CN109970384B - 一种超微泡温拌沥青混合料添加剂及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其制备方法为将天然矿物、碳酸钠和石灰混合烧结，用碱液溶出金属氧化物，加入提纯剂得母体溶液，将母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，搅拌浆化成胶，并加入胶黏剂和导向剂，恒温水浴，使其晶化，然后液固分离、洗涤、烘干后研磨并加入分散剂；本发明成品结晶度好，孔穴均匀，价格低廉、在添加量为0.25wt%时就能够显著降低压实温度，提高沥青混合料路用性能，高效环保，兼具改性和降低温拌温度的效果。

Description

一种超微泡温拌沥青混合料添加剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及一种道路工程领域的复合材料，特别涉及一种超微泡温拌沥青混合料添加剂及其制备和使用方法。
背景技术
普通沥青材料普遍存在针入度高、延度低以及工程范围内软化点低的缺点，具体表现为沥青抗压抗裂性差、塑性差、温度敏感性高、工作温度范围窄的问题，随着改性沥青在减少路面结构层厚度、降低路面的维修养护费用、减少路面的低温开裂、改善沥青的疲劳性能、加强沥青与集料的胶结能力、抑制沥青的氧化老化，改善裂缝的愈合能力的优势，改性沥青得到越来越多的应用。在众多的高聚物改性沥青材料中，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青以其优良的路用性能得到普遍重视和深入开发，无论从高温、低温性能、弹性恢复性能，还是感温性能几个方面，都有明显的优势，突出表现在使软化点大幅度提高的同时，又使低温延度明显增加，感温性得到很大改善，不仅高温稳定性大幅度提高，而且低温性能也同时改善，并且弹性恢复率特别大，所有指标都有明显提高。SBS改性沥青具有其他改性剂或综合改性剂无法相比的优点，而且在价格上也可以与PE、EVA竞争，所以目前世界上使用最多的是SBS改性沥青。
对于基质沥青而言，国内外沥青界公认的，也是比较成熟的方法是按照粘温关系来选择施工温度，因此改性沥青要达到基质沥青相同的粘度就只有提高施工温度，通过理论和实践确定，SBS改性沥青的有效压实温度在160℃左右，而拌和温度在180℃左右，高于基质沥青。但其高温拌和、运输及摊铺所造成的沥青热老化、废气和粉尘排放、能耗加大及生产成本增加等问题困扰着道路工作者，在增大成本的情况下还会造成环境污染。
发明内容
针对SBS改性沥青拌和和压实温度高、容易造成沥青老化、废气和粉尘排放的问题，本专利提供了一种超微泡温拌沥青混合料添加剂及其制备和使用方法。
一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，通过以下方法制备得到：
（1）将天然矿物、碳酸钠和石灰混合得混合物料，烧结制成熟料，然后用碱溶液溶出熟料中的金属氧化物，并加入提纯剂得母体溶液；
（2）将步骤（1）中的母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，搅拌浆化成胶；
（3）向步骤（2）中所述的胶中加入胶黏剂和导向剂，恒温水浴，使其晶化；
（4）液固分离、洗涤、烘干后研磨，并加入分散剂得超微泡温拌沥青混合料添加剂。
优选地，步骤（1）中所述的天然矿物为铝土矿、膨润土和高岭土中的一种以上；所述混合物料中天然矿物、碳酸钠和石灰的质量比为1:1:2；所述混合物料的烧结温度为1200~1300℃；所述的碱液为质量浓度2%的碱溶液。
优选地，所述的碱液与混合物料的质量比为1:1。
优选地，所述水玻璃的加入量与混合物料的质量比为1:1~5。
优选地，步骤（1）中所述提纯剂的质量浓度为50g/L。
优选地，步骤（2）中所述的反应容器的反应温度为40~60℃，搅拌速率为300rpm，搅拌时间为30~50分钟。
优选地，步骤（3）所述的水浴温度为60~70℃，水浴时间为2~3小时。
优选地，步骤（4）中所述的烘干温度为180℃，烘干时间为30分钟。
优选地，所述的超微泡温拌沥青混合料添加剂的使用方法，其特征在于，在140~150℃拌合楼的拌缸中加入超微泡温拌沥青混合料添加剂的同时喷入沥青。
优选地，所述超微泡温拌沥青混合料添加剂的添加量为沥青质量的0.1～0.5%，优选0.25%。
沥青混合料拌和过程中，将本产品材料加入进去，改变分子间的作用，从而使沥青产生润滑剂的作用，从而使混合料在较低温度下具有可拌和性。
有益效果:
本发明成品结晶度好，孔穴均匀，空间结构布局规则，具有价格低廉、能够显著降低压实温度，提高沥青混合料路用性能，降低能源和污染物排放，高效环保；本发明制备的超微泡温拌沥青混合料添加剂兼具改性和降低温拌温度的效果。
附图说明：
图1为本专利超微泡温拌沥青混合料添加剂的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
（1）将质量比为1:1:2的铝土矿、碳酸钠和石灰混合得混合物料，在1200℃下烧结制成熟料，然后用质量浓度2%的碱溶液溶出熟料中的金属氧化物，并加入50g/L的提纯剂得母体溶液；
所述的碱液与混合物料的质量比为1:1；
（2）将母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，调节反应温度为50℃，搅拌速率为300rpm，搅拌45分钟浆化成胶；所述水玻璃的加入量与混合物料的质量比为1:3；
（3）向步骤（2）中所述的胶中加入胶黏剂和导向剂，68℃恒温水浴2.5小时，使其晶化；
（4）液固分离、洗涤、180℃温度稀烘干30分钟后研磨，并加入分散剂；制备得到的超微泡温拌沥青混合料添加剂。
在140~150℃拌合楼的拌缸中加入制备的温拌沥青混合料添加剂，同时喷入SBS改性沥青，超微泡温拌沥青混合料添加剂的添加量为SBS改性沥青混合料质量的0.25%，铺设沥青时的压实温度为110~140℃。
实施例2：
（1）将质量比为1:1:2的膨润土、碳酸钠和石灰混合得混合物料，在1300℃下烧结制成熟料，然后用质量浓度2%的碱溶液溶出熟料中的金属氧化物，并加入50g/L的提纯剂得母体溶液；
所述的碱液与混合物料的质量比为1:1；
（2）将母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，调节反应温度为40℃，搅拌速率为300rpm，搅拌35分钟浆化成胶；所述水玻璃的加入量与混合物料的质量比为1:5；
（3）向步骤（2）中所述的胶中加入胶黏剂和导向剂，70℃恒温水浴2小时，使其晶化；
（4）液固分离、洗涤、180℃温度稀烘干30分钟后研磨，并加入分散剂得超微泡温拌沥青混合料添加剂。
在140~150℃拌合楼的拌缸中加入制备的温拌沥青混合料添加剂，同时喷入SBS改性沥青，超微泡温拌沥青混合料添加剂的添加量为SBS改性沥青混合料质量的0.25%，铺设沥青时的压实温度为110~130℃。
实施例3：
（1）将质量比为1:1:2的高岭土、碳酸钠和石灰混合得混合物料，在1250℃下烧结制成熟料，然后用质量浓度2%的碱溶液溶出熟料中的金属氧化物，并加入50g/L的提纯剂得母体溶液；
所述的碱液与混合物料的质量比为1:1；
（2）将母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，调节反应温度为60℃，搅拌速率为300rpm，搅拌50分钟浆化成胶；所述水玻璃的加入量与混合物料的质量比为1:1；
（3）向步骤（2）中所述的胶中加入胶黏剂和导向剂，60℃恒温水浴3小时，使其晶化；
（4）液固分离、洗涤、180℃温度稀烘干30分钟后研磨，并加入分散剂得超微泡温拌沥青混合料添加剂。
在140~150℃拌合楼的拌缸中加入制备的温拌沥青混合料添加剂，同时喷入SBS改性沥青，超微泡温拌沥青混合料添加剂为SBS改性沥青混合料质量的0.25%，铺设沥青时的压实温度为110~130℃。
以实施例1为例，测试加入超微泡温拌沥青混合料添加剂各项参数指标，实验结果如表1所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从上述指标综合对比可以看出，加入超微泡温拌沥青混合料添加剂后的SBS改性沥青拌合温度的压实温度明显降低，稳定性和残留稳定度都明显提高，流值下降，且动稳定度明显改善。

Claims (8)

1.一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其特征在于，通过以下步骤制备得到：
（1）将天然矿物、碳酸钠和石灰混合得混合物料，烧结制成熟料，然后用碱溶液溶出熟料中的金属氧化物，并加入提纯剂得母体溶液；
（2）将步骤（1）中的母体溶液与水玻璃同步加到反应容器中，搅拌浆化成胶；
（3）向步骤（2）中所述的胶中加入胶黏剂和导向剂，恒温水浴，使其晶化；
（4）液固分离、洗涤、烘干后研磨，并加入分散剂得超微泡温拌沥青混合料添加剂；
步骤（1）中所述的天然矿物为铝土矿、膨润土和高岭土中的一种以上；所述混合物料中天然矿物、碳酸钠和石灰的质量比为1:1:2；所述混合物料的烧结温度为1200~1300℃；所述的碱液为质量浓度2%的碱溶液；
步骤（2）中所述水玻璃的加入量与混合物料的质量比为1:1~5；
步骤（2）中所述的反应容器的反应温度为40~60℃，搅拌速率为300rpm，搅拌时间为30~50分钟。
2.根据权利要求1所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其特征在于，步骤（1）中所述碱液与混合物料的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其特征在于，步骤（1）中所述提纯剂的质量浓度为50g/L。
4.根据权利要求1所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其特征在于，步骤（3）所述的水浴温度为60~70℃，水浴时间为2~3小时。
5.根据权利要求1所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂，其特征在于，步骤（4）中烘干温度为180℃，烘干时间为30分钟。
6.一种权利要求1~5任一项所述的超微泡温拌沥青混合料添加剂的使用方法，其特征在于，在140~150℃的拌合楼的拌缸中加入超微泡温拌沥青混合料添加剂，同时喷入沥青。
7.根据权利要求6所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂的使用方法，其特征在于，超微泡温拌沥青混合料添加剂的添加量为沥青质量的0.1~0.5 %。
8.根据权利要求7所述的一种超微泡温拌沥青混合料添加剂的使用方法，其特征在于，超微泡温拌沥青混合料添加剂的添加量为沥青质量的0.25%。
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