CN113636785B - 一种透水沥青混合料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑材料的领域,具体公开了一种透水沥青混合料,包含以下重量份的组分:矿粉15‑25份;消石灰粉末2.5‑5份;级配为0‑16的碎石450‑500份;沥青25‑30份;增韧剂1‑3份;橡胶粉5‑10份;4A分子筛50‑70份。通过添加橡胶粉和4A分子筛,两者协同作用使透水沥青混合料保持较好的透水性能,同时提高抗老化性。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料的领域,更具体地说,它涉及一种透水沥青混合料。
背景技术
透水沥青混凝土是以沥青为胶结材料,石子为粗骨料,并加入很少量的细骨料与少量的沥青形成粘结性和稳定性的基材,将粗骨料粘结在一起形成的多孔混凝土,要用于道路路面的铺装。
透水沥青混凝土主要靠粗骨料形成骨架,同时掺用少量细骨料调整混合物的黏性,沥青包裹于骨料表面,形成粘结层,将骨料颗粒粘结在一起。透水混凝土由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构,故具有透气、透水和重量轻的特点。
沥青透水混凝土路面通常作为海绵城市的要素之一,使水资源能够回收利用,绿色环保。
但沥青透水混凝土路面在炎热的夏天路面容易软化,软化后行车对路面挤压后使路面的孔隙堵塞,从而降低沥青透水路面的透水性能。
发明内容
为了改善沥青透水混凝土路面容易挤压后变形,导致透水性能降低的问题,本申请提供一种透水沥青混合料。
本申请提供的一种透水沥青混合,采用如下的技术方案:
一种透水沥青混合料,包含以下重量份的组分:
矿粉15-25份;
消石灰粉末2.5-5份;
级配为0-16的碎石450-500份;
沥青25-30份;
增韧剂1-3份;
橡胶粉5-10份;
4A分子筛50-70份。
通过上述技术方案,沥青作为粘结材料,碎石作为骨料,形成透水沥青混凝土基料。通过将消石灰粉末和矿粉复配使用,提高沥青与碎石的附着力,从而提高沥青在碎石表面的包裹均匀性。增韧剂用于提高透水沥青混合料的韧性,使透水沥青混凝土路面在低温下不易开裂。
橡胶粉具有高活性,橡胶粉通过吸收沥青中的树脂、烃类等多种有机质,经过一系列的物理和化学变化,使沥青透水混凝土的针入度减小、软化点提高,提高透水沥青混合料的高温老化性。
4A分子筛的添加,一方面,4A分子筛多孔结构能吸收氧气,有效减少沥青与氧气的接触,使沥青不易在高温条件下与氧气反应,从而提高沥青的抗老化性能;另一方面,4A分子筛具有较好的催化作用,其与橡胶粉复配使用,使其催化橡胶粉能更好与沥青反应,进一步使沥青针入度减小、软化点提高。
针入度减小和软化点提高使沥青热敏性降低,从而使沥青在较高温度的环境中,行车对透水沥青混合料挤压后,透水沥青水混合料不易变形使孔隙堵塞,从而使透水沥青混合料保持较好的透水性能。
可选的,所述4A分子筛为柱状。
通过采用上述技术方案,柱状的4A分子筛在透水沥青混合料中混合后,方便对透水沥青路面进行支撑,使行车对透水沥青混合料挤压后,沥青路面孔隙不易被堵塞,从而使透水沥青路面保持较好的透水性能。
可选的,所述4A分子筛的直径为3-5mm。
通过上述技术方案,该粒度下的4A分子筛具有示意的粒度,使之添加后,对透水沥青混合料的透水性能影响较小。
可选的,还包括重量份为3-5份的抗老化剂。
通过上述技术方案,抗老化剂的添加,能提高透水沥青混合料的抗老化性能,使透水沥青混合料不易老化后出现开裂现象。
可选的,所述抗老化剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌中其中的一种或两种的混合物。
