CN110642555A - 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110642555A
CN110642555A CN201910980113.5A CN201910980113A CN110642555A CN 110642555 A CN110642555 A CN 110642555A CN 201910980113 A CN201910980113 A CN 201910980113A CN 110642555 A CN110642555 A CN 110642555A
Authority
CN
China
Prior art keywords
asphalt
red mud
granite
parts
stripping agent
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.)
Pending
Application number
CN201910980113.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张吉哲
李沛钊
姚占勇
梁明
刘贵翔
许尚江
刘伟
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.)
Qilu Communications Construction Group Co ltd
Shandong University
Shandong High Speed Group Co Ltd
Original Assignee
Qilu Traffic Maintenance Co Ltd
Qilu Transportation Development Group Co Ltd
Shandong University
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 Qilu Traffic Maintenance Co Ltd, Qilu Transportation Development Group Co Ltd, Shandong University filed Critical Qilu Traffic Maintenance Co Ltd
Priority to CN201910980113.5A priority Critical patent/CN110642555A/zh
Publication of CN110642555A publication Critical patent/CN110642555A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/26Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/02Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for preparing the materials
    • E01C19/10Apparatus or plants for premixing or precoating aggregate or fillers with non-hydraulic binders, e.g. with bitumen, with resins, i.e. producing mixtures or coating aggregates otherwise than by penetrating or surface dressing; Apparatus for premixing non-hydraulic mixtures prior to placing or for reconditioning salvaged non-hydraulic compositions
    • E01C19/1059Controlling the operations; Devices solely for supplying or proportioning the ingredients
    • E01C19/1063Controlling the operations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/182Aggregate or filler materials, except those according to E01C7/26
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明涉及沥青混凝土的制备技术领域,尤其涉及一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用。所述方法包括:1)将4种工业固废材料与表面活性剂按一定比例混合,进行超微粉碎后制成一定粒度的粉体,并密封包装,得到本发明所述的赤泥基纳米抗剥落剂;2)将步骤1)中得到的赤泥基纳米按照一定比例加入70#道路基质沥青中制得加入抗剥落剂的沥青;3)使用步骤2)中得到的沥青制备花岗岩沥青混凝土。本发明通过使用赤泥基纳米抗剥落剂掺入花岗岩沥青混凝土中,可以有效提高花岗岩沥青混凝土的高低温性能和抗水损害能力,有效保证了花岗岩沥青混凝土的服役性能。

