CN108424018B - 一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，包括如下步骤：（1）废旧编织品清洁处理、（2）破碎处理、（3）酶解处理、（4）蒸汽爆破处理、（5）浸泡处理、（6）碳化处理。本发明对柳编的废旧编织品进行了特殊的处理，最终制得的填料成分能有效的改善沥青混凝土的综合使用性能，为柳编的废旧编织品的再利用提供了一种新的、高价值的方向。

Description

一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法
技术领域
本发明属于废旧物品再利用技术领域，具体涉及一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法。
背景技术
阜南县，隶属于安徽省阜阳市，属内陆开发较早地区，位于安徽省西北部，淮河上中游结合部北岸。阜南县素有“名优特产县”、“天然资源库”之称，是全国粮食生产大县、中国柳编之乡、全国唯一的农业（林业）循环经济示范试点县，阜南是全国柳编之乡，柳编制品远销国外。
柳编编织品是目前人们生活中常见的容器、工艺品等，但其与多数商品一样均具有一定的使用寿命，在结构被破坏后其使用功能损害或丧失，最终被人们丢弃。多数柳编编织品是由杞柳枝条、木材、竹条、农作物秸秆等编织而成，虽然于自然条件下可被降解，但所需时间较长，人们通常进行焚烧销毁，而此举会对环境带来较大的破坏，同时也会造成原料的浪费。
随着我国高速公路大流量、大轴载和渠化交通特点表现得越来越突出，沥青路面在高温和持续荷载作用下产生显著的永久变形并累积形成车辙。目前，尤其在我国南方沿海地区，车辙和水损害已成为本地区沥青路面的主要破坏形式，占到了所调查沥青路面产生病害类型的7 0％以上。研究认为，沥青路面结构层上部由于受水平、垂直荷载的共同作用，上面层发生剪切滑移；随着路面结构层位的下移，水平荷载的影响逐渐减小，结构层主要承受垂直荷载的作用，以发生竖向压缩变形为主。为了改善此问题，多会向沥青混凝土中添加抗车辙剂（填料等）成分。目前，国内常用的抗车辙剂是一种橡胶或者热塑性塑料的单一或着混合颗粒，一种“外掺式”沥青路面结构材料，主要是通过集料表面的增粘、加筋、填充以及弹性恢复等多重作用而提高沥青路面的模量，从而改善沥青路面耐高温、抗车辙性能。然而，国内外还没有使用加入部分天然纤维颗粒的抗车辙剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）废旧编织品清洁处理：
先用毛刷将废旧编织品表面上的泥污、颗粒杂质刷去，然后再用清水冲洗一遍，随后将废旧编织品放入到有机溶剂中浸泡处理6~10min后取出，接着再用清水冲洗一遍，最后将废旧编织品放入到干燥箱内干燥至水含量不大于10%后取出备用；对废旧编织品进行了清洁处理，去除了表面的杂质和漆料等成分，净化了表面性能，为后续的处理奠定了基础；
（2）破碎处理：
将步骤（1）处理后的废旧编织品投入到破碎机内进行破碎处理，破碎后的粉料颗粒大小为1~5mm，完成后取出备用；进行了破碎处理，细化了填料的颗粒，提升了整体的分散程度和结合能力；
（3）酶解处理：
将步骤（2）处理后的粉料投入到酶溶液中，加热保持酶溶液的温度为40~43℃，浸泡处理25~30min，然后将酶溶液的温度升至70~75℃，浸泡处理20~25min后将粉料滤出后备用；所述的酶溶液由如下重量份的物质组成：0.5~1份木质素过氧化物酶、0.8~1.2份漆酶、1~1.5份葡聚糖酶、0.1~0.3份苯酚酶、140~160份水；
（4）蒸汽爆破处理：
将步骤（3）处理后的粉料投入到蒸汽爆破罐内，向蒸汽爆破罐内通入温度为100~103℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力升至0.4~0.6MPa，保温保压处理15~20min后快速卸至常温常压，将粉料取出备用；
（5）浸泡处理：
将步骤（4）处理后的粉料投入到混和处理液中，加热保持混和处理液的温度为48~52℃，同时施加超声波进行辐射处理，45~55min后将粉料滤出后备用；所述的混和处理液由如下重量份的物质组成：25~28份聚乙二醇、7~11份聚丙烯酸酯、8~12份十六烷基苯磺酸钠、5~8份聚环氧乙烷、7~10份硅烷偶联剂、30~40份乙酸乙酯、320~360份去离子水；
（6）碳化处理：
将步骤（5）处理后的粉料放入到碳化炉内，通入氩气作为保护气体，然后加热保持碳化炉内的温度为400~460℃，碳化处理8~13min后取出，自然冷却至常温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的有机溶剂为丙酮、氯仿中的任意一种。
进一步的，步骤（1）中所述干燥时控制干燥箱内的温度为90~95℃。