通过上述技术方案,二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌与4A分子筛具有较好的协同抗老化作用。推测原因可能是沥青老化时成生成大量的活性自由基,二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌能与这些游离的活性自由基结合生成非活性基团,阻止沥青老化链式反应的进行,从而提高沥青的抗老化性。4A分子筛催化二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌结合活性自由基生成非活性基团反应的进行,大大提高了非活性基团生成速率,从而显著提高抗老化性。
可选的,所述抗老化剂负载于4A分子筛上,所述抗老化剂通过如下方法负载于4A分子筛上:
按所需重量份计,称取抗老化剂溶解于氯仿中,再加入4A分子筛,搅拌条件下加热,待氯仿蒸发后,继续加热至250-300℃,煅烧2-4h,冷却。
通过上述技术方案,氯仿作为溶剂,使抗老化剂均匀分散在氯仿中形成均匀稳定的溶液,再将4A分子筛浸泡在该溶液中,使4A分子筛表面与抗老化剂充分接触,再煅烧后使抗老化剂附着在4A分子筛表面,从而达到负载的目的。
通过将抗老化剂负载在4A分子筛上,使4A分子筛和抗老化剂的协同效果更好,从而进一步提高透水沥青混合料的抗老化性能。
可选的,所述增韧剂为木质素纤维。
通过上述技术方案,木质纤维素具有优良的柔韧性及分散性,透水沥青混合料中添加木质纤维,混合后形成三维网状结构,增强了系统的支撑力和耐久力,使透水沥青混合料在高温下被行车挤压后不易出现孔隙堵塞现象,从而使透水沥青混合料能保持较好的透水性能。且通过添加木质素纤维,不仅能提高透水沥青混合料的韧性,从而提高透水沥青混合料的低温抗裂性能,还能提高沥青混合料的抗老化性。
可选的,还包括重量份为2-4份的抗紫外线剂。
通过上述技术方案,抗紫外线剂能吸收紫外线或反射紫外光,提高透水沥青混合料的抗紫外线性能。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、通过添加橡胶粉和4A分子筛,两者协同作用使透水沥青混合料保持较好的透水性能同时提高抗老化性。
2、抗老化剂采用二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌其中的一种或两种的混合物,使抗老化剂与4A分子筛具有较好的协同抗老化作用。
3、将抗老化剂负载在4A分子筛表面添加至透水沥青混合料中,显著提高其抗老化性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料名称 | 种类或来源 |
矿粉 | 唐山成业建材有限公司出售,型号为S95 |
消石灰粉末 | 济南智鼎商贸有限公司出售 |
沥青 | 山东聚鑫土工材料出售的高粘度沥青 |
4A分子筛 | 江西省萍乡市荣峰陶瓷有限公司出售,柱形,直径为3-5mm、1.7-2.5mm |
3A分子筛 | 江西省萍乡市荣峰陶瓷有限公司出售,柱形,直径为3-5mm |
橡胶粉 | 灵寿县川东矿产品加工厂出售,80目 |
二乙基二硫代氨基甲酸锌 | 天津希恩思生化科技有限公司出售 |
二丁基二硫代氨基甲酸锌 | 天津希恩思生化科技有限公司出售 |
木质素纤维 | 深圳市恒悦达建筑材料有限公司出售木质素纤维KLW-005 |
抗紫外线剂 | 济南祥丰伟业化工有限公司出售的抗紫外线剂UV531 |
制备例
制备例1
碎石的配制:
由如下的配级的预混碎石通过机械搅拌混合得到,参见表1:
表1
级配 | 质量kg |
0-2.36 | 30 |
2.36-4.75 | 6 |
4.75-9.5 | 140 |
9.5-13.2 | 270 |
13.2-16 | 25 |
制备例2
将二丁基二硫代氨基甲酸锌通过如下方法负载于4A分子筛上:
称取3kg二丁基二硫代氨基甲酸锌溶解于20L氯仿中,再加入50kg的直径为3-5mm的柱状4A分子筛,搅拌条件下加热至氯仿沸腾,氯仿完全蒸干后,继续加热至250℃,煅烧2h,冷却,得到4A分子筛负载二丁基二硫代氨基甲酸锌。
制备例3
将二乙基二硫代氨基甲酸锌通过如下方法负载于4A分子筛上:
