CN110317463B - 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料 - Google Patents

一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料 Download PDF

Info

Publication number
CN110317463B
CN110317463B CN201910726556.1A CN201910726556A CN110317463B CN 110317463 B CN110317463 B CN 110317463B CN 201910726556 A CN201910726556 A CN 201910726556A CN 110317463 B CN110317463 B CN 110317463B
Authority
CN
China
Prior art keywords
red mud
asphalt
meshes
particle size
size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910726556.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110317463A (zh
Inventor
刘芳
董晓强
张翛
王宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201910726556.1A priority Critical patent/CN110317463B/zh
Publication of CN110317463A publication Critical patent/CN110317463A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110317463B publication Critical patent/CN110317463B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K11/00—Use of ingredients of unknown constitution, e.g. undefined reaction products
    • C08K11/005—Waste materials, e.g. treated or untreated sewage sludge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明涉及一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料，该改性沥青包括沥青、赤泥；赤泥采用大粒径：中粒径：小粒径＝(3～4):2:2的配比混合；其制备方法是将高温煅烧的三种不同粒径赤泥按照上述质量比均匀混合后，加入沥青均匀搅拌，制得多粒径赤泥改性沥青；该赤泥改性沥青可应用于沥青混合料中。与单一粒径赤泥改性沥青相比，本发明的多粒径赤泥改性沥青在不添加其他添加剂与改性剂的条件下，具有优良的高、中、低温性能，可很好的应用与沥青路面中，不仅缓减赤泥堆放给社会和环境所带来的沉重负担，而且开拓了优质廉价的改性沥青，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青 混合料
技术领域
本发明涉及沥青再生材料、废旧材料作为胶粉的改性沥青等技术领域，具体涉及一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料。
背景技术
随着我国公路建设事业快速发展，以良好高温稳定性、低温抗裂性、中温抗疲劳性为要求的高性能改性沥青在路面工程的需求量日益增加。以SBS聚合物、橡胶等为主的常规沥青改性材料成本昂贵，供应量小，使得我国改性沥青材料的供需矛盾日益加剧。
赤泥以工业废弃物为主要来源，其具有熔点高、颗粒粒径微小等物理特性，在沥青改性方面有很大应用潜力，也是极为环保的一种做法。将赤泥作为沥青改性材料应用于路面工程，一方面可以有效地发挥赤泥的建筑材料性能，缓解我国改性沥青供需矛盾；另一方面可实现对赤泥的无害化处理，缓减其给社会和环境所带来的沉重负担；这种一举两得的效果，具有巨大的经济效益与社会价值。
发明人分别对25目-100目，100目-300目，300目-500目粒径赤泥按照不同配比配置的赤泥改性沥青的高、中、低温性能进行试验研究，发现其存在问题分别如下：1)25目-100目粒径赤泥：随着赤泥含量的增加，高温性能缓慢增加，低中温性能缓慢衰减，在不同含量下均无法同时满足高低温性能要求；2)300目-500目粒径赤泥：随着赤泥含量的增加，高温性能快速增加，与此同时，低中温性能迅速衰减，因此在不同含量下均无法同时满足高低温性能要求；3)100目-300目粒径赤泥：随着赤泥含量的增加，在不同含量下同样无法同时满足高中低温性能要求。
由于单一粒径的赤泥无法同时满足赤泥改性沥青的高中低温性能，为赤泥在沥青路面的应用带来显著困难，对于这一问题，已公知的解决方法为在赤泥改性沥青中添加其他改性剂进行沥青性能改善，如在通过添加改性剂、乳化剂、增塑剂等改善赤泥沥青的高低温性能。这些方法虽然对沥青路用性能具有较好的改善作用，但增加了大量的沥青生产成本，也不利于赤泥污染物的充分回收利用。
鉴于此，发明人经多粒径赤泥改性沥青的性能测试研究发现，将三种不同粒度(25目-100目，100目-300目，300目-500目)赤泥按照一定比例均匀混合后，与沥青拌合所制备的改性沥青，可以同时对沥青的高中低温性能改善，从而得到路用性能优良的多粒度赤泥改性沥青材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多粒径赤泥改性沥青。
本发明的另一目的在于提供一种多粒径赤泥改性沥青的制备方法，其是为了生产多粒径赤泥改性沥青。
本发明的目的在于提供一种使用该改性沥青的沥青混合料。
本申请的方案如下：
一种多粒径赤泥改性沥青，包括：沥青与赤泥；以重量份数计，沥青为100份，赤泥为10-14份；
其中，赤泥以重量份数计，由以下原料制成：25目-100目的大粒径赤泥颗粒3-4份，100目-300目的中粒径赤泥颗粒2份，300目-500目的小粒径赤泥颗粒2份。
