CN112321201B - 一种高密实沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高密实沥青混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：沥青8～15份；细骨料20～35份；粗骨料50～70份；矿粉2～5份；煤粉灰3～8份；改性玻化微珠10～15份；密实剂10～15份和陶瓷微粉5～15份。本发明解决了现有技术在制备混凝土沥青时，较难制备出理想的高密实沥青混凝土，从而使沥青混凝土路面强度低，易开裂，且防水性差，使路面的使用寿命大大降低的问题。本发明使用沥青、细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉制备得到了一种高密实沥青混凝土。本发明制备得到的沥青混凝土孔隙率小，致密防水，结构稳定且抗裂性能强，可大大提高沥青混凝土路面的使用寿命。

Description

一种高密实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领域，具体涉及一种高密实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。
沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074mm)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜，从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。配合矿料有多种方法，可以用公式计算，也可以凭经验规定级配范围，中国目前采用经验曲线的级配范围。
沥青混凝土因其价格低廉且性能优异而广泛应用在道路建设中。但是在制备混凝土沥青时，较难制备出理想的高密实沥青混凝土，从而使沥青混凝土路面耐温性差，易开裂，且防水性差，使路面的使用寿命大大降低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高密实沥青混凝土及其制备方法，制备得到的沥青混凝土孔隙率小，致密防水，结构稳定且抗裂性能强，可大大提高沥青混凝土路面的使用寿命。
本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明的第一个目的是提供一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青8～15份；细骨料20～35份；粗骨料50～70份；矿粉2～5份；煤粉灰3～8份；改性玻化微珠10～15份；密实剂10～15份和陶瓷微粉5～15份。
优选地，所述高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青10～15份；细骨料25～32份；粗骨料55～65份；矿粉3～5份；煤粉灰4～7份；改性玻化微珠10～15份；密实剂10～15份和陶瓷微粉5～15份。
优选地，所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
优选地，所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
优选地，所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
优选地，所述密实剂为酚磺酸铋对活化后的超细火山灰进行改性得到；所述超细火山灰的比表面积为800～1000m/kg。
优选地，所述活化后的超细火山灰的制备方法为：
S1.称取超细火山灰加入至去离子水中，超声分散0.5～1h后，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到纯化后的超细火山灰；
其中，超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.称取所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末混合，加入至研钵中研磨至均匀后，倒入石墨坩埚中，置于高温炉中焙烧1～3h，随炉冷却至室温，得到碱化后的超细火山灰；
其中，焙烧温度为380～400℃；所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末的质量比为1:0.5～0.8；
S3.称取所述碱化后的超细火山灰加入至去离子水中，超声分散至均匀后，室温下静置2～5h，倒入反应釜中，升温至70～90℃，密闭加热处理2～5h后，过滤收集固体，使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到活化后的超细火山灰；
其中，所述碱化后的超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10。
优选地，所述酚磺酸铋的制备方法为：
S1.称取酚磺酸钠加入至去离子水中，搅拌至完全溶解后，滴加0.1mol/L的硫酸溶液至液体的pH达到4.0～5.0，加入氢氧化铋粉末，升温至120～150℃，回流反应3～6h，冷却至室温后，得到预产物反应液；
其中，酚磺酸钠、氢氧化铋粉末与去离子水的质量比为1:1.2～1.5:6～10；
S2.向所述预产物反应液中滴加氨水调节反应液的pH达到7.0～8.0，过滤收集固体，先使用0.01mol/L的硫酸洗涤三次，再使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，粉碎至纳米颗粒，得到酚磺酸铋；
其中，所述酚磺酸铋的粒径为50～200nm。
优选地，所述密实剂的制备方法为：
S1.称取丙烯酸叔丁酯加入至去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至均匀后，再加入过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应5～10h，得到丙烯酸叔丁酯预聚液；
其中，丙烯酸叔丁酯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵与去离子水的质量比为1:0.01～0.02:0.06～0.1:6～10；