称取5kg二丁基二硫代氨基甲酸锌溶解于20L氯仿中,再加入70kg的直径为3-5mm的柱状4A分子筛,搅拌条件下加热至氯仿沸腾,氯仿完全蒸干后,继续加热至300℃,煅烧4h,冷却,得到4A分子筛负载二乙基二硫代氨基甲酸锌。
制备例4
将二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌通过如下方法负载于4A分子筛上:
称取2kg二丁基二硫代氨基甲酸锌和2kg二乙基二硫代氨基甲酸锌溶解于20L氯仿中,再加入60kg的直径为3-5mm的柱状4A分子筛,搅拌条件下加热至氯仿沸腾,氯仿完全蒸干后,继续加热至280℃,煅烧3h,冷却,得到4A分子筛负载二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌。
制备例4
与制备例4的区别在于东莞市大粤塑胶科技有限公司出售的巴斯夫牌抗氧剂1010等量替换二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌。
制备例5
与制备例4的区别在于,杭州恒纳新材料有限公司出售的二氧化硅粉末(HN-SQ15)等量替换二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌。
实施例
实施例1
一种透水沥青混合料,通过如下方法制备得到:
称取沥青25kg,加热至170℃,再加入15kg矿粉,由制备例1配制得到的碎石450kg以及2.5kg的消石灰粉末,搅拌混合均匀,得到混合料A;再在混合料A中加入橡胶粉5kg、直径为3-5mm的柱状4A分子筛50kg搅拌混合均匀,最后加入木质素纤维1kg,搅拌混合均匀,得到透水沥青混合料。
实施例2
称取沥青30kg,加热至170℃,再加入25kg矿粉,由制备例1配制得到的碎石500kg以及5kg的消石灰粉末,搅拌混合均匀,得到混合料A;再在混合料A中加入橡胶粉10kg、直径为3-5mm的柱状4A分子筛70kg搅拌混合均匀,最后加入木质素纤维3kg,搅拌混合均匀,得到透水沥青混合料。
实施例3
称取沥青28kg,加热至170℃,再加入20kg矿粉,由制备例1配制得到的碎石480kg以及4kg的消石灰粉末,搅拌混合均匀,得到混合料A;再在混合料A中加入橡胶粉8kg、直径为3-5mm的柱状4A分子筛60kg搅拌混合均匀,最后加入木质素纤维2kg,搅拌混合均匀,得到透水沥青混合料。
实施例4
与实施例3的区别在于,混合料A中还添加有3kg的二丁基二硫代氨基甲酸锌。
实施例5
与实施例3的区别在于,混合料A中还添加有5kg的二乙基二硫代氨基甲酸锌。
实施例6
与实施例3的区别在于,混合料A中还添加有2kg的二丁基二硫代氨基甲酸锌和2kg的二乙基二硫代氨基甲酸锌。
实施例7
与实施例4的区别在于,由制备例2制备的到的4A分子筛负载二丁基二硫代氨基甲酸锌等量替换4A分子筛和二丁基二硫代氨基甲酸锌。
实施例8
与实施例5的区别在于,由制备例3制备的到的4A分子筛负载二乙基二硫代氨基甲酸锌等量替换4A分子筛和二乙基二硫代氨基甲酸锌。
实施例9
与实施例6的区别在于,由制备例4制备的到的4A分子筛负载二乙基二硫代氨基甲酸锌和二丁基二硫代氨基甲酸锌等量替换4A分子筛、二乙基二硫代氨基甲酸锌和二丁基二硫代氨基甲酸锌。
实施例10
与实施例3的区别在于,混合料A中还添加有4kg的东莞市大粤塑胶科技有限公司出售的巴斯夫牌抗氧剂1010。
实施例11
与实施例10的区别在于,由制备例5制备的到的4A分子筛负载抗氧剂1010等量替换4A分子筛和抗氧剂1010。
实施例12
与实施例3的区别在于,混合料A中还添加有4kg的杭州恒纳新材料有限公司出售的二氧化硅粉末(HN-SQ15)。
实施例13
与实施例12的区别在于,由制备例6制备的到的4A分子筛负载二氧化硅等量替换4A分子筛和二氧化硅。
实施例14
与实施例7的区别在于,还添加有2kg抗紫外线剂UV531,抗紫外线剂UV531与二丁基二硫代氨基甲酸锌同时添加。
实施例15