一种多粒径赤泥改性沥青的制备方法：包括以下步骤：
步骤一，制备赤泥颗粒：将一定量的赤泥粉碎磨细后，用筛分法制备大粒径、中粒径、小粒径的赤泥颗粒，并置于马弗炉中煅烧后取出，冷却备用；
步骤二，制备多粒径赤泥混合物：将上述制备得到的大粒径赤泥颗粒、中粒径赤泥颗粒、小粒径赤泥颗粒按照质量比份为：大粒径赤泥颗粒3-4份、中粒径赤泥颗粒2份、小粒径赤泥颗粒2份，进行均匀混合；
步骤三，制备多粒径赤泥改性沥青：沥青与多粒径赤泥混合物按照以下质量比配合：沥青100份、多粒径赤泥混合物10-14份，进行均匀搅拌，制得多粒径赤泥改性沥青。
进一步，步骤一中还包括：将粉碎磨细后的赤泥后依次经过25目筛、100目筛、300目筛、500目筛，得到粒径大于25目筛的超大粒径赤泥颗粒、25目筛-100目筛的大粒径赤泥颗粒；100目筛-300目筛的中粒径赤泥颗粒、300目筛-500目筛的小粒径赤泥颗粒、小于500目筛的超细粒径赤泥颗粒。
一种沥青混合料，其使用前述的改性沥青。
本发明的有益效果：
第一，以往的研究中，赤泥在沥青的研究，均是研究赤泥作为填料的研究(赤泥的粒径大于0.075mm)；而对赤泥作为改进剂的研究较少(作为改性剂的话，主要是它的颗粒吸附性好，比较面积大；另外一个它呈强碱性，沥青呈酸性，两者如果能很好融合，会发生化学反应来改善沥青的性能)，也即，赤泥作为填料与改进剂是两个完全不同的领域，并且，赤泥作为改进剂的研究中，从未注意到不同粒径的赤泥对于沥青性能的影响。本发明首次提出了对于赤泥这样的改性材料而言，可以从粒径组合来提高沥青的性能。通过设计不同的质量配比试验，针对上述配比进行测试，得到了粗粒径：中粒径：细粒径＝(3～4):2:2的比例。
第二，本申请对一种多粒径赤泥改性沥青的制备方法的生产方式进行了详细的说明，特别的，步骤一中还包括：将粉碎磨细后的赤泥后依次经过25目筛、100目筛、300目筛、500目筛，得到粒径大于25目筛的超大粒径赤泥颗粒、25目筛-100目筛的大粒径赤泥颗粒；100目筛-300目筛的中粒径赤泥颗粒、300目筛-500目筛的小粒径赤泥颗粒、小于500目筛的超细粒径赤泥颗粒。
在此需要说明的是：
1)对于得到粒径大于25目筛的超大粒径赤泥颗粒(这种粒径的赤泥用于填料，不能用作改进剂)，不作为原料来使用。
2)对于得到小于500目筛的超细粒径赤泥颗粒(这种粒径下的赤泥融合度过好，沥青变的太硬，不能满足沥青在低温情形下的指标)，不作为原料来使用。
第三，采用本发明的多粒径赤泥改性沥青用于沥青路面，能够在不添加其他添加剂与改性剂的条件下，可同时满足沥青路面的低、中、高温性能。
具体实施方式
一、赤泥材料的制备：
①将一定量的赤泥材料粉碎磨细，用筛分法制备大粒径(25目-100目)、中粒径(100目-300目)、小粒径(300目-500目)的赤泥颗粒。
②将不同粒径赤泥分别置于600℃马弗炉中煅烧2小时后取出，冷却备用。二、多粒径赤泥改性沥青的制备：
按照表1配比方案对多粒径赤泥材料进行制备，分别按照8:100、10:100、12:100、14:100、16:100的赤泥与沥青的质量比均匀搅拌后，搅拌时间10min，搅拌速率为4200r/min，制得不同质量比的多粒径赤泥改性沥青。
表1多粒径赤泥质量配比方案(小粒径：中粒径：大粒径)
Figure GDA0002876696090000041
三、以下是发明人提供的关于以上实施例的多粒径赤泥改性沥青的性能测试。
对不同质量比与粒径配比的赤泥改性沥青的低、中、高温性能进行测试，根据AASHTO，沥青低温性能用蠕变劲度S和蠕变速率m表示；中温性能用疲劳因子G*sinδ表示；高温性能用车辙因子G*/sinδ表示。以赤泥和沥青质量比为12：100为例，沥青PG 76-22，分别在-12℃进行BBR试验，在25℃和76℃进行DSR试验结果如表2、3、4、5所示。
表2 12:100赤泥改性沥青蠕变劲度S(MPa)统计(大粒径：中粒径：小粒径＝x:2:y)
Figure GDA0002876696090000042
表3 12:100赤泥改性沥青蠕变速率m统计(大粒径：中粒径：小粒径＝x:2:y)
Figure GDA0002876696090000043
表4 12:100赤泥改性沥青疲劳因子G*sinδ(kPa)统计(大粒径：中粒径：小粒径＝x:2:y)
Figure GDA0002876696090000051
表5 12:100赤泥改性沥青车辙因子G*/sinδ(kPa)统计(大粒径：中粒径：小粒径＝x:2:y)
Figure GDA0002876696090000052
根据AASHTO，沥青低温性能的蠕变劲度S≤300MPa，和蠕变速率m≥0.3、中温性能疲劳因子G*sinδ≤5000kPa、高温性能车辙因子G*/sinδ≥2.2kPa，可认为该沥青满足路用性能要求。通过对表2、表3、表4、表5分析可知，在赤泥沥青质量比为12：100的条件下，多粒径赤泥改性沥青满足低温路用性能的不同粒径赤泥质量比为1-4:2:0-2，2-4:2:3-4，满足中温路用性能的不同粒径赤泥质量比为：0-4:2:0，2-4:2:1，3-4:2:2，4:2:3，满足高温路用性能的不同粒径赤泥质量比为：0-2:2:1-4，3-4:2:2-4，取三者交集，可得到用于路面使用的多粒径赤泥改性沥青赤泥的质量为：大粒径：中粒径：小粒径＝2:2:1，3-4:2:2，4:2:3。
按照上述方法，分别对8：100、10：100、12：100、14：100、16：100的赤泥与沥青的质量比的沥青满足低、中、高温路用性能的多粒径赤泥质量比进行统计，统计结果如表6所示。
对表5-6中满足综合路用性能的赤泥沥青质量比例和赤泥多粒径配比进行对比分析，得到最佳路用性能的沥青与赤泥质量比为100：(10～14)，三种不同粒径赤泥的质量之比：大粒径：中粒径：小粒径＝(3-4):2:2。
表6不同赤泥与沥青配比条件下满足路用性能的多粒径赤泥质量比统计
Figure GDA0002876696090000061
需要说明的是，表2-5中的数值下面划横线，如表5中的7.12，表示该项指标符合AASHTO中相应规范要求，而未划横线的表示不符合AASHTO相应规范要求。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (4)

