CN114368924B - 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents
高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114368924B CN114368924B CN202111675219.8A CN202111675219A CN114368924B CN 114368924 B CN114368924 B CN 114368924B CN 202111675219 A CN202111675219 A CN 202111675219A CN 114368924 B CN114368924 B CN 114368924B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- asphalt concrete
- concrete
- concrete additive
- preparation
- 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.)
- Active
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 16
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 15
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 11
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/022—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by an organic binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本申请涉及混凝土助剂领域，具体涉及高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用，其中高模量沥青混凝土添加剂按质量份计包括如下组分：聚乙烯粒料：40份；玻璃纤维：10～15份；TPU：20～30份；环氧树脂：3～5份；粘土：3～5份；多孔陶瓷颗粒3～5份；石蜡：2～4份；炭黑：3～5份；抗剥落剂：1.5～2份；其他助剂：0～10份；其中，其他助剂包括抗氧剂、抗老化剂、抗紫外剂、防腐剂中的任意数量种。上述沥青混凝土添加剂可以在长期大温差的环境中保持高模量和机械性能，在我国西北部昼夜温差大的环境中有较为良好的运用前景。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土助剂领域，更具体地说，它涉及高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
沥青混凝土是一种以沥青为主要原料的建筑材料，常被运用于路面铺设等领域。由于里面上的沥青混凝土需要承载较重的压力，若其强度和模量不够，常常会在路面上留下车辙印，对道路的使用寿命产生影响。
高模量沥青混凝土添加剂是一种用于提高沥青混凝土模量的添加剂，其主要成分为聚乙烯，同时辅以强化纤维等其他辅料，进而提高混凝土的模量，使得其铺设于路面上时，具有较好的抗车辙性能。
我国幅员辽阔，各地气候各不相同，在我国西北部部分地区，昼夜温差大，气温较为干燥，由于沥青混凝土颜色较深，在阳光直射下升温较快，而在夜间又够快速降温，导致沥青混凝土在昼夜间具有较大的温差，容易造成沥青混凝土开裂或是模量降低，进而导致路面的寿命缩短。
发明内容
为了提高沥青混凝土在长期大温差的环境中保持高模量和高机械性能的能力，本申请提供高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用。
首先，本申请提供高模量沥青混凝土添加剂，采用如下技术方案：
按质量份计包括如下组分：
聚乙烯粒料：40份；
玻璃纤维：10～15份；
TPU：20～30份；
环氧树脂：3～5份；
粘土：3～5份；
多孔陶瓷颗粒3～5份；
石蜡：2～4份；
炭黑：3～5份；
抗剥落剂：1.5～2份；
其他助剂：0～10份；
其中，其他助剂包括抗氧剂、抗老化剂、抗紫外剂、防腐剂种的任意数量种。
在上述技术方案中，采用了聚乙烯粒料和TPU作为提供弹性模量的主要组分，二者具有不同的性质。其中聚乙烯在体系中具有较强的韧性和强度，可以提高混凝土本身的机械性能，TPU则具有较好的弹性和收缩性能，在较大的温差下可以减少混凝土热胀冷缩带来的表面开裂等现象。同时，TPU具有较好的粘性，在混凝土中可以提高混凝土的内聚力。