与实施例7的区别在于,还添加有4kg抗紫外线剂UV531,抗紫外线剂UV531与二丁基二硫代氨基甲酸锌同时添加。
实施例16
与实施例15的区别在于,直径为3-5mm的柱状3A分子筛等量替代柱状4A分子筛。
实施例17
与实施例15的区别在于,直径为1.7-2.5mm的柱状4A分子筛等量替代柱状4A分子筛。
实施例18
与实施15的区别在于,同为江西省萍乡市荣峰陶瓷有限公司出售的直径为3-5mm的球状的4A分子筛等量替代柱状4A分子筛。
对比例
对比例1
与实施例3的区别在于,不添加橡胶粉。
对比例2
与实施例3的区别在于,不添加4A分子筛。
对比例3
与实施例3的区别在于,不添加橡胶粉和4A分子筛。
对比例4
与实施例3的区别在于,4A分子筛的添加量为90kg。
对比例5
与实施例3的区别在于,4A分子筛的添加量为30kg。
性能检测试验
动稳定度的测试:参照T0719-2000《沥青混合料车辙试验》对实施例1-3、实施例15-18以及对比例1-5制备得到的透水沥青混合料进行检测,测试结果详见表2。
透水系数的测试:参照甘冰清硕士论文《透水沥青混凝土的配合比设计及其性能研究》中2.3节中的方法,对实施例1-3和实施例15-18制备得到的透水沥青混合料进检测,测试结果详见表2。
软化点检测:参照T0606—2011《沥青软化点试验(环球法)》对实施例1-13、实施例15-16以及对比例1-5制备得到的透水沥青混合料进行检测,侧其老化前软化点,测试结果详见表3。
针入度检测:参照T0604-2011《沥青针入度试验》,25℃条件下测试实施例1-13、实施例15-16以及对比例1-5制备得到的透水沥青混合料的老化前针入度,测试结果详见表3。
老化试验:参照T0630-2011《压力老化容器加速沥青老化试验》对实施例1-13、实施例15-16以及对比例1-5制备得到的透水沥青混合料进行老化试验,老化温度为100℃,透水沥青混合料厚度为10mm,老化时间为20h,老化后取出,测试其老化后软化点和老化后针入度,测试结果记录在表3。
表2
动稳定度(次/mm) | 透水系数(mm/s) | |
实施例1 | 3640 | 4.6 |
实施例2 | 3650 | 4.7 |
实施例3 | 3650 | 4.7 |
实施例15 | 3660 | 4.7 |
实施例16 | 3610 | 4.9 |
实施例17 | 3520 | 4.1 |
实施例18 | 3340 | 4.7 |
对比例1 | 1760 | - |
对比例2 | 2240 | - |
对比例3 | 1320 | - |
对比例4 | 3360 | - |
对比例5 | 3240 | - |
表3
老化前软化点(℃,100g,5s,0.1mm) | 老化后软化点(℃,100g,5s,0.1mm) | 老化前针入度(℃,100g,5s,0.1mm) | 老化后针入度(℃,100g,5s,0.1mm) | |
实施例1 | 74.7 | 77.5 | 70.4 | 65.7 |
实施例2 | 74.6 | 77.5 | 70.3 | 65.4 |
实施例3 | 74.4 | 77.8 | 70.6 | 65.7 |
实施例4 | 74.4 | 76.5 | 70.6 | 66.7 |
实施例5 | 74.3 | 76.6 | 70.5 | 66.7 |
实施例6 | 74.3 | 76.5 | 70.6 | 66.8 |
实施例7 | 74.3 | 75.4 | 70.6 | 68.4 |
实施例8 | 74.5 | 75.6 | 70.5 | 68.3 |
实施例9 | 74.6 | 76.8 | 70.5 | 68.5 |
实施例10 | 74.3 | 77.1 | 70.5 | 66.1 |
实施例11 | 74.3 | 77.1 | 70.6 | 67.2 |
实施例12 | 74.8 | 76.4 | 70.8 | 67.4 |
实施例13 | 74.8 | 76.4 | 70.8 | 66.4 |
实施例15 | 74.4 | 75.5 | 70.5 | 68.6 |
实施例16 | 71.6 | 76.7 | 70.5 | 64.5 |
对比例1 | 57.4 | 67.1 | 78.6 | 57.3 |
对比例2 | 54.2 | 65.3 | 70.5 | 52.4 |
对比例3 | 43.1 | 62.0 | 68.4 | 48.7 |
对比例4 | 66.0 | 71.1 | 70.3 | 63.5 |
对比例5 | 74.6 | 77.7 | 70.4 | 65.8 |
结合实施例1-3和对比例1-3并结合表2可以看出,橡胶粉和4A分子筛协同作用,使透水沥青混合料的抗老化性和动稳定度显著提高。
结合实施例1-3和对比例4-5并结合表2和表3可以看出,4A分子筛添加量少时,使其对橡胶粉的催化效果较差,且填充效果较差,使透水沥青混合料的抗老化性能和动稳定度均较差。4A分子筛添加量多时,其硬度小于碎石的硬度,使动稳定度显著降低,且添加量较多时,抗老化效果变化明显,导致4A分子筛的浪费。因而,橡胶粉的添加量在50-70kg时,透水沥青混合料的抗老化效果和动稳定度较好。
结合实施例1-3和实施例4-6并结合表3可以看出,二乙基二硫代氨基甲酸锌和二丁基二硫代氨基甲酸锌中其中的一种或两者的混合物添加后,透水沥青混合料的抗老化效果提高。
结合实施例4-6和实施例7-9并结合表3可以看出,将二乙基二硫代氨基甲酸锌和二丁基二硫代氨基甲酸锌中其中的一种或两者的混合物负载在4A分子筛上,使沥青混合料的抗老化效果明显。
结合实施例3、实施例4-9以及实施例10-13并结合表3可以看出,抗氧剂1010或二氧化硅粉末与4A分子筛同时使用时,透水沥青混合料的抗老化性能提升较小。而通过二乙基二硫代氨基甲酸锌和二丁基二硫代氨基甲酸锌中其中的一种或两者的混合物与4A分子筛协同抗老化作用,使透水沥青混合料的抗老化性能明显提高。
结合实施例15-16并结合表3可以看出,3A分子筛对氧吸附效果较差,使透水沥青混合料的抗老化性能较差。
结合实施例15和实施例17并结合表2可以看出,采用直径为1.7-2.5mm的柱状4A分子筛,使透水沥青混合料的透水性能降低。
结合实施例15和实施例18并结合表2可以看出,采用球状的4A分子筛,使透水沥青混合料的动稳定度降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (3)
1.一种透水沥青混合料,其特征在于,包含以下重量份的组分:
矿粉15-25份;
消石灰粉末2.5-5份;
级配为0-16的碎石450-500份;
沥青25-30份;
增韧剂1-3份;
橡胶粉5-10份;
4A分子筛50-70份;
还包括重量份为3-5份的抗老化剂;
所述抗老化剂为二丁基二硫代氨基甲酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌中的一种或两种的混合物;
所述抗老化剂负载于4A分子筛上,所述抗老化剂通过如下方法负载于4A分子筛上:
按所需重量份计,称取抗老化剂溶解于氯仿中,再加入4A分子筛,搅拌条件下加热,待氯仿蒸发后,继续加热至250-300℃,煅烧2-4h,冷却;
所述4A分子筛为柱状;
所述4A分子筛的直径为3-5mm。
2.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合料,其特征在于:所述增韧剂为木质素纤维。
3.根据权利要求1所述的一种透水沥青混合料,其特征在于:还包括重量份为2-4份的抗紫外线剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110846587.8A CN113636785B (zh) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | 一种透水沥青混合料 |
Applications Claiming Priority (1)
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