下以300r/min搅拌1h，再加入50g苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，60g改性天然沸石，1g十二烷基苯磺酸钠，10g脂肪酸，10g甘油，升温至60℃继续搅拌1h，得发泡降粘型温拌剂。

实例2

将120g预处理天然沸石加入750mL脂肪胺中，以350r/min搅拌25min，过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在75℃下干燥4h，得改性天然沸石，取45g聚丙烯酸系高吸水树脂，加入135mL去离子水中，在50℃下以350r/min搅拌1h，再加入75g苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，90g改性天然沸石，1g十二烷基苯磺酸钠，15g脂肪酸，15g甘油，升温至70℃继续搅拌1h，得发泡降粘型温拌剂。

实例3

将160g预处理天然沸石加入1000mL脂肪胺中，以400r/min搅拌30min，过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在80℃下干燥5h，得改性天然沸石，取60g聚丙烯酸系高吸水树脂，加入180mL去离子水中，在60℃下以400r/min搅拌2h，再加入100g苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，120g改性天然沸石，2g十二烷基苯磺酸钠，20g脂肪酸，20g甘油，升温至80℃继续搅拌2h，得发泡降粘型温拌剂。

对照例：东莞某公司生产的温拌剂。

将实例及对照例的温拌剂进行检测，具体检测如下：

温拌沥青混合料水稳定性：空隙率大小是影响沥青混合料水稳定性的一个重要因素。混合料空隙率越大，连通空隙越多，试件与水的接触面积就越大，水对其的侵蚀作用也就越强，对混合料的水稳定性也就越不利。

温拌沥青混合料高温稳定性：采用车辙试验来评价沥青混合料的高温稳定性，采用车辙动稳定度和车辙深度双重指标分析混合料的高温稳定性。

温拌沥青混合料低温抗裂性：抗弯拉强度越大，混合料的抗裂性越强。最大弯拉应变越大，混合料的抗裂性越强。

具体检测结果如表1。

表1

检测项目	实例1	实例2	实例3	对照例
					空隙率%	4	3.5	4.1	5
车辙动稳定度mm	1000	1500	1300	2000
					平均车辙深度mm	1.5	1.8	1.9	2.1
抗弯拉强度Mpa	10.1	9.9	9.8	7.7
					最大弯拉应变×10-6	3147.8	3100	3065.5	2850.0

由表1可知，本发明制备的发泡降粘型温拌剂能够有效改善沥青混合料的性能，使其具有良好的水稳定性，高温稳定性和低温抗裂性，提高沥青耐久性。

Claims (6)

1.一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，由下述重量份的原料组成：

30～60份聚丙烯酸系高吸水树脂，50～100份苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，60～120份改性天然沸石，1～2份十二烷基苯磺酸钠，10～20份脂肪酸，10～20份甘油。

2.如权利要求1所述的一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，所述聚丙烯酸系高吸水树脂的吸水倍率大于400mL/g。

3.如权利要求1所述的一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，所述改性天然沸石为预处理天然沸石浸泡在脂肪胺中改性，过滤干燥制得。

4.如权利要求3所述的一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，所述脂肪胺为碳链长度在C8～C22范围内的有机胺化合物。

5.如权利要求3所述的一种发泡降粘型温拌剂，其特征在于，所述预处理天然沸石为研磨过筛后的天然沸石粉末经碱液处理后过滤、洗涤、干燥制得。

6.如权利要求1～5任意一项所述的一种发泡降粘型温拌剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

S1.将天然沸石研磨过筛后经碱液处理，再过滤、洗涤、干燥，得预处理天然沸石；

S2.将预处理天然沸石浸泡在脂肪胺中改性，过滤干燥得改性天然沸石；

S3.取聚丙烯酸系高吸水树脂加入去离子水中，在40～60℃下搅拌1～2h，再加入苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物、改性天然沸石、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、甘油，升温至60～80℃继续搅拌1～2h，得发泡降粘型温拌剂。