CN111592278A - 一种防裂沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防裂沥青混凝土，涉及沥青混凝土技术领域。其技术要点是：一种防裂沥青混凝土，以重量份数计，包括玄武岩集料250‑300份、沥青25‑50份、填料25‑50份、增粘剂3‑8份、胶黏剂2‑6份、碳化硅1‑5份；所述填料为烧结法赤泥、熟石灰和矿粉组成的混合物，所述烧结法赤泥、熟石灰和矿粉的重量比为1:(0.3‑0.5):(0.5‑1)。其制备方法为：S1，将玄武岩集料投入烘干桶内，加热搅拌，得到干燥的玄武岩集料；S2，将干燥后的玄武岩集料、增粘剂、胶黏剂和碳化硅投入搅拌缸中，搅拌均匀；S3，将沥青加热并投入搅拌缸中，继续搅拌均匀后排出，即得抗裂沥青混凝土。本发明中的沥青混凝土内部各组分之间具有良好的粘接性，且具有良好的结构强度，在使用过程中不易发生开裂。

Description

一种防裂沥青混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种防裂沥青混凝土及其制备方法。

背景技术

沥青混凝土俗称沥青砼，人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。

在公开号为CN106186834A的中国发明申请专利中公开了一种沥青再生混凝土，其包括旧沥青混合料25-28份、再生剂11-16份、粗集料21-25份、细集料18-22份、填料8-12份、沥青结合料16-20份以及木质纤维素0.2-0.4份；所述再生剂为低粘度、低饱和度的矿物油料；所述粗集料为石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方颗粒的碎石；所述细集料为坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质、人工轧制的米砂；所述填料为干燥的石灰石磨细矿粉。

上述申请专利中，石灰石磨细矿粉是一种惰性材料，不具有水化活性作用，可以提高沥青再生混凝土的早期强度，同时能够提高各组分间的粘合度，但使用石灰石磨细矿粉作为填料，其受热易分解，稳定性不佳，导致沥青再生混凝土在后期使用过程中其各组分之间的粘接性不佳，使所述再生沥青混凝土容易发生开裂。

因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种防裂沥青混凝土，其内部各组分之间具有良好的粘接性，且具有良好的结构强度，在使用过程中不易发生开裂。

本发明的目的二在于提供一种防裂沥青混凝土的制备方法，其具有操作简单、适合大规模化生产的优点。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种防裂沥青混凝土，以重量份数计，包括玄武岩集料250-300份、沥青25-50份、填料25-50份、增粘剂3-8份、胶黏剂2-6份、碳化硅1-5份；

所述填料为烧结法赤泥、熟石灰和矿粉组成的混合物，所述烧结法赤泥、熟石灰和矿粉的重量比为1:(0.3-0.5):(0.5-1)。

通过采用上述技术方案，胶黏剂加入到沥青混凝土中，通过表面扩散或内部扩散润湿组分表面，使得与被粘物料之间粘接强度提高，且胶黏剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在界面区产生了啮合力，使沥青混凝土中各组分之间的结合力大大提高。同时，增粘剂的加入可以降低胶黏剂的表面张力，改善被粘物的表面润湿能力，增加胶黏剂的粘弹性，通过表面扩散和内部渗透产生粘附力，大大提高沥青混凝土中各组分之间的粘接效果，提高沥青混凝土的整体抗裂性能。

赤泥是碱法处理铝土矿提取氧化铝后排放的不溶性固体工业废弃物，其外观性状上与普通填料相近且价格低廉，本发明采用烧结法赤泥代替部分矿粉，并复配使用熟石灰，使得沥青胶浆的断裂伸长率明显提高，即提高了沥青混凝土的抗裂性。

进一步优选为，所述赤泥、熟石灰和矿粉的重量比为1:0.4:0.8。

通过采用上述技术方案，采用上述比例，得到的填料能够进一步提高沥青混凝土的抗裂性能。

进一步优选为，所述沥青采用SBS改性沥青、氯丁橡胶改性沥青或顺丁橡胶该性沥青。

通过采用上述技术方案，改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。在不同的使用环境中，使沥青混凝土具有抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命，可以使沥青混凝土具有良好的使用效果。

进一步优选为，所述增粘剂选自液体古马隆树脂、萜烯树脂和石油树脂中的两种或三种。

通过采用上述技术方案，液体古马隆树脂的增粘性、软化性和工艺性能都较固体古马隆树脂好，与胶黏剂一起使用，增粘效果较好；萜烯树脂抗氧化性和热稳定性好，且与其他组分之间具有良好的相容性和溶解性；石油树脂因来源为石油衍生物而得名，它具有酸值低、混溶性好，耐水、耐乙醇和耐化学品等特性，对酸碱具有化学稳定，并有调节和热稳定性好的特点，石油树脂与其他增粘剂一起使用，具有提高胶黏剂性能的优点。

