CN109133727A - 一种沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青混凝土，以按质量百分比为83～90％集料、4～6％的矿粉、2‑5％金属碳化物、1～2％的改性剂及3～5％的基质沥青为原材料制备而成。本发明在混凝土中掺入表面分布有金属碳化物的沥青球，其中沥青球表面形成均匀地分布的纳米碳化物，其形状类似一个弹性小球，由于是高分子相结合金属相的协同作用，该金属沥青小球能够提高沥青混凝土的抗形变、耐老化性等路面性能。

Description

一种沥青混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土，特别地，涉及一种沥青混凝土。

背景技术

沥青混凝土(bituminous concrete)俗称沥青砼，人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。

中国专利CN107935458A涉及一种冷拌冷铺沥青混凝土及其制备方法，所述冷拌冷铺沥青混凝土包括乳化沥青25～35wt％和集料65～75wt％；经过胶体磨研磨，将集料和固化剂加入到混合料中，混合均匀得到冷拌冷铺沥青混凝土既具有良好施工和易性又具有较高强度的优点。

中国专利CN107879673A提出一种PU高分子乳化沥青混凝土材料，所述的混凝土浆料设计抗压强度≥C25；改善混凝土透水性，增强与环境的融合性。增强了混凝土粘结性。

目前现有技术中的有关沥青混凝土的制备，都是常规的、简单的冷拌、热拌各种集料和沥青组分，对沥青在混凝土中的存在和分布的形态无法控制，对混凝土改性有限。

发明内容

本发明旨在提出一种新型的沥青混凝土材料，能够在混凝土中形成均匀分布的沥青小球，提高混凝土抗形变能力。

本发明所述的沥青混凝土以按质量百分比为83～90％集料、4～6％的矿粉、2-5％金属碳化物、1～2％的改性剂及3～5％的基质沥青为原材料制备而成；

进一步的，所述金属碳化物可选自碳化硼，碳化钨，碳化钼一种或多种。

进一步的，所述金属碳化物为纳米纤维状、棒状、线状。

进一步的，所述集料为花岗岩，玄武岩或石灰岩中的一种或多种。

进一步的，所述矿粉为建筑废渣，钢渣，石灰石，膨润土的一种或多种。

进一步的，所述改性剂选自聚氯丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-丁二烯共聚物，合成聚异戊二烯，丁基橡胶，聚丙烯腈和聚氨酯的一种或多种。

进一步的，所述基质沥青选自石油沥青、焦油沥青、天然沥青以及橡胶沥青。

本发明还提供一种沥青混凝土的制备方法，其步骤包括：

步骤一，将沥青置于反应釜中搅拌，升温速率为5-10℃/min，加热至150±5℃时，继续搅拌30min，加入金属碳化物，升温至200±5℃，控制搅拌速率为500-700r/min，持续高速搅拌反应，待得到的混合物的粘度为1000mPa.s且能通过60目筛时，停止加热搅拌，然后将混合物放入造球机上，从0.5-1cm的挤出孔挤出，得到表面均匀分布碳化物的沥青球；

步骤二，将集料、矿粉以及步骤一得到沥青球加入搅拌罐中进行搅拌，得到搅拌干料；

步骤三，将搅拌干料加入改性剂，继续搅拌20-30min，得到的沥青混凝土，即可供浇注时直接使用。

本发明取得的技术效果为：

本发明在混凝土中掺入表面分布有金属碳化物的沥青球，其中沥青球表面形成均匀地分布的纳米碳化物，其形状类似一个弹性小球，由于是高分子相结合金属相的协同作用，该金属沥青小球能够提混凝土的抗形变、耐老化性等路面性能。

