CN112575649A - 一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法 - Google Patents

一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，包括以下几个步骤；1、搅拌初始温度设置为T1，搅拌的过程中注入0.5wt‑1wt%的水，注水时间控制为10‑12分钟，注水完成后进行第一次均匀搅拌并控制搅拌时间，搅拌的过程中温度缓慢下降至T2；2、当沥青温度下降至T2后，在搅拌的同时注入0.6wt‑0.8wt%的水，注水时间控制为8‑10分钟，注水完成后进行第二次均匀搅拌并控制搅拌时间，搅拌的过程中温度缓慢下降至T3；3、当沥青温度下降至T3后，在搅拌的同时注入1wt‑2wt%的水，注水时间设置为6‑8分钟，注水完成后进行第三次均匀搅拌并控制搅拌时间；本方法可精确控制沥青发泡过程中的注水速度和搅拌温度，得出的发泡沥青性能要优于传统发泡沥青并节省大量的能源。

Description

一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法
技术领域
本发明涉及沥青发泡技术领域，尤其涉及一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法。
背景技术
沥青发泡技术，就是采用一定的措施使沥青膨胀，从而降低其表面粘度使其更容易包裹覆盖骨料的表面，改善较低温度下沥青的可工作性；沥青发泡通常可归为物理发泡和化学发泡两类，物理发泡常采用在高温沥青中通入水，水遇热后迅速沸腾蒸发，沥青会产生细微的泡沫，从而使沥青发泡膨胀；化学的方法主要是通过在沥青内添加起泡剂，起泡剂在高温的沥青内分解产生氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体， 以此实现沥青发泡。
现有的技术采用物理方式发泡时，通常都是一次性的将水滴注入到沥青中，沥青搅拌的过程需要维持较高的温度（180℃），并且水与沥青的融合并不均匀，发泡过程能耗较高且发泡效果不理想；采用化学的方式添加起泡剂会轻微改变沥青内部的化学结构，最终得到的发泡沥青成分未知，并且起泡剂分解的过程中多数会产生对人体有害的气体，不利于现场绿色施工。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，通过隔膜泵可精确控制沥青发泡过程中的注水速度，根据沥青的温度实施调节搅拌温度，得出的发泡沥青性能要优于传统发泡沥青，发泡的过程也可节省大量的能源。
为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：
一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，包括以下几个步骤：
1.1、搅拌初始温度设置为T1，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.5wt-1wt%的水，注水时间控制为10-12分钟，注水完成后进行第一次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T2；
1.2、当沥青温度下降至T2后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.6wt -0.8wt%的水，注水时间控制为8-10分钟，注水完成后进行第二次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T3；
1.3、当沥青温度下降至T3后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入1wt-2wt%的水，注水时间设置为6-8分钟，注水完成后维持T3的搅拌温度并进行第三次均匀搅拌，搅拌过程也需严格控制搅拌时间；
1.4、搅拌完成后得到发泡后的沥青。
优选的方案中，温度T1的取值范围设为175℃-180℃，温度T2的取值范围设为160℃-165℃，温度T3的取值范围设为135℃-140℃；T1 >T2 >T3，搅拌温度呈递减趋势。
优选的方案中，步骤1.1至步骤1.3中第一次均匀搅拌的时间要高于第二次均匀搅拌的时间，第二次均匀搅拌的时间要高于第三次均匀搅拌的时间，三次搅拌时间依次呈递减趋势。
优选的方案中，步骤1.1至步骤1.3中，沥青在注水的过程中采用一种防逆流沥青发泡注水管用于精确控制注水量；防逆流沥青发泡注水管的结构包括注水管和钢球，注水管的端口部位设有钢球，钢球的直径大于水管的内径，注水管靠近端口处套接有卡环，卡环上设有手动限位螺栓，钢球的顶部和卡环之间通过多根弹簧连接。