Description

一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及沥青混凝土的制备技术领域,尤其涉及一种适用于花岗岩沥青混凝土的赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用。
背景技术
本发明背景技术中公开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。
自1988年沈阳至大连高速公路建成通车以来,我国高速公路以前所未有的速度发展。截至2017年底,我国高速公路通车里程已经突破13.6万公里,位居世界第一位,其中沥青路面占据了90%以上的比例。通常热拌沥青混合料所用的石料为石灰岩、玄武岩等碱性或中性石料,他们与弱酸性的沥青黏附性较好,不易剥落。石料是不可再生资源,随着高速公路建设与养护步伐的加快,玄武岩与石灰岩的存储量越来越少,给高速公路建设与管理者们带来极大的压力。与此同时,石料在我国的分布极不均衡,如我国的内蒙古、山西、广东、广西、福建等地,玄武岩、石灰岩等沥青路面通常采用的石料匮乏,给当地公路建设者们带来极大的不便,制约了沥青路面的发展。而在山东地区,石灰岩主要分布在鲁中和鲁南地区,而玄武岩主要分布在鲁中的少部分地区,储量极为有限,而作为山东省对外开放主要阵地的胶东半岛地区以花岗岩为主。加之环境保护意识的日益增强,山东地区众多石料厂关闭,导致优质集料供不应求,严重影响了当地的交通基础设施建设。为了保证工程进度,高速公路建设与管理单位不得不从外地购置优质集料,长途运输产生额外成本,导致石料价格疯涨,不符合我国交通行业所提倡的可持续发展与集约发展。因此,寻找替代材料迫在眉睫。
截止2018年底,山东省高速公路通车里程已经突破6000公里,在建高速公路里程超过2300公里。预计到2022年通车里程将超过8000公里。其中,有接近1/3的高速公路位于胶东半岛地区,这些高速公路沿途石灰岩、玄武岩等优质集料比较稀缺,而花岗岩类酸性集料却相当丰富,由于它与沥青的黏附性问题而限制使用。如果花岗岩能够作为沥青路面的集料,不仅能充分发挥花岗岩良好的物理力学性能增加路面的使用寿命,而且能决解胶东半岛地区高速路面优质石料短缺的问题,避免了资源的浪费,降低了工程的生产成本,缩短了工期同时带动了当地相关产业的发展,由此所带来的经济效益和社会效益将是巨大的。因此,如何提供一种合理可行的方法提高花岗岩与沥青的黏附性,是十分必要的,它既能降低工程造价,节约成本,又可以为沥青路面新材料提供理论依据与技术支持。
为了改善花岗岩集料与沥青的黏附性,国内外学者也进行了大量的研究,随着表面化学的迅速发展,各种表面活性剂得到开发,许多抗剥落剂也应运而生。抗剥落剂作为连接集料和沥青的桥梁,通过亲油基团与沥青结合,亲水基团与集料结合,提高沥青与集料的粘附性。但是,目前有机抗剥落剂市场较为混乱,材料质量参差不齐。另外,掺入一定量的消石灰也可以提高花岗岩集料与沥青的黏附性,从而改善花岗岩沥青混凝土的抗水损害能力。但是随着环保政策的加强,消石灰产量明显下降,导致消石灰价格高企,并且质量难以控制。
发明内容
针对上述的问题,本发明旨在提供一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用,该抗剥落剂以固体废弃物作为主要原材料,不仅可以有效改善花岗岩集料与沥青黏附性较差的问题,而且可以提高花岗岩沥青混凝土的高温稳定性,有效防止花岗岩沥青混凝土的水损坏与高温车辙。同时,抗剥落剂的主要材料为赤泥,可以显著降低原材料成本,并具有良好的环境效益。
本发明第一目的:提供一种赤泥基纳米抗剥落剂。
本发明第二目的:提供一种赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法。
本发明第三目的:提供一种花岗岩沥青混凝土。
本发明第四目的:提供一种花岗岩沥青混凝土的制备方法。
本发明第五目的:提供所述赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法制备的产品、花岗岩沥青混凝土及其制备方法制备的产品的应用。
为实现上述发明目的,本发明公开了下述技术方案:
首先,本发明公开一种赤泥基纳米抗剥落剂,以重量份计,其原料组成为:赤泥75-90份,消石灰2-5份,白泥5-10份,粉煤灰2-5份,表面活性剂1-5 份。
其次,本发明公开一种赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别破碎后进行烘干,以去除其中的水分;将烘干后得到的各原料按比例混合,然后进行球磨,得到粉体混合物;
(2)将步骤(1)的粉体混合物与表面活性剂混匀,然后进行粉碎,即得。
再次,本发明提出一种花岗岩沥青混凝土,以重量份计,其原料组成为:粗集料50-80份,细集料20-50份,沥青3-6份,抗剥落剂1-3份,填料2-6 份,所述抗剥落剂为本发明提供的赤泥基纳米抗剥落剂。
再其次,本发明公开一种花岗岩沥青混凝土的制备方法,包括如下步骤:
S1、将粗集料、细集料分别预热后作为沥青混合料的集料备用;将填料在烘干后作为沥青混合料的填料备用;
S2、将沥青加热使其完全融化,然后加入赤泥基纳米抗剥落剂,搅拌均匀,得到加入抗剥落剂的沥青;
S3、将粗集料、细集料混合后搅拌,使粗细集料进行预混合,然后将得到的粗细集料的混合物与步骤S2得到的加入抗剥落剂的沥青混合,搅拌均匀,最后加入步骤S1中的填料,混匀,即得花岗岩沥青混凝土。
最后,本发明公开述赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法制备的产品、花岗岩沥青混凝土及其制备方法制备的产品在公路中的应用。
与现有技术相比,本发明取得了以下有益效果:
(1)本发明提供的赤泥基纳米抗剥落剂,主要成分为固体废弃物,将其大规模应用于公路工程建设中,不仅可以保护环境,而且可以大量处理废渣,降低施工成本与工业生产成本。
(2)针对花岗岩的矿物组成与表面形貌特点,采用有机-无机复合改性技术,研发结构稳定性、黏附性和相溶性协调统一的高性能沥青抗剥落剂,解决了酸性花岗岩集料与沥青黏附性较弱的问题,有效提高了沥青路面的服役性能。
(3)本发明可以显著提高花岗岩沥青混凝土的抗水损害能力,减少沥青路面的早期病害,可以在沥青路面中使用花岗岩代替玄武岩和石灰岩,降低工程造价,节约成本。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明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发明的示例性实施方式。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。
正如前文所述,如何提供一种合理可行的方法提高花岗岩与沥青的黏附性,是十分必要的,它既能降低工程造价,节约成本,又可以为沥青路面新材料提供理论依据与技术支持。因此,本发明适用于花岗岩沥青混凝土的赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法。
在一些典型的实施方式中,所述赤泥为烧结法赤泥和拜耳法赤泥的一种或两种。
在一些典型的实施方式中,所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十二烷基、十八烷基季铵盐中的一种或多种。
在一些典型的实施方式中,步骤(1)中,烘干温度为100-120℃,时间为 1-3h。
在一些典型的实施方式中,步骤(1)中,所述球磨按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径。进行球磨的目的主要有两个方面:1)降低四种粉体材料的粒径,便于后续表面修饰与深度研磨处理;2)赤泥粉体表面的空隙可以被其它三种粉体填充,使结构更致密,起到机械改性的目的。