S2.称取所述活化后的超细火山灰加入至N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，再加入所述酚磺酸铋，室温下搅拌2～6h后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，升温至180～220℃，密封反应处理10～12h，冷却至室温后，过滤收集固体，使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述活化后的超细火山灰、乙烯基三甲氧基硅烷、所述酚磺酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02～0.03:0.6～0.8:5～10；
S3.向所述丙烯酸叔丁酯预聚液中加入超细火山灰/酚磺酸铋复合微球，分散至均匀后，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液至液体的pH达到10.0～11.0，室温下继续搅拌反应6～12h，过滤收集固体，先使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述丙烯酸叔丁酯预聚液与超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的质量比为5～8:1。
本发明第二个目的是提供一种高密实沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
本发明的有益效果为：
1.本发明使用沥青、细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉制备得到了一种高密实沥青混凝土。制备得到的沥青混凝土孔隙率小，致密防水，结构稳定，耐磨性好且抗裂性能强，可大大提高沥青混凝土路面的使用寿命。
2.本发明通过在混凝土中添加了改性玻化微珠，改性玻化微珠是经过喷淋玻化微珠得到的，喷淋后得到的改性玻化微珠具有较好的防水性能，且改性玻化微珠能够与沥青相互作用，在改性玻化微珠表面形成一层扩散结构膜，使沥青重新排列形成结构沥青，结构沥青相较于自由沥青更能够增大混凝土的强度。
3.火山灰作为一种耐磨性好、耐水性强、水化热低的材料被用于混凝土中，但是其在应用时的耐热性差、干缩性较大的缺点导致其对混凝土的密实程度造成较大影响。本发明选用比表面积为800～1000m/kg的超细火山灰粉末，对其进行纯化、碱化以及活化处理后得到晶型更好的活化后的超细火山灰；之后本发明使用酚磺酸钠与氢氧化铋制备了具有较优异力学性能以及耐热性的酚磺酸铋，将酚磺酸铋与活化后的超细火山灰吸附负载，得到耐热性较为优异的超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；然后本发明使用丙烯酸叔丁酯作为单体、十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂、过硫酸铵作为引发剂制备了聚丙烯酸叔丁酯的预聚液，将超细火山灰/酚磺酸铋复合微球与聚丙烯酸叔丁酯的预聚液进行结合，使具有较为优异粘接性和交联性的聚丙烯酸叔丁酯能够包裹在超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的表面形成以聚丙烯酸叔丁酯作为壳、超细火山灰/酚磺酸铋作为核的复合微球。本发明最终制备得到的聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球克服了火山灰耐热性差、干缩性较大的缺点，能够作为密实剂添加至混凝土中使用，使混凝土的力学强度、韧性和防水性能得到较大的改善。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青12份；细骨料28份；粗骨料60份；矿粉4份；煤粉灰5份；改性玻化微珠12份；密实剂12份和陶瓷微粉10份。
所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
所述密实剂为酚磺酸铋对活化后的超细火山灰进行改性得到；所述超细火山灰的比表面积为800～1000m/kg。
所述活化后的超细火山灰的制备方法为：
S1.称取超细火山灰加入至去离子水中，超声分散0.5～1h后，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到纯化后的超细火山灰；
其中，超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.称取所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末混合，加入至研钵中研磨至均匀后，倒入石墨坩埚中，置于高温炉中焙烧1～3h，随炉冷却至室温，得到碱化后的超细火山灰；
其中，焙烧温度为380～400℃；所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末的质量比为1:0.5～0.8；
S3.称取所述碱化后的超细火山灰加入至去离子水中，超声分散至均匀后，室温下静置2～5h，倒入反应釜中，升温至70～90℃，密闭加热处理2～5h后，过滤收集固体，使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到活化后的超细火山灰；
其中，所述碱化后的超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10。
所述酚磺酸铋的制备方法为：
S1.称取酚磺酸钠加入至去离子水中，搅拌至完全溶解后，滴加0.1mol/L的硫酸溶液至液体的pH达到4.0～5.0，加入氢氧化铋粉末，升温至120～150℃，回流反应3～6h，冷却至室温后，得到预产物反应液；
其中，酚磺酸钠、氢氧化铋粉末与去离子水的质量比为1:1.2～1.5:6～10；
S2.向所述预产物反应液中滴加氨水调节反应液的pH达到7.0～8.0，过滤收集固体，先使用0.01mol/L的硫酸洗涤三次，再使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，粉碎至纳米颗粒，得到酚磺酸铋；
其中，所述酚磺酸铋的粒径为50～200nm。
所述密实剂的制备方法为：
S1.称取丙烯酸叔丁酯加入至去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至均匀后，再加入过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应5～10h，得到丙烯酸叔丁酯预聚液；