优选的方案中，步骤1.1至步骤1.3中通过在搅拌设备中设置温度传感器可实时监测搅拌温度并及时对搅拌温度做出调整。
优选的方案中，防逆流沥青发泡注水管可连接隔膜泵并以共同控制注水时间和注水量。
优选的方案中，温度传感器和隔膜泵控制器接入智能化控制系统，在沥青搅拌的过程中实时监测温度并通过隔膜泵控制注水速度。
本专利可达到以下有益效果：
1、本方法采用分段注水，按照实验得出的方法严格控制注水时间和搅拌温度，可避免在搅拌沥青时一直保持较高的温度，合理利用沥青自然冷却可节约搅拌时的热能损耗；
2、本方法采用物理发泡的方式，避免在搅拌时发泡剂分解改变沥青内部的化学成分，通过水替代发泡剂产生的气泡进行沥青发泡可进一步的避免有毒物质产生，符合绿色施工的要求；
3、本方法采用防逆流沥青发泡注水管，注水管通过在注水口外设置弹簧机构，可防止在注水的过程中沥青倒灌至注水管中并堵塞卡死弹簧机构，并且可以精确控制出水量，进一步的提高本方法的精确性和可操作性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施步骤流程图；
图2为本发明步骤1注水时间—温度折线图；
图3为本发明步骤2注水时间—温度折线图；
图4为本发明中防逆流沥青发泡注水管的结构示意图。
图中：注水管1、钢球2、弹簧3、卡环4、手动限位螺栓5。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实例，对本发明进行进一步的详细说明。此处描述的实例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，包括以下几个步骤：
1.1、搅拌初始温度设置为T1，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.5wt-1wt%的水，注水时间控制为10-12分钟，注水完成后进行第一次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T2；
1.2、当沥青温度下降至T2后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.6wt -0.8wt%的水，注水时间控制为8-10分钟，注水完成后进行第二次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T3；
1.3、当沥青温度下降至T3后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入1wt-2wt%的水，注水时间设置为6-8分钟，注水完成后维持T3的搅拌温度并进行第三次均匀搅拌，搅拌过程也需严格控制搅拌时间；
1.4、搅拌完成后得到发泡后的沥青。
优选的，温度T1的取值范围设为175℃-180℃，温度T2的取值范围设为160℃-165℃，温度T3的取值范围设为135℃-140℃；T1 >T2 >T3，搅拌温度呈递减趋势。
优选的，步骤1.1至步骤1.3中第一次均匀搅拌的时间要高于第二次均匀搅拌的时间，第二次均匀搅拌的时间要高于第三次均匀搅拌的时间，三次搅拌时间依次呈递减趋势。
优选的，步骤1.1至步骤1.3中，沥青在注水的过程中采用一种防逆流沥青发泡注水管用于精确控制注水量；防逆流沥青发泡注水管的结构包括注水管1和钢球2，注水管1的端口部位设有钢球2，钢球2的直径大于水管的内径，注水管1靠近端口处套接有卡环4，卡环4上设有手动限位螺栓5，钢球2的顶部和卡环4之间通过多根弹簧3连接。
优选的，步骤1.1至步骤1.3中通过在搅拌设备中设置温度传感器可实时监测搅拌温度并及时对搅拌温度做出调整。
优选的，防逆流沥青发泡注水管可连接隔膜泵并共同控制注水时间和注水量。
优选的，温度传感器和隔膜泵控制器接入智能化控制系统，在沥青搅拌的过程中实时监测温度并通过隔膜泵控制注水速度。
实例1
沥青开始搅拌初始温度控制在180℃，搅拌的过程中加入0.5wt%的水，注水时间为10分钟，注水完成后搅拌2分钟使沥青温度降至165℃；观察温度当沥青降至165℃后再次注入0.5wt%的水，注水时间控制为8分钟，注水完毕后搅拌3分钟使沥青温度降至140℃；观察温度当沥青降至140℃后再次注入1wt%的水，注水时间控制为6分钟并维持140℃的温度，注水完毕最后再搅拌10分钟使沥青发泡完全。发泡完成后测试发泡沥青的综合性能，发泡沥青体积比未发泡前增大了21%，化学性能和物理性能均达到了国家标准水平。
实例2