在一些典型的实施方式中,步骤(2)中,所述粉碎按照粒度为0.3μm通过率大于90%的标准执行。对共混研磨的粉体混合物进行表面活性剂处理,可提高赤泥基抗剥落剂在沥青中的结构状态和稳定性,提高沥青胶浆的黏附性和水稳定性,并增强酸性花岗岩集料与沥青胶浆的界面相互作用。
在一些典型的实施方式中,所述粗集料为花岗岩集料,起黏附性等级不做强制规定。
在一些典型的实施方式中,所述细集料为花岗岩、石灰岩、玄武岩的任意一种,其具体指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对粗集料的基本要求即可。
在一些典型的实施方式中,所述沥青为70#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青等中的任意一种,其具体指标满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004)对沥青的基本要求即可。
在一些典型的实施方式中,所述填料为石灰岩矿粉,其具体指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对填料的基本要求即可。
在一些典型的实施方式中,步骤S1中的预热条件为:在160-190℃下预热 2-4h。
在一些典型的实施方式中,步骤S2中,所述搅拌采用低速搅拌的方式,即搅拌速率为100-300转/分,搅拌温度为140-160℃,搅拌时间为0.5-2小时。
在一些典型的实施方式中,步骤S2中,所述粗集料、细集料混合后搅拌条件为:在160-180℃条件下干拌30-60秒。
在一些典型的实施方式中,所述赤泥基纳米抗剥落剂被用于制备不同种类的花岗岩沥青混凝土,如AC-13,AC-20,AC-25,SMA-13等。
现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
下列实施例中,所述赤泥购自山东铝业公司;赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业污染性废弃物。
所述白泥购自东省银星造纸厂;白泥是制浆造纸工业苛化阶段产生的固体废弃物,主要成分为碳酸钙和碳酸钠,并有少量木质素纤维成分。
所述粉煤灰购自北达业矿产品加工厂;粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,其主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3等。
实施例1
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料60份,花岗岩细集料30份,70#基质道路石油沥青4份,赤泥基纳米抗剥落剂3份,石灰岩矿粉3份,各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求;沥青混合料类型:AC-20。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥80份,消石灰4 份,白泥10份,粉煤灰3份,表面活性剂3份,所述赤泥采用烧结法赤泥;所述表面活性剂采用硅烷偶联剂。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将烧结赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入105℃烘箱中干燥3h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将硅烷偶联剂加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,即得到赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将所述花岗岩粗集料和花岗岩细集料在180℃条件下预热4h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将70#基质道路石油沥青在145℃条件下加热2h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入步骤(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在145℃条件下低速搅拌1小时,搅拌速率为300转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在180℃条件下干拌60秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(7)中制得的沥青加入步骤(8)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例2
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:同实施例1。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥80份,消石灰4 份,白泥10份,粉煤灰3份,表面活性剂3份,所述赤泥采用拜耳法赤泥;所述表面活性剂采用十二烷基。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将拜耳法赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入105℃烘箱中干燥3h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将十二烷基加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,即得赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将本实施例所用的花岗岩粗集料和石灰岩细集料在190℃条件下预热 2h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将70#基质道路石油沥青在145℃条件下加热2h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在145℃条件下低速搅拌1小时,搅拌速率为300转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在160℃条件下干拌60秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(6)中制得的沥青加入步骤(7)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例3
