CN110305626B - 一种复合融雪盐改性剂以及含有该改性剂的铺筑路面用橡胶沥青混合料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合融雪盐改性剂，首先将复合型盐化物配制成饱和盐溶液；将多孔天然分子筛矿物置于真空箱内真空处理后浸泡于饱和盐溶液中保压加热处理；浸透12～24h后干燥并冷却至室温，磨细至粒径20～40目的融雪盐缓释粉材料；将复合型盐化物与废旧橡胶粉在球磨机内共混，得到融雪盐橡胶粉材料；将两者按比例在搅拌机中物理共混均匀，得到复合融雪盐改性剂成品。本发明采用的复合型盐化物为环保型物质，不会对绿色植物、金属钢筋和沥青路面或混凝土结构造成损坏，将制备的复合融雪盐改性剂添加进沥青混合料中，铺筑成的沥青路面能够在冬季降雪期间降低路面积雪冰点，实现主动融雪化冰的目的，且持续作用时间长，耐久性好，具有广阔的应用前景。

Description

一种复合融雪盐改性剂以及含有该改性剂的铺筑路面用橡胶 沥青混合料
技术领域
本发明涉及道路工程材料领域，尤其是涉及一种复合融雪盐改性剂，本发明还涉及还有含有该复合融雪盐改性剂的铺筑路面用橡胶沥青混合料。
背景技术
我国北方地区冬季低温，降雪频繁且单次降雪量较大，给交通带来极大不便，所以雪后除雪工作是否及时有效就直接关系到行车和行人的舒适性和安全性。为了快速、高效的融冰除雪，目前使用最多的除雪方法是撒布氯盐类融雪剂，但由此带来的各种环境问题也接连而至，如每年因为融雪剂的大量使用而造成城市绿化植物枯死，路面及桥面被破坏，地下水受污染现象日益严重等。无形中也增大了市政人员的劳动强度。
虽然还有诸多其他的新型除雪抑冰技术层出不穷，但都有各自弊端。如弹性铺装、粗糙罩面等技术仅在铺设初期有效，但随着路面应用时间增长，经车辆荷载的反复作用，会出现路表颗粒缺失的问题；而热力融雪技术施工工艺复杂，造价高昂，还需定期维护，导致大规模推广应用受限；采用掺有融雪剂的沥青混合料铺筑的路面，融雪剂会快速流失，导致应用效果衰减的问题十分突出。
发明内容
本发明的目的在于针对现有被动除雪所存在的问题而提供一种复合融雪盐改性剂，本发明还提供含有该复合融雪盐改性剂的铺筑路面用橡胶沥青混合料。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的复合融雪盐改性剂采用以下步骤制备而成：
第一步，在25℃温度环境下将复合型盐化物配制成饱和盐溶液备用；将多孔天然分子筛矿物置于真空箱内真空处理10～20min后，将其浸泡于上述饱和盐溶液中保压加热处理，处理时温度设定为50～60℃，时间持续30min；然后在室温下继续浸透12～24h后于60～80℃环境下鼓风干燥并冷却至室温，最后在球磨机上将浸有盐化物的分子筛物质磨细至粒径20～40目的融雪盐缓释粉材料备用；
第二步，将复合型盐化物与废旧橡胶粉按质量比10～15:2～3在球磨机内共混15～20min，使盐化物嵌挤于胶粉颗粒中，得到融雪盐橡胶粉材料备用；
第三步，将第一步制备的融雪盐缓释粉材料和第二步制备的融雪盐橡胶粉材料按质量比10～15:1的比例在搅拌机中物理共混均匀，得到复合融雪盐改性剂成品。
所述复合型盐化物由醋酸镁、醋酸钙、碳酰胺、硫酸钠和葡萄糖酸钾按质量比4:6:8:1:1复配而成。
所述多孔天然分子筛矿物由方沸石、菱沸石和钠沸石按质量比5：4:1复配而成。
所述废旧橡胶粉由汽车废弃轮胎破碎制得，其粒径为10~20目。
本发明所述的一种铺筑路面用橡胶沥青混合料，是在铺筑路面用混合沥青集料中添加集料质量8%~10%本发明制备的复合融雪盐改性剂。所述混合沥青是由20%橡胶沥青和80%基质沥青配制而成；所用的橡胶沥青为市售产品，其中的胶粉颗粒粒径为40～80目；所用的基质沥青为70号道路石油沥青。