进一步优选为，所述胶黏剂采用环氧丁晴胶、异戊橡胶或酚醛聚酰胺。

通过采用上述技术方案，胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质。胶黏剂能够使沥青混凝土中的其他各组分之间紧紧粘附在一起，使沥青混凝土的内部不易出现空隙，且其整体结构更加的均匀密实，从而在实际运用过程中不易发生开裂。

进一步优选为，所述防裂沥青混凝土中还加入有重量份数为1-2.5份的聚丙烯纤维。

通过采用上述技术方案，聚丙烯纤维具有强度高、耐酸、耐碱、抗微生物、干湿强力一样等优良特性，使沥青混凝土的整体性能得到大大提高，且聚丙烯纤维密度小、覆盖力强，可以覆盖在三元乙丙橡胶丝的表面，并填充在三元乙丙橡胶丝与沥青混凝土中其他组分间的缝隙中，使沥青混凝土的内部结构更加密实。同时，聚丙烯纤维使沥青混凝土的各组分之间紧紧缠绕在一起，提高了各组分之间的结合强度。

进一步优选为，所述防裂沥青混凝土中还加入有重量份数为0.5-1份的聚乙二醇。

通过采用上述技术方案，聚乙二醇是一种良好的粘接剂和分散剂，不仅能够提高沥青混凝土中各组分间的粘接强度，且能够使聚丙烯纤维均匀的分散开来，避免聚丙烯纤维在沥青混凝土的内部成团而不能紧紧缠绕在各组分之间，使沥青混凝土整体的黏合强度大大提高，并保持良好的稳定性。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种防裂沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1，将玄武岩集料投入烘干桶内，于1500-2000rpm、100-120℃下搅拌烘干2-2.5h，得到干燥的玄武岩集料；

S2，将干燥后的玄武岩集料、增粘剂、胶黏剂和碳化硅投入搅拌缸中，于1500-2000rpm转速下搅拌15-30s；

S3，将沥青加热至155-200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200-1500rpm转速下搅拌5-10min，搅拌均匀后排出即得抗裂沥青混凝土。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用烧结法赤泥代替部分矿粉，并复配使用熟石灰，使得沥青胶浆的断裂伸长率明显提高，即提高了沥青混凝土的抗裂性；

(2)本发明通过复配使用增粘剂和胶黏剂，两者共同作用，大大提高沥青混凝土中各组分之间的粘接效果，提高沥青混凝土的整体抗裂性能；

(3)本发明还加入了一定量的聚丙烯纤维和聚乙二醇，聚丙烯纤维可以使得沥青混凝土中的各组分之间紧紧缠绕在一起，提高各组分之间的结合强度，聚乙二醇可以使得聚丙烯纤维更好的分散开来，从而使得聚丙烯纤维更好的发挥作用，从而提高沥青混凝土整体的粘合强度，保持良好的稳定性。

附图说明

图1为本发明中防裂沥青混凝土的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明中，烧结法赤泥购自山东铝业股份有限公司，其相对密度为2.55，pH＝10.0，比表面积为35m²/g，孔隙体积为0.1cc/g。

SBS改性沥青、氯丁橡胶改性沥青和顺丁橡胶该性沥青均山东鼎泰防水科技有限公司。

液体古马隆树、萜烯树脂和石油树脂均脂购自衡水泽浩化工有限公司。

玄武岩集料购自山东展飞建筑材料有限公司。

矿粉采用S95级矿渣粉，密度为2.8g/cm³，比表面积为420m²/kg，7d的活性指数为82％，28d的活性指数为94％，流动度比为96％，含水量为0.2％。

其他组分均为普通市售购得。

实施例1：如图1，一种防裂沥青混凝土，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

S1，将玄武岩集料投入烘干桶内，于1500rpm、100℃下搅拌烘干2.5h，得到干燥的玄武岩集料；

S2，将干燥后的玄武岩集料、增粘剂、胶黏剂和碳化硅投入搅拌缸中，于1500rpm转速下搅拌30s；

S3，将沥青加热至155℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200rpm转速下搅拌10min，搅拌均匀后排出即得防裂沥青混凝土。

本实施例中，填料由烧结法赤泥、熟石灰和矿粉按照重量比为1:0.3:0.5组成；沥青采用SBS改性沥青；增粘剂由液体古马隆树脂和萜烯树脂按照重量比为1:1组成；胶黏剂采用环氧丁晴胶。