进一步的，步骤（3）中所述的浸泡处理期间不断对粉料进行搅拌处理。
进一步的，步骤（4）中所述的将蒸汽爆破罐卸至常温常压于90s内完成。
进一步的，步骤（5）中所述的超声波辐射处理时的频率为220~240kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时还保持碳化炉内的压力为0.35~0.45MPa。
本发明选择柳编的废旧编织品作为物料成分，对其进行了特殊的处理制成了用于沥青混凝土的填料，可有效的增强沥青混凝土的使用品质。其中，对废旧编织品进行清洗破碎处理后，对其进行了酶解处理，利用多种酶对其进行了酶解，去除了部分与沥青混凝土成分不相容的物质，增强了其表面活性和相容性，利于其添加使用，随后进行了蒸汽爆破处理，松散了粉料整体的组织结构，提升了比表面积和吸附能力，之后进行了浸泡处理，利用混和处理液对粉料的表面进行了改性，其中的聚乙二醇、聚丙烯酸酯、聚环氧乙烷、硅烷偶联剂等成分有效的结合固定在了粉料的表面上，增强了其填充使用效果，最后进行了碳化处理，粉料的浅表层组织被高温部分碳化，吸附能力增强，同时增强了混和处理液中成分的活性基团在粉料表面上的固定、稳定性，提升了改性处理的效果；最终处理后的粉料相容、化学结合反应活性强，能有效的改善沥青混凝土的动稳定度、水稳性、坍落度、残留稳定度、冻融劈裂强度及低温抗弯拉强度等性能，增强了沥青混凝土的综合使用品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对柳编的废旧编织品进行了特殊的处理，最终制得的填料成分能有效的改善沥青混凝土的综合使用性能，为柳编的废旧编织品的再利用提供了一种新的、高价值的方向。
具体实施方式
实施例1
一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）废旧编织品清洁处理：
先用毛刷将废旧编织品表面上的泥污、颗粒杂质刷去，然后再用清水冲洗一遍，随后将废旧编织品放入到有机溶剂中浸泡处理6min后取出，接着再用清水冲洗一遍，最后将废旧编织品放入到干燥箱内干燥至水含量不大于10%后取出备用；对废旧编织品进行了清洁处理，去除了表面的杂质和漆料等成分，净化了表面性能，为后续的处理奠定了基础；
（2）破碎处理：
将步骤（1）处理后的废旧编织品投入到破碎机内进行破碎处理，破碎后的粉料颗粒大小为1~5mm，完成后取出备用；进行了破碎处理，细化了填料的颗粒，提升了整体的分散程度和结合能力；
（3）酶解处理：
将步骤（2）处理后的粉料投入到酶溶液中，加热保持酶溶液的温度为40℃，浸泡处理25min，然后将酶溶液的温度升至70℃，浸泡处理20min后将粉料滤出后备用；所述的酶溶液由如下重量份的物质组成：0.5份木质素过氧化物酶、0.8份漆酶、1份葡聚糖酶、0.1份苯酚酶、140份水；
（4）蒸汽爆破处理：
将步骤（3）处理后的粉料投入到蒸汽爆破罐内，向蒸汽爆破罐内通入温度为100℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力升至0.4MPa，保温保压处理15min后快速卸至常温常压，将粉料取出备用；
（5）浸泡处理：
将步骤（4）处理后的粉料投入到混和处理液中，加热保持混和处理液的温度为48℃，同时施加超声波进行辐射处理，45min后将粉料滤出后备用；所述的混和处理液由如下重量份的物质组成：25份聚乙二醇、7份聚丙烯酸酯、8份十六烷基苯磺酸钠、5份聚环氧乙烷、7份硅烷偶联剂、30份乙酸乙酯、320份去离子水；
（6）碳化处理：
将步骤（5）处理后的粉料放入到碳化炉内，通入氩气作为保护气体，然后加热保持碳化炉内的温度为400℃，碳化处理8min后取出，自然冷却至常温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（1）中所述干燥时控制干燥箱内的温度为90℃。
进一步的，步骤（3）中所述的浸泡处理期间不断对粉料进行搅拌处理。
进一步的，步骤（4）中所述的将蒸汽爆破罐卸至常温常压于90s内完成。
进一步的，步骤（5）中所述的超声波辐射处理时的频率为220kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时还保持碳化炉内的压力为0.35MPa。
实施例2
一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）废旧编织品清洁处理：
先用毛刷将废旧编织品表面上的泥污、颗粒杂质刷去，然后再用清水冲洗一遍，随后将废旧编织品放入到有机溶剂中浸泡处理8min后取出，接着再用清水冲洗一遍，最后将废旧编织品放入到干燥箱内干燥至水含量不大于10%后取出备用；对废旧编织品进行了清洁处理，去除了表面的杂质和漆料等成分，净化了表面性能，为后续的处理奠定了基础；
（2）破碎处理：
将步骤（1）处理后的废旧编织品投入到破碎机内进行破碎处理，破碎后的粉料颗粒大小为1~5mm，完成后取出备用；进行了破碎处理，细化了填料的颗粒，提升了整体的分散程度和结合能力；
（3）酶解处理：
将步骤（2）处理后的粉料投入到酶溶液中，加热保持酶溶液的温度为42℃，浸泡处理27min，然后将酶溶液的温度升至73℃，浸泡处理22min后将粉料滤出后备用；所述的酶溶液由如下重量份的物质组成：0.8份木质素过氧化物酶、1份漆酶、1.2份葡聚糖酶、0.2份苯酚酶、150份水；
（4）蒸汽爆破处理：
将步骤（3）处理后的粉料投入到蒸汽爆破罐内，向蒸汽爆破罐内通入温度为102℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力升至0.5MPa，保温保压处理18min后快速卸至常温常压，将粉料取出备用；
（5）浸泡处理：
将步骤（4）处理后的粉料投入到混和处理液中，加热保持混和处理液的温度为50℃，同时施加超声波进行辐射处理，50min后将粉料滤出后备用；所述的混和处理液由如下重量份的物质组成：27份聚乙二醇、9份聚丙烯酸酯、10份十六烷基苯磺酸钠、7份聚环氧乙烷、8份硅烷偶联剂、35份乙酸乙酯、340份去离子水；
（6）碳化处理：
将步骤（5）处理后的粉料放入到碳化炉内，通入氩气作为保护气体，然后加热保持碳化炉内的温度为430℃，碳化处理10min后取出，自然冷却至常温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的有机溶剂为氯仿。
进一步的，步骤（1）中所述干燥时控制干燥箱内的温度为93℃。
进一步的，步骤（3）中所述的浸泡处理期间不断对粉料进行搅拌处理。
进一步的，步骤（4）中所述的将蒸汽爆破罐卸至常温常压于90s内完成。
进一步的，步骤（5）中所述的超声波辐射处理时的频率为230kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时还保持碳化炉内的压力为0.40MPa。
实施例3
一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，包括如下步骤：
（1）废旧编织品清洁处理：
先用毛刷将废旧编织品表面上的泥污、颗粒杂质刷去，然后再用清水冲洗一遍，随后将废旧编织品放入到有机溶剂中浸泡处理10min后取出，接着再用清水冲洗一遍，最后将废旧编织品放入到干燥箱内干燥至水含量不大于10%后取出备用；对废旧编织品进行了清洁处理，去除了表面的杂质和漆料等成分，净化了表面性能，为后续的处理奠定了基础；
（2）破碎处理：
将步骤（1）处理后的废旧编织品投入到破碎机内进行破碎处理，破碎后的粉料颗粒大小为1~5mm，完成后取出备用；进行了破碎处理，细化了填料的颗粒，提升了整体的分散程度和结合能力；
（3）酶解处理：
将步骤（2）处理后的粉料投入到酶溶液中，加热保持酶溶液的温度为43℃，浸泡处理30min，然后将酶溶液的温度升至75℃，浸泡处理25min后将粉料滤出后备用；所述的酶溶液由如下重量份的物质组成：1份木质素过氧化物酶、1.2份漆酶、1.5份葡聚糖酶、0.3份苯酚酶、160份水；
（4）蒸汽爆破处理：
将步骤（3）处理后的粉料投入到蒸汽爆破罐内，向蒸汽爆破罐内通入温度为103℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力升至0.6MPa，保温保压处理20min后快速卸至常温常压，将粉料取出备用；
（5）浸泡处理：
将步骤（4）处理后的粉料投入到混和处理液中，加热保持混和处理液的温度为52℃，同时施加超声波进行辐射处理，55min后将粉料滤出后备用；所述的混和处理液由如下重量份的物质组成：28份聚乙二醇、11份聚丙烯酸酯、12份十六烷基苯磺酸钠、8份聚环氧乙烷、10份硅烷偶联剂、40份乙酸乙酯、360份去离子水；
（6）碳化处理：
将步骤（5）处理后的粉料放入到碳化炉内，通入氩气作为保护气体，然后加热保持碳化炉内的温度为460℃，碳化处理13min后取出，自然冷却至常温即可。
进一步的，步骤（1）中所述的有机溶剂为丙酮。
进一步的，步骤（1）中所述干燥时控制干燥箱内的温度为95℃。
进一步的，步骤（3）中所述的浸泡处理期间不断对粉料进行搅拌处理。
进一步的，步骤（4）中所述的将蒸汽爆破罐卸至常温常压于90s内完成。