沥青开始搅拌初始温度控制在180℃，搅拌的过程中快速加入1%的水，注水时间为30秒，注水完成后搅拌14分钟使沥青温度降至165℃；当沥青降至165℃后快速注入1wt%的水，注水时间控制为20秒，注水完毕后搅拌10分钟使沥青温度降至140℃；观察温度当沥青降至140℃后再次快速注入1wt%的水，注水时间控制为10秒，注水完毕后维持140℃温度再搅拌8分钟使沥青发泡完全。发泡完成后测试发泡沥青的综合性能，发泡沥青体积比未发泡前增大了14%，发泡程度低于方案1中的发泡沥青，发泡沥青的化学性能和物理性能也达到了国家标准水平。
在以上的两种实例中，通过实验对比可发现两种通过控制注水速度和温度的方法最终得出的发泡沥青性能均满足国家标准，实例1得到的发泡沥青性能要优于实例2的发泡沥青。由此可以得出，通过缓慢注水并搅拌得到的发泡沥青的方法要优于快速注水搅拌的方法。
在注水的过程中可在要求范围内适当改变注水量，当发现沥青温度下降较慢时可适当加大注水量的比例，当发现沥青温度下降较快时可适当减少注水量的比例。
实例1和实例2在沥青搅拌温度降至最终的T3后任需要持续搅拌一段时间，其目的是使水在沥青内充分蒸发，以至不影响最终发泡沥青的物理及化学性能。
实例1和实例2在沥青搅拌的过程中采用防逆流沥青发泡注水管，通过在注水口的外部设置弹簧机构可有效防止单向阀的弹簧机构失灵卡死现象，装置能够精确控制出水量且操作方便，可提高整个沥青发泡工艺的稳定性和持续性
上面结合实例对本发明的实施进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，包括以下几个步骤：
1.1、搅拌初始温度设置为T1，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.5wt-1wt%的水，注水时间控制为10-12分钟，注水完成后进行第一次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T2；
1.2、当沥青温度下降至T2后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入0.6wt -0.8wt%的水，注水时间控制为8-10分钟，注水完成后进行第二次均匀搅拌并严格控制搅拌时间，在沥青搅拌的过程中将搅拌温度缓慢下降至T3；
1.3、当沥青温度下降至T3后，在搅拌的同时往搅拌设备中注入1wt-2wt%的水，注水时间设置为6-8分钟，注水完成后维持T3的搅拌温度并进行第三次均匀搅拌，搅拌过程也需严格控制搅拌时间；
1.4、搅拌完成后得到发泡后的沥青。
2.根据权利要求1所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：温度T1的取值范围设为175℃-180℃，温度T2的取值范围设为160℃-165℃，温度T3的取值范围设为135℃-140℃；T1 >T2 >T3，搅拌温度呈递减趋势。
3.根据权利要求1所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：步骤1.1至步骤1.3中第一次均匀搅拌的时间要高于第二次均匀搅拌的时间，第二次均匀搅拌的时间要高于第三次均匀搅拌的时间，三次搅拌时间依次呈递减趋势。
4.根据权利要求1所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：步骤1.1至步骤1.3中，沥青在注水的过程中采用一种防逆流沥青发泡注水管用于精确控制注水量；防逆流沥青发泡注水管的结构包括注水管（1）和钢球（2），注水管（1）的端口部位设有钢球（2），钢球（2）的直径大于水管的内径，注水管（1）靠近端口处套接有卡环（4），卡环（4）上设有手动限位螺栓（5），钢球（2）的顶部和卡环（4）之间通过多根弹簧（3）连接。
5.根据权利要求1所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：步骤1.1至步骤1.3中通过在搅拌设备中设置温度传感器可实时监测搅拌温度并及时对搅拌温度做出调整。
6.根据权利要求4所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：防逆流沥青发泡注水管可连接隔膜泵并共同控制注水时间和注水量。
7.根据权利要求5或6所述的控制注水速度及搅拌时间的沥青发泡方法，其特征是：温度传感器和隔膜泵控制器接入智能化控制系统，在沥青搅拌的过程中实时监测搅拌温度并通过控制隔膜泵来调节注水速度。
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