实施例2-6：一种防裂沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-6中各组分及其重量份数

实施例7：一种防裂沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：

S1，将玄武岩集料投入烘干桶内，于2000rpm、120℃下搅拌烘干2h，得到干燥的玄武岩集料；

S2，将干燥后的玄武岩集料、增粘剂、胶黏剂和碳化硅投入搅拌缸中，于2000rpm转速下搅拌15s；

S3，将沥青加热至200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1500rpm转速下搅拌5min，搅拌均匀后排出即得防裂沥青混凝土。

本实施例中，填料由烧结法赤泥、熟石灰和矿粉按照重量比为1:0.5:1组成；沥青采用氯丁橡胶改性沥青；增粘剂由液体古马隆树脂和石油树脂按照重量比为1:1组成；胶黏剂采用异戊晴胶。

实施例8：一种防裂沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，填料由烧结法赤泥、熟石灰和矿粉按照重量比为1:0.4:0.8组成；沥青采用顺丁橡胶改性沥青；增粘剂由萜烯树脂和石油树脂按照重量比为1:1组成；胶黏剂采用酚醛聚酰胺。

实施例9：一种防裂沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤S2中还加入有1重量份数的聚丙烯纤维。

实施例10：一种防裂沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，步骤S2中还加入1重量份数的聚丙烯纤维和0.5重量份数的聚乙二醇4000。

对比例1：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，填料由熟石灰和矿粉按照0.3:0.5组成。

对比例2：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，填料由烧结法赤泥和矿粉按照1:0.3组成。

对比例3：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，填料全部采用矿粉。

对比例4：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，未加入增粘剂。

对比例5：一种沥青混凝土，与实施例1的不同之处在于，未加入胶黏剂。

性能测试

分别对实施例1-10和对比例1-5制得的沥青混凝土进行性能测试，测试结果计入表2中。

由表2中测试数据可以看出，实施例1-10中沥青混凝土的孔隙率均在3％以下，马歇尔稳定度在8.60kN以上，其中实施例8-10的孔隙率在2％以下，马歇尔稳定度在8.86kN以上，为最优实施例，远远小于对比例1-5的孔隙率和大于对比例1-5的马歇尔稳定度。说明本发明中的沥青混凝土中各组分之间密实度较好，粘接强度高，实用过程中不易发生开裂。

表2性能测试结果

	孔隙率/％	马歇尔稳定度(60℃)/kN
			测试标准	2.8	8.60
实施例1	2.6	8.63
			实施例2	2.5	8.68
实施例3	2.8	8.67
			实施例4	2.9	8.54
实施例5	2.7	8.77
			实施例6	2.6	8.81
实施例7	2.5	8.80
			实施例8	1.3	9.23
实施例9	1.6	8.86
			实施例10	1.4	8.95
对比例1	4.6	7.16
			对比例2	4.2	7.47
对比例3	5.3	6.73
			对比例4	5.1	6.95
对比例5	6.6	6.58

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防裂沥青混凝土，其特征在于，以重量份数计，包括玄武岩集料250-300份、沥青25-50份、填料25-50份、增粘剂3-8份、胶黏剂2-6份、碳化硅1-5份；

所述填料为烧结法赤泥、熟石灰和矿粉组成的混合物，所述烧结法赤泥、熟石灰和矿粉的重量比为1:(0.3-0.5):(0.5-1)。

2.根据权利要求1所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述赤泥、熟石灰和矿粉的重量比为1:0.4:0.8。

3.根据权利要求1所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述沥青采用SBS改性沥青、氯丁橡胶改性沥青或顺丁橡胶该性沥青。

4.根据权利要求1所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述增粘剂选自液体古马隆树脂、萜烯树脂和石油树脂中的两种或三种。

5.根据权利要求1所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述胶黏剂采用环氧丁晴胶、异戊橡胶或酚醛聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述防裂沥青混凝土中还加入有重量份数为1-2.5份的聚丙烯纤维。

7.根据权利要求6所述的防裂沥青混凝土，其特征在于，所述防裂沥青混凝土中还加入有重量份数为0.5-1份的聚乙二醇。

8.根据权利要求1-7任一所述的防裂沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将玄武岩集料投入烘干桶内，于1500-2000rpm、100-120℃下搅拌烘干2-2.5h，得到干燥的玄武岩集料；

S2，将干燥后的玄武岩集料、增粘剂、胶黏剂和碳化硅投入搅拌缸中，于1500-2000rpm转速下搅拌15-30s；

S3，将沥青加热至155-200℃，将加热后的沥青投入到S2中的搅拌缸中，于1200-1500rpm转速下搅拌5-10min，搅拌均匀后排出即得防裂沥青混凝土。

Images