其中，丙烯酸叔丁酯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵与去离子水的质量比为1:0.01～0.02:0.06～0.1:6～10；
S2.称取所述活化后的超细火山灰加入至N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，再加入所述酚磺酸铋，室温下搅拌2～6h后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，升温至180～220℃，密封反应处理10～12h，冷却至室温后，过滤收集固体，使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述活化后的超细火山灰、乙烯基三甲氧基硅烷、所述酚磺酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02～0.03:0.6～0.8:5～10；
S3.向所述丙烯酸叔丁酯预聚液中加入超细火山灰/酚磺酸铋复合微球，分散至均匀后，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液至液体的pH达到10.0～11.0，室温下继续搅拌反应6～12h，过滤收集固体，先使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述丙烯酸叔丁酯预聚液与超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的质量比为5～8:1。
上述高密实沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
实施例2
一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青8份；细骨料20份；粗骨料50份；矿粉2份；煤粉灰3份；改性玻化微珠10份；密实剂10份和陶瓷微粉5份。
所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
所述密实剂为酚磺酸铋对活化后的超细火山灰进行改性得到；所述超细火山灰的比表面积为800～1000m/kg。
所述活化后的超细火山灰的制备方法为：
S1.称取超细火山灰加入至去离子水中，超声分散0.5～1h后，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到纯化后的超细火山灰；
其中，超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.称取所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末混合，加入至研钵中研磨至均匀后，倒入石墨坩埚中，置于高温炉中焙烧1～3h，随炉冷却至室温，得到碱化后的超细火山灰；
其中，焙烧温度为380～400℃；所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末的质量比为1:0.5～0.8；
S3.称取所述碱化后的超细火山灰加入至去离子水中，超声分散至均匀后，室温下静置2～5h，倒入反应釜中，升温至70～90℃，密闭加热处理2～5h后，过滤收集固体，使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到活化后的超细火山灰；
其中，所述碱化后的超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10。
所述酚磺酸铋的制备方法为：
S1.称取酚磺酸钠加入至去离子水中，搅拌至完全溶解后，滴加0.1mol/L的硫酸溶液至液体的pH达到4.0～5.0，加入氢氧化铋粉末，升温至120～150℃，回流反应3～6h，冷却至室温后，得到预产物反应液；
其中，酚磺酸钠、氢氧化铋粉末与去离子水的质量比为1:1.2～1.5:6～10；
S2.向所述预产物反应液中滴加氨水调节反应液的pH达到7.0～8.0，过滤收集固体，先使用0.01mol/L的硫酸洗涤三次，再使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，粉碎至纳米颗粒，得到酚磺酸铋；
其中，所述酚磺酸铋的粒径为50～200nm。
所述密实剂的制备方法为：
S1.称取丙烯酸叔丁酯加入至去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至均匀后，再加入过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应5～10h，得到丙烯酸叔丁酯预聚液；
其中，丙烯酸叔丁酯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵与去离子水的质量比为1:0.01～0.02:0.06～0.1:6～10；
S2.称取所述活化后的超细火山灰加入至N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，再加入所述酚磺酸铋，室温下搅拌2～6h后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，升温至180～220℃，密封反应处理10～12h，冷却至室温后，过滤收集固体，使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述活化后的超细火山灰、乙烯基三甲氧基硅烷、所述酚磺酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02～0.03:0.6～0.8:5～10；
S3.向所述丙烯酸叔丁酯预聚液中加入超细火山灰/酚磺酸铋复合微球，分散至均匀后，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液至液体的pH达到10.0～11.0，室温下继续搅拌反应6～12h，过滤收集固体，先使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述丙烯酸叔丁酯预聚液与超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的质量比为5～8:1。
上述高密实沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
实施例3