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料50份,玄武岩细集料40份,70#基质道路石油沥青4份,赤泥基纳米抗剥落剂3份,石灰岩矿粉3份,各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求;沥青混合料类型:AC-20。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥90份,消石灰2 份,白泥5份,粉煤灰2份,表面活性剂1份。所述赤泥采用烧结法赤泥;所述表面活性剂采用十八烷基季铵盐。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将烧结赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入105℃烘箱中干燥3h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将十八烷基季铵盐加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,即得赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将本实施例所用的花岗岩粗集料和玄武岩细集料在180℃条件下预热 4h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将70#基质道路石油沥青在145℃条件下加热2h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在145℃条件下低速搅拌1小时,搅拌速率为300转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在180℃条件下干拌60秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(6)中制得的沥青加入步骤(7)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例4
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料55份,花岗岩细集料35份,70#基质道路石油沥青4份,赤泥基纳米抗剥落剂3份,石灰岩矿粉3份,各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求;沥青混合料类型:AC-20。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥80份,消石灰5 份,白泥7份,粉煤灰5份,表面活性剂3份。所述赤泥采用拜耳法赤泥;所述表面活性剂采用十二烷基。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将拜耳法赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入100℃烘箱中干燥3h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将十二烷基加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,得到赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将本实施例所用的花岗岩粗集料和花岗岩细集料在180℃条件下预热 4h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将70#基质道路石油沥青在145℃条件下加热2h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在145℃条件下低速搅拌0.5小时,搅拌速率为300转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在180℃条件下干拌60秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(6)中制得的沥青加入步骤(7)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例5
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料80份,石灰岩细集料20份,SBS改性沥青6份,赤泥基纳米抗剥落剂2份,石灰岩矿粉6份,各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004)中的相关要求;沥青混合料类型:AC-20。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥75份,消石灰5 份,白泥10份,粉煤灰5份,表面活性剂5份。所述赤泥采用拜耳法赤泥;所述表面活性剂采用钛酸酯偶联剂。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将拜耳法赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入120℃烘箱中干燥1h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将钛酸酯偶联剂加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,得到赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将本实施例所用的花岗岩粗集料和石灰岩细集料在160℃条件下预热 4h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将SBS改性沥青在150℃条件下加热2h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在140℃条件下低速搅拌 0.5小时,搅拌速率为200转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在180℃条件下干拌30秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(6)中制得的沥青加入步骤(7)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例6
一种花岗岩沥青混凝土,包括如下原料:
(1)花岗岩沥青混凝土原料:按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料65份,花岗岩细集料50份,橡胶改性沥青3份,赤泥基纳米抗剥落剂1份,石灰岩矿粉2份,各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004)中的相关要求;沥青混合料类型:AC-20。
(2)抗剥落剂原料:按重量份数,包括如下组分:赤泥75份,消石灰5 份,白泥10份,粉煤灰5份,表面活性剂5份。所述赤泥采用拜耳法赤泥;所述表面活性剂采用十二烷基。
所述的花岗岩沥青混凝土制备方法包括如下步骤:
(1)首先将拜耳法赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别进行常规初破碎,再放入110℃烘箱中干燥2.5h去除水分。
(2)将步骤(1)初破碎的四种原料按本实施例中的比例混合,并加入球磨机共混研磨3h,磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径,0.075mm标准方孔筛通过率大于75%。
(3)按照本实施例的比例将十二烷基加入共混研磨后的粉体混合物中并进行初步搅拌,然后共同加入超微粉碎机进行粉碎2h,使用激光粒度仪检测,控制粒度为0.3μm通过率大于90%,得到赤泥基纳米抗剥落剂。
(4)将本实施例所用的花岗岩粗集料和花岗岩细集料在170℃条件下预热 3h,作为沥青混合料的集料备用。
(5)将石灰岩矿粉在105℃条件下烘干3h去除水分,作为沥青混合料的填料备用。