1.一种多粒径赤泥改性沥青，包括：沥青与多粒径赤泥混合物；以重量份数计，沥青为100份，多粒径赤泥混合物为12份；
其特征在于，其中，多粒径赤泥混合物以重量份数计，由以下原料制成：25目-100目的大粒径赤泥颗粒3-4份，100目-300目的中粒径赤泥颗粒2份，300目-500目的小粒径赤泥颗粒2份。
2.一种多粒径赤泥改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制备赤泥颗粒：将一定量的赤泥粉碎磨细后，用筛分法制备大粒径、中粒径、小粒径的赤泥颗粒，并置于马弗炉中煅烧后取出，冷却备用；
步骤二，制备多粒径赤泥混合物：将上述制备得到的大粒径赤泥颗粒、中粒径赤泥颗粒、小粒径赤泥颗粒按照质量比份为：大粒径赤泥颗粒3-4份、中粒径赤泥颗粒2份、小粒径赤泥颗粒2份，进行均匀混合；
步骤三，制备多粒径赤泥改性沥青：沥青与多粒径赤泥混合物按照以下质量比配合：沥青100份、多粒径赤泥混合物12份，进行均匀搅拌，制得多粒径赤泥改性沥青。
3.根据权利要求2所述的多粒径赤泥改性沥青的制备方法，其特征在于：步骤一中还包括：将粉碎磨细后的赤泥后依次经过25目筛、100目筛、300目筛、500目筛，得到粒径大于25目筛的超大粒径赤泥颗粒、25目筛-100目筛的大粒径赤泥颗粒；100目筛-300目筛的中粒径赤泥颗粒、300目筛-500目筛的小粒径赤泥颗粒、小于500目筛的超细粒径赤泥颗粒。
4.一种沥青混合料，其特征在于，其使用如权利要求1所述的多粒径赤泥改性沥青。
CN201910726556.1A 2019-08-07 2019-08-07 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料 Active CN110317463B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910726556.1A CN110317463B (zh) 2019-08-07 2019-08-07 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910726556.1A CN110317463B (zh) 2019-08-07 2019-08-07 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110317463A CN110317463A (zh) 2019-10-11
CN110317463B true CN110317463B (zh) 2021-03-30