一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青15份；细骨料35份；粗骨料70份；矿粉5份；煤粉灰8份；改性玻化微珠15份；密实剂15份和陶瓷微粉15份。
所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
所述密实剂为酚磺酸铋对活化后的超细火山灰进行改性得到；所述超细火山灰的比表面积为800～1000m/kg。
所述活化后的超细火山灰的制备方法为：
S1.称取超细火山灰加入至去离子水中，超声分散0.5～1h后，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到纯化后的超细火山灰；
其中，超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.称取所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末混合，加入至研钵中研磨至均匀后，倒入石墨坩埚中，置于高温炉中焙烧1～3h，随炉冷却至室温，得到碱化后的超细火山灰；
其中，焙烧温度为380～400℃；所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末的质量比为1:0.5～0.8；
S3.称取所述碱化后的超细火山灰加入至去离子水中，超声分散至均匀后，室温下静置2～5h，倒入反应釜中，升温至70～90℃，密闭加热处理2～5h后，过滤收集固体，使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到活化后的超细火山灰；
其中，所述碱化后的超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10。
所述酚磺酸铋的制备方法为：
S1.称取酚磺酸钠加入至去离子水中，搅拌至完全溶解后，滴加0.1mol/L的硫酸溶液至液体的pH达到4.0～5.0，加入氢氧化铋粉末，升温至120～150℃，回流反应3～6h，冷却至室温后，得到预产物反应液；
其中，酚磺酸钠、氢氧化铋粉末与去离子水的质量比为1:1.2～1.5:6～10；
S2.向所述预产物反应液中滴加氨水调节反应液的pH达到7.0～8.0，过滤收集固体，先使用0.01mol/L的硫酸洗涤三次，再使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，粉碎至纳米颗粒，得到酚磺酸铋；
其中，所述酚磺酸铋的粒径为50～200nm。
所述密实剂的制备方法为：
S1.称取丙烯酸叔丁酯加入至去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至均匀后，再加入过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应5～10h，得到丙烯酸叔丁酯预聚液；
其中，丙烯酸叔丁酯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵与去离子水的质量比为1:0.01～0.02:0.06～0.1:6～10；
S2.称取所述活化后的超细火山灰加入至N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，再加入所述酚磺酸铋，室温下搅拌2～6h后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，升温至180～220℃，密封反应处理10～12h，冷却至室温后，过滤收集固体，使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述活化后的超细火山灰、乙烯基三甲氧基硅烷、所述酚磺酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02～0.03:0.6～0.8:5～10；
S3.向所述丙烯酸叔丁酯预聚液中加入超细火山灰/酚磺酸铋复合微球，分散至均匀后，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液至液体的pH达到10.0～11.0，室温下继续搅拌反应6～12h，过滤收集固体，先使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述丙烯酸叔丁酯预聚液与超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的质量比为5～8:1。
上述高密实沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
对比例
一种高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青12份；细骨料28份；粗骨料60份；矿粉4份；煤粉灰5份；改性玻化微珠12份；和陶瓷微粉10份。
所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
上述高密实沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
为了更清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3以及对比例中所制备的高密实混凝土根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定进行性能试验，结果如表1所示。
表1高密实混凝土的检测结果
Figure BDA0002798611260000101
通过表1可知，本发明实施例1～3所制备的沥青混凝土具有优异的高温稳定性和低温抗裂性；本发明的具有较高的水稳定性(浸水残留稳定度和冻融劈裂残留强度比)，能够满足气候条件的变化，能够减少裂缝的产生，提高路面的抗车辙能力以及耐久性；此外，本发明还具有较为优异的耐滑性能和较小的孔隙率，完全能够满足作为高密实沥青混凝土的要求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种高密实沥青混凝土，其特征在于，按照重量份，由以下成分组成：
沥青8～15份；细骨料20～35份；粗骨料50～70份；矿粉2～5份；煤粉灰3～8份；改性玻化微珠10～15份；密实剂10～15份和陶瓷微粉5～15份；
所述密实剂为酚磺酸铋对活化后的超细火山灰进行改性得到；
所述密实剂的制备方法为：