(6)将橡胶改性沥青在150℃条件下加热1h使其完全融化,并按照本实施例的比例加入(3)中制得的赤泥基纳米抗剥落剂,在160℃条件下低速搅拌 0.5小时,搅拌速率为100转/分,使赤泥基纳米抗剥落剂在沥青中混合均匀,得到加入抗剥落剂的沥青。
(7)按照本实施例的配比将步骤(4)中预热的粗集料和细集料置于沥青混合料拌锅中,在180℃条件下干拌60秒,使粗细集料进行预混合。
(8)将步骤(6)中制得的沥青加入步骤(7)中预混的粗细集料中,再使用拌锅搅拌3min直至均匀。
(9)最后将步骤(5)中预热的填料加入步骤(8)所制备的混合料中,使用拌和锅搅拌60s直至均匀,即得到路用花岗岩沥青混凝土。
实施例7
一种花岗岩沥青混凝土,按重量份数,包括如下组分:花岗岩粗集料62%,花岗岩细集料31%,70#基质道路石油沥青4%,石灰岩矿粉3%,本实施花岗岩沥青混凝的制备方法同实施例1。
实施例8
一种石灰岩沥青混凝土,按重量份数,包括如下组分:石灰岩粗集料62%,石灰岩细集料31%,70#基质道路石油沥青4%,石灰岩矿粉3%,本实施石灰岩沥青混凝的制备方法同实施例1。
性能测试
为了评价赤泥基纳米抗剥落剂对花岗岩沥青混凝土性能的性能,同时制备了级配与原材料相同,且不添加抗剥落剂的沥青混凝土作为对比样。参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)的试验流程,对上述具体实施方式中制备的沥青混合料进行整体强度、高温性能、低温性能、水稳定性的评价,具体评价指标见表1。
表1
Figure RE-GDA0002286849880000151
Figure RE-GDA0002286849880000161
由表1的性能测试结果可以看出:(1)加入本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂后,通过进行冻融劈裂试验和小梁低温弯曲试验得到的花岗岩沥青混凝土的冻融劈裂强度比和最大弯曲应变显著提高,说明本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂可以有效提高花岗岩沥青混凝土的低温抗裂性。(2)加入本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂后,通过进行沥青混凝土的浸水马歇尔试验得到的沥青混合料浸水残留稳定度显著提高,说明本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂可以有效提高花岗岩沥青混凝土的水稳定性。(3)加入本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂后,通过进行马歇尔稳定度试验和车辙试验得到的沥青混凝土的马歇尔稳定度和动稳定度显著提高,说明本发明制备的赤泥基纳米抗剥落剂可以有效提高花岗岩沥青混凝土的高温稳定性。
经过进一步研究发现,赤泥的多空隙结构可以有效吸附消石灰、粉煤灰等粉体材料,加之表面活性剂的作用,可以提高沥青胶浆与酸性集料的黏附性,从而改善花岗岩沥青混合料的水稳定性;白泥中含有少量纤维成分,在沥青胶浆体系中具有加筋的作用,可以有效提高沥青胶浆的低温柔性,从而改善花岗岩沥青混合料的低温抗裂性能;赤泥具有多空隙结构,可以有效吸附沥青,提高沥青胶浆的高温模量,消石灰的加入也具有类似效果,从而提高花岗岩沥青混合料的高温稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种赤泥基纳米抗剥落剂,其特征在于,以重量份计,其原料组成为:赤泥75-90份,消石灰2-5份,白泥5-10份,粉煤灰2-5份,表面活性剂1-5份。
2.如权利要求1所述的赤泥基纳米抗剥落剂,其特征在于,所述赤泥为烧结法赤泥和拜耳法赤泥的一种或两种。
3.如权利要求1或2所述的赤泥基纳米抗剥落剂,其特征在于,所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十二烷基、十八烷基季铵盐中的一种或多种。
4.权利要求1-3任一项所述的赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别破碎后进行烘干,以去除其中的水分;将烘干后得到的各原料按比例混合,然后进行球磨,得到粉体混合物;
(2)将步骤(1)的粉体混合物与表面活性剂混匀,然后进行粉碎,即得。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,烘干温度为100-120℃,时间为1-3h;
优选地,步骤(1)中,所述球磨按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中对填料所要求的粒径;
优选地,步骤(2)中,所述粉碎按照粒度为0.3μm通过率大于90%的标准执行。
6.一种花岗岩沥青混凝土,其特征在于,以重量份计,其原料组成为:粗集料50-80份,细集料20-50份,沥青3-6份,抗剥落剂1-3份,填料2-6份,所述抗剥落剂为权利要求4或5所述的方法制备的赤泥基纳米抗剥落剂。
7.如权利要求6所述的花岗岩沥青混凝土,其特征在于,所述粗集料为花岗岩集料;
优选地,所述细集料为花岗岩、石灰岩、玄武岩的任意一种;
优选地,所述沥青为70#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青等中的任意一种;
优选地,所述填料为石灰岩矿粉。
8.权利要求6或7所述的花岗岩沥青混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将粗集料、细集料分别预热后作为沥青混合料的集料备用;将填料在烘干后作为沥青混合料的填料备用;
S2、将沥青加热使其完全融化,然后加入赤泥基纳米抗剥落剂,搅拌均匀,得到加入抗剥落剂的沥青;
S3、将粗集料、细集料混合后搅拌,使粗细集料进行预混合,然后将得到的粗细集料的混合物与步骤S2得到的加入抗剥落剂的沥青混合,搅拌均匀,最后加入步骤S1中的填料,混匀,即得花岗岩沥青混凝土。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中的预热条件为:在160-190℃下预热2-4h;
优选地,步骤S2中,所述搅拌采用低速搅拌的方式,即搅拌速率为100-300转/分,搅拌温度为140-160℃,搅拌时间为0.5-2小时;
优选地,步骤S2中,所述粗集料、细集料混合后搅拌条件为:在160-180℃条件下干拌30-60秒。
10.权利要求1-3任一项所述的赤泥基纳米抗剥落剂和/或权利要求4或5所述的方法制备的产品、权利要求6或7所述的花岗岩沥青混凝土和/或权利要求8或9所述的方法制备的产品在公路中的应用,如用于制备花岗岩沥青混凝土AC-13,AC-20,AC-25,SMA-13。
CN201910980113.5A 2019-10-15 2019-10-15 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用 Pending CN110642555A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910980113.5A CN110642555A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910980113.5A CN110642555A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110642555A true CN110642555A (zh) 2020-01-03