Family

ID=68125570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910726556.1A Active CN110317463B (zh) 2019-08-07 2019-08-07 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110317463B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112250348B (zh) * 2020-11-18 2021-10-08 同济大学 净化径流污染物的多孔赤泥沥青路面材料及其制备与应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7811373B2 (en) * 2007-09-28 2010-10-12 Sierra Process Systems, Inc. Incorporation of heat-treated recycled tire rubber in asphalt compositions
DE102013001520B4 (de) * 2013-01-22 2015-11-12 Fluorchemie Gmbh Frankfurt Neuartiges anorganisches, halogenfreies Flammschutzmittel auf Basis von chemisch modifiziertem rekarbonisiertem Rotschlamm, dessen Herstellung und Verwendung sowie brandgeschütztes Stoffsystem
CN103146209A (zh) * 2013-03-28 2013-06-12 张宇 一种纳米级渣泥复合蓝石棉改性基质沥青及其制备方法
CN104150801B (zh) * 2014-07-31 2016-08-24 西安科技大学 一种沥青改性剂及其工业生产方法与应用
KR101647097B1 (ko) * 2015-10-19 2016-08-10 (주) 영흥산업환경 상온 재생아스팔트용 재생 첨가제 및 이를 포함하는 재생아스팔트 조성물
CN107033612A (zh) * 2017-04-13 2017-08-11 桂林理工大学 一种赤泥改性沥青的制备方法
CN107722649A (zh) * 2017-09-18 2018-02-23 同济大学 一种改性沥青及其制备与应用
CN107603252A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 内蒙古综合交通科学研究院有限责任公司 新型沥青路面再生用再生剂及其制备方法
CN109503032B (zh) * 2019-01-04 2019-07-26 山东大学 一种物理改性赤泥替代矿粉的沥青混合料及其制备方法
CN109776917B (zh) * 2019-01-14 2020-08-21 山东大学 一种工业固废粉末为中心核的多层增强型高强度沥青抗车辙剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN110317463A (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101235172B (zh) 沥青路面橡塑复合抗车辙剂及其制备方法
CN103834185A (zh) 一种聚氨酯/纳米复合改性沥青及其制备方法
CN104529318B (zh) 一种钢渣粉水稳基层材料及其制备方法
CN108822563B (zh) 一种克拉玛依沥青干法改性剂及其应用
EP2274253A2 (en) Process for manufacturing asphalt
CN106633961A (zh) 一种高粘改性沥青材料及其制备方法
CN109293281B (zh) 一种改性沥青混合料及其制备方法
CN105130280B (zh) 一种橡胶沥青混合料
CN103289420A (zh) 一种沥青混合料外掺式改性剂
CN107298865B (zh) 一种复合型热解炭黑改性剂以及复合改性沥青混合料
CN114716839B (zh) 重载路面用改性沥青、改性沥青混合料及其制备方法
Jaya et al. Stability and stiffness of asphaltic concrete incorporating waste cooking oil
CN110317463B (zh) 一种多粒径赤泥改性沥青、制备方法、使用该改性沥青的沥青混合料
CN105036615A (zh) 一种橡胶沥青混合料的制备方法
CN102924938A (zh) Rdc高模量胶粉复合沥青改性剂及其制备方法
CN113480861B (zh) 一种基于粒径级配的煤液化残渣改性沥青及其制备方法
CN102910861A (zh) 一种高抗车辙能力的沥青混合料及其制备方法
CN104817850A (zh) 一种用于重载交通道路的纳米材料复配布敦岩改性沥青及其制备工艺
CN103803859B (zh) 一种反应型橡胶沥青密级配混凝土及其设计方法
CN105948813A (zh) 一种泡沫温拌再生沥青混合料及其制备方法
CN107352853B (zh) 一种镍渣沥青混合料及其制备方法
CN114804760B (zh) 一种乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料及其制备方法
CN106336671A (zh) 一种高韧度复合改性沥青及其制备方法
CN107541165B (zh) 一种低成本高性能嵌缝胶及其制备方法
CN111233376B (zh) 一种适合高海拔寒冷地区沥青砼配方

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant