CN110437636B - 一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用 - Google Patents

一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用，属于工业废弃物处理及交通建材技术领域。所述赤泥基沥青粉原料包括基质沥青、赤泥和沸石粉。本发明采用工业废弃物烧结法赤泥或拜耳法赤泥作为原材料，有效利用工业废弃材料，沸石粉将基质沥青在高温状态下微发泡，并提高沥青的流动性，增大与赤泥的接触面积，分散的更均匀，然后赤泥与微发泡基质沥青混合将沥青吸附、包裹，并在常温状态下研磨为粉末状态，本发明的赤泥基沥青粉制作流程简单、常温储存稳定性好、可常温施工、运输方便，并能与其他粉体材料以任意比例混合，具有良好的实际应用之价值。

Description

一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于工业废弃物处理及交通建材技术领域，具体涉及一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。但是沥青及其衍生品大多在使用时需要加热，造成施工难度加大，能耗提升，并且在沥青加热过程中会释放出大量的有毒物质，污染环境。
粉状沥青在建筑、石油、化工和燃料等领域存在着巨大的应用潜能。在固化粉土方面，乳化沥青虽然实现了沥青在应用中的冷施工方法，但是质量控制不好容易破乳，失去水乳性；在固化粉土施工过程中，由于粉土含水量受气候影响难以控制，导致乳化沥青质量难以控制。而粉末沥青的可以与粉土充分混合均匀，施工质量控制简单，并且不需要加热，节约能源。
目前常用的沥青粉制作方法有三种，第一种是采用干法或湿法机械粉碎高软化点沥青，经预处理以提高沥青软化点，然后机械粉碎，发明人发现，其存在的问题是工艺复杂，机械粉碎粒度有限，湿法粉碎还要将产品脱水干燥；第二种是采用冷冻的方法增加沥青的脆性，进而机械粉碎，此法需将沥青冷冻至0～-10℃，使沥青在低温下变脆，易于破碎，发明人发现，其存在的问题是耗能较多，而且粉碎粒度受限,只能分级破碎至2～10mm。第三种是采用热喷法生产沥青粉，热喷法虽然可连续操作，不用机械粉碎，但需要把沥青加热熔融，并用泵加到高压，冷却塔也较高，产品需要干燥，同样费时费力。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种赤泥基沥青粉及其制备方法和应用。采用本发明制备得到的赤泥基沥青粉，具有常温储存稳定性好、可常温施工等优点，同时本发明制备方法简便，因此具有良好的实际应用之价值。
本发明的第一个方面，提供一种赤泥基沥青粉，所述赤泥基沥青粉的原料包括基质沥青、赤泥和沸石粉；
进一步的，所述赤泥基沥青粉由下述重量份原料制成：
基质沥青8～12份，赤泥22～27份，沸石粉0.5～2份；
其中，所述赤泥是烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥；
所述赤泥基沥青粉成品细度为120±10目，含水量小于3％。
本发明的第二个方面，提供上述赤泥基沥青粉的制备方法，所述制备方法包括：
分别将赤泥、沸石粉过筛，备用；
将基质沥青加热至液体状态并维持在该加热温度下，向其中按比例加入过筛后的沸石粉，使基质沥青微发泡；然后在按比例加入过筛后的赤泥，并充分搅拌均匀，冷却至常温得固体混合物；
将固体混合物粉碎至粉末状。
本发明的第三个方面，提供上述赤泥基沥青粉在道路、建筑、石油、化工和燃料领域中的应用；尤其是在固化粉土施工领域中的应用。
本发明有益技术效果：本发明采用工业废弃物烧结法赤泥或拜耳法赤泥作为原材料，有效利用工业废弃材料，沸石粉将基质沥青在高温状态下微发泡，并提高沥青的流动性，增大与赤泥的接触面积，分散的更均匀，然后赤泥与微发泡基质沥青混合将沥青吸附、包裹，并在常温状态下研磨为粉末状态，从而成功制备一种赤泥基沥青粉。
本发明的赤泥基沥青粉制作流程简单、常温储存稳定性好、可常温施工、运输方便，并能与其他粉体材料以任意比例混合，具有良好的实际应用之价值。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的一个具体实施方式中，提供一种赤泥基沥青粉，所述赤泥基沥青粉原料包括基质沥青、赤泥和沸石粉；
其中，所述基质沥青优选为70号沥青，70号沥青硬针入度60-80，其软硬程度和稠度适中、抵抗剪切破坏能力较强，便于施工应用。
所述沸石粉为天然的沸石岩磨细而成，粒径小于0.075mm，作为基质沥青微发泡激发剂和降粘剂；沸石粉中含有一定的结晶水，当与高温的基质沥青混合后，沸石粉颗粒中的水分喷出、蒸发，使沥青微发泡，降低沥青的粘性，提高沥青的流动度，增大与赤泥的接触面积，分散的更均匀。
所述赤泥作为一种载体改变沥青在常温下的存在状态，形成较大的比表面积，使沥青以固体粉末的状态在常温下与其他粉体材料混合，并且赤泥呈碱性的特性可以增加沥青与集料的粘附力，从而提高混合料的高温稳定性和水稳定性。
本发明的又一具体实施方式中，所述赤泥可以是烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。