Family

ID=69012940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910980113.5A Pending CN110642555A (zh) 2019-10-15 2019-10-15 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110642555A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112250348A (zh) * 2020-11-18 2021-01-22 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
CN114133154A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 山东省交通科学研究院 一种酸性集料沥青混合料用微米级抗剥落剂及其使用方法
CN114179219A (zh) * 2021-12-02 2022-03-15 山东省交通科学研究院 一种高原地区酸性集料沥青混凝土的制备方法及沥青混凝土
CN117534872A (zh) * 2024-01-09 2024-02-09 山东大学 一种赤泥基复合沥青抗老化剂、制备方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5519073A (en) * 1995-06-21 1996-05-21 Shell Oil Company Process for the preparation of a phosphoric-acid-containing asphalt/polymer mixture and resulting asphalt composition thereof
CN106186778A (zh) * 2016-07-18 2016-12-07 河南城建学院 一种道路石油沥青抗剥落剂及其制备方法
CN109369048A (zh) * 2018-12-26 2019-02-22 山东大学 一种化学改性赤泥替代矿粉的沥青混合料及其制备方法
CN109503032A (zh) * 2019-01-04 2019-03-22 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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5519073A (en) * 1995-06-21 1996-05-21 Shell Oil Company Process for the preparation of a phosphoric-acid-containing asphalt/polymer mixture and resulting asphalt composition thereof
CN106186778A (zh) * 2016-07-18 2016-12-07 河南城建学院 一种道路石油沥青抗剥落剂及其制备方法
CN109369048A (zh) * 2018-12-26 2019-02-22 山东大学 一种化学改性赤泥替代矿粉的沥青混合料及其制备方法
CN109503032A (zh) * 2019-01-04 2019-03-22 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