S1.称取丙烯酸叔丁酯加入至去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌至均匀后，再加入过硫酸铵，升温至80～90℃，搅拌反应5～10h，得到丙烯酸叔丁酯预聚液；
其中，丙烯酸叔丁酯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵与去离子水的质量比为1:0.01～0.02:0.06～0.1:6～10；
S2.称取所述活化后的超细火山灰加入至N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌至均匀后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，再加入酚磺酸铋，室温下搅拌2～6h后，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，升温至180～220℃，密封反应处理10～12h，冷却至室温后，过滤收集固体，使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述活化后的超细火山灰、乙烯基三甲氧基硅烷、所述酚磺酸铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.02～0.03:0.6～0.8:5～10；
S3.向所述丙烯酸叔丁酯预聚液中加入超细火山灰/酚磺酸铋复合微球，分散至均匀后，滴加0.1mol/L的氢氧化钠溶液至液体的pH达到10.0～11.0，室温下继续搅拌反应6～12h，过滤收集固体，先使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，再使用乙醇洗涤三次，置于70～80℃烘箱中干燥处理，得到聚丙烯酸叔丁酯/超细火山灰/酚磺酸铋复合微球；
其中，所述丙烯酸叔丁酯预聚液与超细火山灰/酚磺酸铋复合微球的质量比为5～8:1。
2.根据权利要求1所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述高密实沥青混凝土，按照重量份，由以下成分组成：
沥青10～15份；细骨料25～32份；粗骨料55～65份；矿粉3～5份；煤粉灰4～7份；改性玻化微珠10～15份；密实剂10～15份和陶瓷微粉5～15份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述粗骨料的粒径为2.5～15mm；所述细骨料的粒径为0.05～2.5mm；所述矿粉为S95级矿粉；所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述陶瓷微粉的粒径为50～100μm。
4.根据权利要求1或2所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述改性玻化微珠由玻化微珠经过聚苯乙烯淋洗而成；所述玻化微珠的粒径为1.0～3.0mm。
5.根据权利要求4所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述淋洗的温度为250～350℃；所述玻化微珠和聚苯乙烯的质量比为1:6～12。
6.根据权利要求1或2所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述超细火山灰的比表面积为800～1000m/kg。
7.根据权利要求6所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述活化后的超细火山灰的制备方法为：
S1.称取超细火山灰加入至去离子水中，超声分散0.5～1h后，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到纯化后的超细火山灰；
其中，超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10；
S2.称取所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末混合，加入至研钵中研磨至均匀后，倒入石墨坩埚中，置于高温炉中焙烧1～3h，随炉冷却至室温，得到碱化后的超细火山灰；
其中，焙烧温度为380～400℃；所述纯化后的超细火山灰与氢氧化钾粉末的质量比为1:0.5～0.8；
S3.称取所述碱化后的超细火山灰加入至去离子水中，超声分散至均匀后，室温下静置2～5h，倒入反应釜中，升温至70～90℃，密闭加热处理2～5h后，过滤收集固体，使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，得到活化后的超细火山灰；
其中，所述碱化后的超细火山灰与去离子水的质量比为1:5～10。
8.根据权利要求6所述的一种高密实沥青混凝土，其特征在于，所述酚磺酸铋的制备方法为：
S1.称取酚磺酸钠加入至去离子水中，搅拌至完全溶解后，滴加0.1mol/L的硫酸溶液至液体的pH达到4.0～5.0，加入氢氧化铋粉末，升温至120～150℃，回流反应3～6h，冷却至室温后，得到预产物反应液；
其中，酚磺酸钠、氢氧化铋粉末与去离子水的质量比为1:1.2～1.5:6～10；
S2.向所述预产物反应液中滴加氨水调节反应液的pH达到7.0～8.0，过滤收集固体，先使用0.01mol/L的硫酸洗涤三次，再使用纯化水洗涤至洗涤液呈中性，置于90～110℃烘箱中干燥处理，粉碎至纳米颗粒，得到酚磺酸铋；
其中，所述酚磺酸铋的粒径为50～200nm。
9.一种高密实沥青混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1～8任一所述的高密实沥青混凝土，具体包括以下步骤：
(1)按量称取细骨料、粗骨料、矿粉、煤粉灰、改性玻化微珠、密实剂和陶瓷微粉加入至搅拌器中进行干拌至均匀，得到干料；其中，干拌速度为1000～2000rpm；
(2)按量称取沥青加热至180～200℃，搅拌至均匀后，迅速加入至步骤(1)的搅拌器中与所述干料混合，继续混合搅拌至均匀，得到混合料；其中，搅拌速度为1200～1500rpm；
(3)将所述混合料进行浇注、养护，即得到高密实沥青混凝土。
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碱熔融活化固硫灰制备地聚合物;徐中慧等;《化工环保》;20141215;1.2节和2.5节 *
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