进一步的，步骤（5）中所述的超声波辐射处理时的频率为240kHz。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时还保持碳化炉内的压力为0.45MPa。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（3）酶解处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去了步骤（5）浸泡处理中混和处理液中的聚乙二醇、聚环氧乙烷成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，省去了步骤（6）碳化处理操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，省去了步骤（5）浸泡处理和步骤（6）碳化处理操作，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选用竹材编织的柳编废旧编织品作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4方法对应处理后用于沥青混凝土的制作中，沥青选择南京70号石油沥青，还添加了河沙、石子、水、减水剂、磷矿渣成分，上述几种原料对应的重量份为：10份废旧编织品填料、75份南京70号石油沥青、34份河沙、25份石子、15份水、0.3份减水剂、5份磷矿渣；按相同工艺加工成成品沥青混凝土，然后按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20－2011 ) 规定的方法进行性能测定，具体对比数据如下表1所示：
表1
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由上表1可以看出，本发明方法制得的废旧编织品填料能有效的改善沥青混凝土的综合使用特性，延长了其使用寿命，具有很好的推广使用价值。

Claims (8)

1.一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）废旧编织品清洁处理：
先用毛刷将废旧编织品表面上的泥污、颗粒杂质刷去，然后再用清水冲洗一遍，随后将废旧编织品放入到有机溶剂中浸泡处理6~10min后取出，接着再用清水冲洗一遍，最后将废旧编织品放入到干燥箱内干燥至水含量不大于10%后取出备用；
（2）破碎处理：
将步骤（1）处理后的废旧编织品投入到破碎机内进行破碎处理，破碎后的粉料颗粒大小为1~5mm，完成后取出备用；
（3）酶解处理：
将步骤（2）处理后的粉料投入到酶溶液中，加热保持酶溶液的温度为40~43℃，浸泡处理25~30min，然后将酶溶液的温度升至70~75℃，浸泡处理20~25min后将粉料滤出后备用；所述的酶溶液由如下重量份的物质组成：0.5~1份木质素过氧化物酶、0.8~1.2份漆酶、1~1.5份葡聚糖酶、0.1~0.3份苯酚酶、140~160份水；
（4）蒸汽爆破处理：
将步骤（3）处理后的粉料投入到蒸汽爆破罐内，向蒸汽爆破罐内通入温度为100~103℃的水蒸气，同时将蒸汽爆破罐内的压力升至0.4~0.6MPa，保温保压处理15~20min后快速卸至常温常压，将粉料取出备用；
（5）浸泡处理：
将步骤（4）处理后的粉料投入到混和处理液中，加热保持混和处理液的温度为48~52℃，同时施加超声波进行辐射处理，45~55min后将粉料滤出后备用；所述的混和处理液由如下重量份的物质组成：25~28份聚乙二醇、7~11份聚丙烯酸酯、8~12份十六烷基苯磺酸钠、5~8份聚环氧乙烷、7~10份硅烷偶联剂、30~40份乙酸乙酯、320~360份去离子水；
（6）碳化处理：
将步骤（5）处理后的粉料放入到碳化炉内，通入氩气作为保护气体，然后加热保持碳化炉内的温度为400~460℃，碳化处理8~13min后取出，自然冷却至常温即可。
2.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的有机溶剂为丙酮、氯仿中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述干燥时控制干燥箱内的温度为90~95℃。
4.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的浸泡处理期间不断对粉料进行搅拌处理。
5.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的将蒸汽爆破罐卸至常温常压于90s内完成。
6.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的超声波辐射处理时的频率为220~240kHz。
7.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种增强沥青混凝土品质的废旧编织品填料的制备方法，其特征在于，步骤（6）中所述的碳化处理时还保持碳化炉内的压力为0.35~0.45MPa。
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