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘国华: "《最新公路工程路基路面设计施工技术规范与工程质量检验评定标准汇编 第2卷》", 31 March 2005, 北京科大电子出版社 *
张金升等: "《交通新材料》", 31 January 2014, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112250348A (zh) * 2020-11-18 2021-01-22 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
CN114133154A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 山东省交通科学研究院 一种酸性集料沥青混合料用微米级抗剥落剂及其使用方法
CN114179219A (zh) * 2021-12-02 2022-03-15 山东省交通科学研究院 一种高原地区酸性集料沥青混凝土的制备方法及沥青混凝土
CN117534872A (zh) * 2024-01-09 2024-02-09 山东大学 一种赤泥基复合沥青抗老化剂、制备方法及应用
CN117534872B (zh) * 2024-01-09 2024-04-09 山东大学 一种赤泥基复合沥青抗老化剂、制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110642555A (zh) 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用
CN107473635B (zh) 沥青混凝土及其制备工艺
CN102153328B (zh) 一种用于水泥稳定碎石的水泥
CN111499247B (zh) 赤泥-硅酸盐复合抗老化剂、沥青混合料及其制备方法与应用
CN107698990B (zh) 一种利用工业废渣的陶瓷抛光砖粉改性沥青及其制备方法
CN110423090B (zh) 一种用于路面裂缝修补的速凝抗裂冷灌缝材料及其制备方法
CN109336456B (zh) 一种赤泥基沥青混合料温拌剂及其制备方法
CN112266623A (zh) 赤泥基复合改性沥青胶浆、改性沥青混合料及其制备方法与应用
CN110451848A (zh) 面向劣质集料的改性沥青及其制法和应用
CN114455919A (zh) 一种超细钢渣粉胶凝及其制备混凝土的方法
CN114538821A (zh) 一种复合改性赤泥基沥青抗老化剂、制备方法及应用
CN112777978B (zh) 高性能抗分层路面橡胶混凝土
CN103864370A (zh) 一种钢渣废橡胶铸造废砂道路材料及其制备铺设方法
CN113307547A (zh) 一种环保型沥青混合料及其制备方法
CN112142395A (zh) 一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料
CN111499240B (zh) 一种赤泥纤维复合材料、其制备方法及在改性沥青中的应用
CN113788641B (zh) 一种抗水损的再生骨料沥青混凝土及其制备方法
CN110606682B (zh) 改性钢渣粉及其制备方法和在sma沥青混凝土中的应用
CN104278609A (zh) 通过将渣土与钢渣复合制备的道路铺筑材料及其方法
CN113998954A (zh) 改性复合超细粉道面混凝土、制备方法及应用
CN110156379B (zh) 用于沥青混合料的添加剂、沥青混合料及其制备方法
CN113735537A (zh) 一种路面用灌浆材料及其制备方法
CN112142369A (zh) 一种再生沥青混合料生产工艺
CN112592085A (zh) 固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法
CN113880478A (zh) 一种沥青混凝土用矿粉及其制备方法和应用

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
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 250061, No. ten, No. 17923, Lixia District, Ji'nan City, Shandong Province

Applicant after: SHANDONG University

Applicant after: Qilu Communications Construction Group Co.,Ltd.

Applicant after: QILU TRANSPORTATION DEVELOPMENT GROUP Co.,Ltd.

Address before: 250061, No. ten, No. 17923, Lixia District, Ji'nan City, Shandong Province

Applicant before: SHANDONG University

Applicant before: Qilu Traffic Maintenance Co.,Ltd.

Applicant before: QILU TRANSPORTATION DEVELOPMENT GROUP Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200911

Address after: 250000 No. 27 South Grand Road, Shandong, Ji'nan

Applicant after: SHANDONG University

Applicant after: Qilu Communications Construction Group Co.,Ltd.

Applicant after: Shandong high speed Group Co.,Ltd.

Address before: 250061, No. ten, No. 17923, Lixia District, Ji'nan City, Shandong Province

Applicant before: SHANDONG University

Applicant before: Qilu Communications Construction Group Co.,Ltd.

Applicant before: QILU TRANSPORTATION DEVELOPMENT GROUP Co.,Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200103