具体实施方式

以下结合说明书具体实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

本发明沥青混凝土的制备方法如下：

步骤一，将沥青置于反应釜中搅拌，升温速率为5-10℃/min，加热至150±5℃时，继续搅拌30min，加入金属碳化物，升温至200±5℃，控制搅拌速率为500-700r/min，持续高速搅拌反应，待得到的混合物的粘度为1000mPa.s且能通过60目筛时，停止加热搅拌，然后将混合物放入造球机上，从0.5-1cm的挤出孔挤出，得到表面均匀分布碳化物的沥青球；

步骤二，将集料、矿粉以及步骤一得到沥青球加入搅拌罐中进行搅拌，得到搅拌干料；

步骤三，将搅拌干料加入改性剂，继续搅拌20-30min，得到的沥青混凝土，即可供浇注时直接使用。

为突出本发明沥青混凝土取得的效果，设计以下对比实验：

对比例1：所用的原料除了未加金属碳化物，其他原料与实施例1相同，所用的制备工艺步骤也相同。

对比例2：所用的原料除了未加金属碳化物，其他原料与实施例2相同，所用的制备工艺步骤也相同。

其中实施例1-5制备方法，使用的原料物质成分，以及质量百度分比如表1和表2。

表1

表2

对上述实施例的样品的劈裂抗拉强度以及抗压强度以下方法进行测试。

1)样品准备方法：

将本发明实施例所得的混凝土一次性装入试模，装料时用抹刀沿各试模壁插捣，再将试模放在振动台上，分两次进行振捣，刮去试模口多余的混凝土，然后用抹刀抹平，放入混凝土养护箱内养护24h，拆模，最后移至混凝土标准养护室内进行养护，28天后取出。

2)测试方法：

根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的规定方法，对纤维纳米改性橡胶集料混凝土试块进行强度检测。

表3为实施例1-5以及对比例1-2的沥青混凝土的劈裂抗拉强度和抗压强度的数据。

表3

从表3可以看出，本发明的混凝土达到的性能符合《公路路面基层施工技术规范》，能够应用于路面铺设。也相比现有技术中常规混凝土，其抗拉和抗压强度提高了10-30％。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种沥青混凝土以按质量百分比为83～90％集料、4～6％的矿粉、2-5％金属碳化物、1～2％的改性剂及3～5％的基质沥青为原材料制备而成。

2.如权利要求1所述的沥青混凝土，其特征在于，所述金属碳化物可选自碳化硼，碳化钨，碳化钼一种或多种。

3.如权利要求2所述的沥青混凝土，其特征在于，所述金属碳化物为纳米纤维状、棒状、线状。

4.如权利要求1-3之一所述的沥青混凝土，其特征在于，所述集料为花岗岩，玄武岩或石灰岩中的一种或多种。

5.如权利要求1-4之一所述的沥青混凝土，其特征在于，所述矿粉为建筑废渣，钢渣，石灰石，膨润土的一种或多种。

6.如权利要求1-5之一所述的沥青混凝土，其特征在于，所述改性剂选自聚氯丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-丁二烯共聚物，合成聚异戊二烯，丁基橡胶，聚丙烯腈和聚氨酯的一种或多种。

7.如权利要求1-6之一所述的沥青混凝土，其特征在于，所述基质沥青选自石油沥青、焦油沥青、天然沥青以及橡胶沥青。

8.如权利要求1-7之一的一种沥青混凝土的制备方法，其步骤包括：

步骤一，将沥青置于反应釜中搅拌，升温速率为5-10℃/min，加热至150±5℃时，继续搅拌30min，加入金属碳化物，升温至200±5℃，控制搅拌速率为500-700r/min，持续高速搅拌反应，待得到的混合物的粘度为1000mPa.s且能通过60目筛时，停止加热搅拌，然后将混合物放入造球机上，从0.5-1cm的挤出孔挤出，得到表面均匀分布碳化物的沥青球；

步骤二，将集料、矿粉以及步骤一得到沥青球加入搅拌罐中进行搅拌，得到搅拌干料；

步骤三，将搅拌干料加入改性剂，继续搅拌20-30min，得到的沥青混凝土，即可供浇注时直接使用。