本发明的又一具体实施方式中，所述赤泥基沥青粉由下述重量份原料制成：
基质沥青8～12份，赤泥22～27份，沸石粉0.5～2份；
本发明的又一具体实施方式中，所述赤泥是烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。
本发明的又一具体实施方式中，所述赤泥基沥青粉由下述重量份原料制成：
基质沥青10份，烧结法赤泥22份，沸石粉1份；或，
基质沥青10份，拜耳法赤泥27份，沸石粉1份。通过筛选优化各原料用量比例，从而有效提高赤泥基沥青粉的使用性能。
所述赤泥基沥青粉成品细度为120±10目，含水量小于3％。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述赤泥基沥青粉的制备方法，所述制备方法包括：
分别将赤泥、沸石粉过筛，备用；
将基质沥青加热至液体状态并维持在该加热温度下，向其中按比例加入过筛后的沸石粉，使基质沥青微发泡；然后在按比例加入过筛后的赤泥，并充分搅拌均匀，冷却至常温得固体混合物；
将固体混合物粉碎至粉末状。
本发明的又一具体实施方式中，所述赤泥过2mm标准筛；所述沸石粉过0.075mm标准筛；
本发明的又一具体实施方式中，加热温度控制为140～160℃；
本发明的又一具体实施方式中，采用研磨工艺进行粉粹，研磨时间通过控制成品细度获得，所述成品细度控制在120±10目，一般研磨时间为10～15s。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述赤泥基沥青粉在道路、建筑、石油、化工和燃料领域中的应用；尤其是在固化粉土施工领域中的应用。
本发明的又一具体实施方式中，所述固化粉土施工领域的应用，包括将上述赤泥基沥青粉与粉土混合。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件进行。
实施例
制备方法：
(1)烧结法赤泥或拜耳法赤泥过2mm标准筛，备用；
(2)将沸石粉过0.075mm标准筛，备用；
(3)将70号基质沥青加热至140～160℃，呈液体状态，备用。
(4)保持该温度条件，按比例加入沸石粉，使基质沥青微发泡；然后按比例加入赤泥并充分搅拌均匀，倒入冷却容器中常温冷却，备用；
(5)用研磨机将冷却至常温的沥青赤泥混合物研磨成粉末状，研磨时间为10～15s，赤泥基沥青粉成品细度在120目左右，含水量小于3％。
其中，各原材料的重量配比如下表所示：
Figure BDA0002176191890000051
对比例
对比例制备方法与实施例相同。
其中，各原料的重量配比如下表所示：
Figure BDA0002176191890000052
Figure BDA0002176191890000061
【性能测定】
按照国家及行业标准，对实施例、对比例所得赤泥基沥青粉进行颗粒粒径测试，测试结果如下表所示：
Figure BDA0002176191890000062
由测试数据可以看出添加沸石粉的赤泥基沥青粉材料颗粒粒径小，满足与其他粉体材料混合的要求。对比例2和对比例5沥青含量较大，赤泥与沥青混合后结团导致无法研磨成粉；对比例3和对比例6研磨成粉效果良好，但赤泥含量过大导致材料成本提高。
综上所述，赤泥基沥青粉成品制作流程简单、温储存稳定性好、可常温施工、运输方便，并能与其他粉体材料以任意比例混合，具有很高的推广应用价值。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
分别将赤泥、沸石粉过筛，备用；
将基质沥青加热至液体状态并维持在该加热温度下，向其中按比例加入过筛后的沸石粉，使基质沥青微发泡；然后再按比例加入过筛后的赤泥，并搅拌均匀，冷却至常温得固体混合物；
用研磨机将冷却至常温的固体混合物研磨成粉末状，研磨时间控制为10~15s；所述赤泥基沥青粉由下述重量份原料制成：
基质沥青100份，烧结法赤泥22份，沸石粉1份；或者所述赤泥基沥青粉由下述重量份原料制成：
基质沥青100份，拜耳法赤泥27份，沸石粉1份。
2.如权利要求1所述的一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，所述基质沥青为70号沥青。
3.如权利要求1所述的一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，所述沸石粉为天然的沸石岩磨细而成，粒径小于0.075mm。
4.如权利要求1所述的一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，所述赤泥基沥青粉成品细度为120±10目，含水量小于3%。
5.如权利要求1所述的一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，所述赤泥过2mm标准筛；所述沸石粉过0.075mm标准筛。
6.如权利要求1所述的一种赤泥基沥青粉的制备方法，其特征在于，加热温度控制为140~160℃。
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