本发明的优点体现在：制备复合融雪盐改性剂采用的复合型盐化物为环保型物质，不会对绿色植物、金属钢筋和沥青路面或混凝土结构造成损坏，将多孔道微空隙天然分子筛矿物作为载体通过特殊工艺将盐化物浸于其中，与镶嵌有固态粉体盐化物的橡胶颗粒共同组成复合融雪盐改性剂，在制备沥青混合料时添入，铺筑成的沥青路面能够在冬季降雪期间，降低路面积雪冰点，实现主动融雪化冰的目的，且分布于分子筛和橡胶颗粒中的盐化物缓慢释放，持续作用时间长，耐久性好，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做更加详细的说明，以便于本领域技术人员的理解和应用。
实施例1
1、制备复合融雪盐改性剂
在25℃温度环境下将醋酸镁4份（质量份，下同）、醋酸钙6份、碳酰胺8份、硫酸钠1份和葡萄糖酸钾1份混匀配制成饱和盐溶液；将多孔天然分子筛矿物方沸石50份、菱沸石40份和钠沸石10份置于真空箱（真空度 2×104MPa）内真空处理10min后，将其浸泡于饱和盐溶液中保压加热处理，处理时温度设定为50℃，压力设定为2×104MPa，时间持续30min；然后在室温下继续浸透16h后于80℃环境下鼓风干燥并冷却至室温，最后在球磨机上将浸有盐化物的分子筛物质磨细至粒径20～40目的融雪盐缓释粉体材料备用；
将制备的融雪盐缓释粉体材料10份与废旧橡胶粉2份在球磨机内共混15min，使融雪盐缓释粉体嵌挤于胶粉颗粒中，得到融雪盐橡胶粉材料备用；
将融雪盐缓释粉材料和融雪盐橡胶粉材料按质量比10:2的比例在搅拌机中物理共混均匀，充分搅拌均匀后制成复合融雪盐改性剂成品。
2、按照配制沥青混合料的基本方法将制得的复合融雪盐改性剂添加进混合沥青集料中，其掺配比例占集料质量的8%，所用混合沥青由20%橡胶沥青和80%基质沥青配制而成，沥青混合料的配合设计如下表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
3、沥青混合料的检测
3.1 按照JTG F20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》测试实施例1配制的自融雪沥青混合料，其性能指标如下表2所示：
表2 自融雪橡胶沥青混合料测试结果
Figure 834637DEST_PATH_IMAGE002
3.2 按照GB/T 23851-2017《融雪剂》测试复合融雪盐改性剂中所用盐化物的性能，结果如表3所示：
表3 融雪剂中盐化物的测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE003
3.3 模拟结冰试验：分别成型两组车辙板，一组为普通沥青混合料车辙板，作为空白对照组，另一组为实施例1配制的自融雪橡胶沥青混合料车辙板。分别在两组车辙板上喷洒纯净水，放入-15℃冰箱里养护，30min后观测结果。结果如表4所示：
表4 融雪抑冰性能测试
Figure 548515DEST_PATH_IMAGE004
通过以上实际检测结果发现：本发明所用盐化物融雪效率较高且无腐蚀性，具备制备融雪改性剂的前提条件；沥青混合料的性能指标满足JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》技术参数要求；通过模拟结冰试验可以看出，掺有本发明配制的复合融雪盐改性剂的沥青混合料具有显著的抑冰能力。
实施例2
1、制备复合融雪盐改性剂
在25℃温度环境下将醋酸镁4份（质量份，下同）、醋酸钙6份、碳酰胺8份、硫酸钠1份和葡萄糖酸钾1份混匀配制成饱和盐溶液；将多孔天然分子筛矿物方沸石50份、菱沸石40份和钠沸石10份置于真空箱（真空度2×104MPa）内真空处理15min后，将其浸泡于饱和盐溶液中保压加热处理，处理时温度设定为60℃，压力2×104MPa，时间持续30min；然后在室温下继续浸透20h后于80℃环境下鼓风干燥并冷却至室温，最后在球磨机上将浸有盐化物的分子筛物质磨细至粒径20～40目的融雪盐缓释粉体材料备用；
将制备的融雪盐缓释粉体材料10份与废旧橡胶粉2份在球磨机内共混13min，使融雪盐缓释粉体嵌挤于胶粉颗粒中，得到融雪盐橡胶粉材料备用；
将融雪盐缓释粉材料和融雪盐橡胶粉材料按质量比13:2的比例在搅拌机中物理共混均匀，充分搅拌均匀后制成复合融雪盐改性剂成品。
2、按照配制沥青混合料的基本方法将制得的复合融雪盐改性剂添加进混合沥青集料中，其掺配比例占集料质量的10%，所用混合沥青由20%橡胶沥青和80%基质沥青配制而成。沥青混合料的配合设计如下表5所示：
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE005
3、沥青混合料的检测
3.1 按照JTG F20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》测试实施例2配制的自融雪沥青混合料，其性能指标如下表6所示：
表6 自融雪橡胶沥青混合料测试结果
Figure 148427DEST_PATH_IMAGE006
3.2 按照GB/T 23851-2017《融雪剂》测试复合融雪盐改性剂中所用盐化物的性能，结果如表7所示：
表7 融雪剂中盐化物的测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE007
3.3 模拟结冰试验：分别成型两组车辙板，一组为普通沥青混合料车辙板，作为空白对照组，另一组为实施例2配制的自融雪橡胶沥青混合料车辙板。分别在两组车辙板上喷洒纯净水，放入-15℃冰箱里养护，30min后观测结果。结果如表8所示：
表8 融雪抑冰性能测试
Figure 340374DEST_PATH_IMAGE008
通过以上实际检测结果发现：本发明所用盐化物融雪效率较高且无腐蚀性，具备制备融雪改性剂的前提条件；沥青混合料的性能指标满足JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》技术参数要求；通过模拟结冰试验可以看出，掺有本发明配制的复合融雪盐改性剂的沥青混合料具有显著的抑冰能力。

Claims (6)

1.一种复合融雪盐改性剂，其特征在于：采用以下步骤制备而成：
第一步，在25℃温度环境下将复合型盐化物配制成饱和盐溶液备用；将多孔天然分子筛矿物置于真空箱内真空处理10～20min后，将其浸泡于上述饱和盐溶液中保压加热处理，处理时温度设定为50～60℃，时间持续30min；然后在室温下继续浸透12～24h后于60～80℃环境下鼓风干燥并冷却至室温，最后在球磨机上将浸有盐化物的分子筛物质磨细至粒径20～40目的融雪盐缓释粉材料备用；
所述复合型盐化物由醋酸镁、醋酸钙、碳酰胺、硫酸钠和葡萄糖酸钾按质量比4:6:8:1:1复配而成；
第二步，将复合型盐化物与废旧橡胶粉按质量比10～15:2～3在球磨机内共混15～20min，使盐化物嵌挤于胶粉颗粒中，得到融雪盐橡胶粉材料备用；
第三步，将第一步制备的融雪盐缓释粉材料和第二步制备的融雪盐橡胶粉材料按质量比10～15:1的比例在搅拌机中物理共混均匀，得到复合融雪盐改性剂成品。
2.根据权利要求1所述的复合融雪盐改性剂，其特征在于：所述多孔天然分子筛矿物由方沸石、菱沸石和钠沸石按质量比5：4:1复配而成。
3.根据权利要求1所述的复合融雪盐改性剂，其特征在于：所述废旧橡胶粉由汽车废弃轮胎破碎制得，其粒径为10~20目。
4.一种铺筑路面用橡胶沥青混合料，其特征在于：是在铺筑路面用混合沥青集料中添加集料质量8%~10%权利要求1~3中所述的复合融雪盐改性剂。
5.根据权利要求4所述的铺筑路面用橡胶沥青混合料，其特征在于：所述混合沥青是由20%橡胶沥青和80%基质沥青配制而成。
6.根据权利要求5所述的铺筑路面用橡胶沥青混合料，其特征在于：所述橡胶沥青中的胶粉颗粒粒径为40～80目；所述基质沥青为70号道路石油沥青。
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