在上述二者的基础上，通过环氧树脂可以起到提高粘结性能，使得上述沥青混凝土添加剂具有更好的内聚力，粘土则可以起到增粘的效果。在混凝土体系中，环氧树脂可以在混凝土发生水化反应的过程中，提高上述添加剂中有机和无机组分之间的粘结强度。粘土则在混凝土无机和无机结构之间提供内聚力，二者相互结合，可以进一步提高了混凝土整体的机械强度，同时在受阳光直射而升温过程中，在上述内聚力较强的情况下，混凝土不易开裂，进一步提高了沥青路面在较大温差下的耐候性。
多孔陶瓷颗粒具有较好的负载性能，可以对上述体系进行荷载，同时也可以较好地调控沥青混凝土的加工性能。添加多孔陶瓷颗粒后，沥青混凝土还具有了较好的耐磨性，减少了表面的磨损。添加了多孔陶瓷颗粒后的沥青混凝土整体较为均匀，其中的组分不易在混凝土水化过程中析出，具有较为良好的性质。炭黑除了具有着色性能外，与陶瓷微粒相似，具有较好的吸附性，其能够补充多孔陶瓷颗粒的吸附性的同时，具有良好的润滑性、分散性和粘结性，与有机相的相容性较佳，多孔陶瓷颗粒和炭黑的复配体系可以兼顾耐磨性和分散性，同时具有较强的粘结性能。石蜡有良好的润滑性能，由于其质地较软，可以填充于混凝土内的微小缝隙中，因此在混凝土震动和收缩的过程中，石蜡可以起到缓冲的作用，且其填充性能较佳，因此有助于进一步提高混凝土的模量。
综上所述，上述组分相互配合，使得该添加剂可以有效提高混凝土模量的同时，在具有较大温差的环境中依旧有较好的抗裂和高模量的表现，适用于我国华北、西北或山区的路面。
可选的，还包括质量份为5～10份的有机硅复合体系，所述有机硅复合体系中，包括如下质量分数组分：
硅油：余量
乙烯基硅油：3～6％；
有机锡催化剂：0.2～0.6％。
在上述技术方案中，通过加入有机硅复合体系，在熔融挤出的过程中，有机硅复合体系中硅油和乙烯基硅油可以在催化剂的作用下发生交联，，使得上述添加剂体系具有更好的弹性和韧性，使得混凝土在热胀冷缩的过程中更加不易开裂。同时，硅体系具有较好的强度和内聚力，在实际使用过程中可以大幅提高混凝土的强度，进一步提高混凝土的模量。
可选的，硅油的为3000～20000Cst。
在上述技术方案中，限定了硅油的粘度，上述粘度范围内的硅油整体对于添加剂的成型和添加剂在混凝土中的分布均匀性有较好的影响，有助于添加剂在混凝土中发挥效果。
可选的，还包括质量份为0.1～0.2份的聚磷酸盐。
聚磷酸盐可以作为络合剂，一方面减少有机锡催化剂中锡对体系的影响。由于锡具有一定的酸性，加入聚磷酸盐后，游离的锡可以形成配合物，减少对水化反应过程的影响。
可选的，所述玻璃纤维的长径比为5～8。
选取特定长径比的玻璃纤维，对结构强度造成的损失较小，混合较为均匀，且可以较好地发挥提高内聚力的效果。
可选的，还包括质量份为2～3份的酯化淀粉。
酯化淀粉具有较好的粘性，其可以与环氧树脂形成更为复杂的交联结构，提高添加剂在冷热交替过程中的强度，同时位于添加剂表面的酯化淀粉可以更好地在混凝土结构内部形成增强混凝土性能的效果。
另外，本申请还提供上述高模量沥青混凝土添加剂的制备方法，在制备过程中，将原料混合均匀后，进行熔融，熔融温度为140～180℃，熔融态充分反应后造粒，颗粒粒径不大于50μm。
在140～180℃下进行熔融造粒，使得添加剂整体较为均匀，且在添加有有机硅组分时，在熔融造粒的过程中，有机硅体系会发生反应形成硅的交联结构，体系中的其他组分可以作为有机硅的封端剂，形成完整且具有较好内聚力的复合体系，具有较好得体高模量的效果，同时也能兼顾抗热胀冷缩的性能。
可选的，在原料混合均匀后，熔融前，先在真空下加热至90～120℃，进行脱水处理。
在反应前先进行脱水处理，可以减少在制备过程中水蒸气脱出在体系内产生气泡的现象发生，提高添加剂的强度和完整性。
此外，本申请还提供上述高模量沥青混凝土添加剂的应用，其应用于路面混凝土，添加量不超过沥青总量的10％。
添加有上述高模量沥青混凝土添加剂的沥青混凝土运用于路面时，在具有了较高的模量和抗车辙性能的同时，在经受曝晒、昼夜大温差的同时仍能够保持混凝土自身的机械性能改变较小，具有广阔的运用前景。
综上所述，本申请至少包括如下一种有益效果：
1、在本申请中，采用了聚乙烯粒料、TPU和环氧树脂的复合体系，形成了兼顾有强度、弹性和高模量的沥青混凝凝土添加剂，在粘土和环氧树脂的共同粘结作用及多孔陶瓷颗粒和炭黑的负载能力的基础上，形成具有高内聚力、高模量和耐热胀冷缩的结构，进而使得上述组分在混凝土中可以起到强化耐车辙、耐热胀冷缩性能得作用。
2、在本申请进一步设置中，通过添加有机硅复合体系，使得整体结构强度更高，进一步提高了在较大温差的环境中混凝土的保持机械性能的能力。
3、在本申请进一步设置中，添加了酯化淀粉，进一步提高了上述添加剂在混凝土中的粘结性和相容性，对混凝土的机械性能有明显的改良作用。
具体实施方式
以下结合和实施例对本申请作进一步详细说明。
在以下实施例中，部分物料的关键参数如表1所示。
表1、物料关键参数表
注：在以下实施例和对比例中，每份物料为100g物料。
实施例1～4，均为高模量沥青混凝土添加剂，其具体原料组分如表2所示。
对比例1～9，在实施例2的基础上对部分成分的用量进行修改和调整，具体如表2所示。
表2、实施例1～4及对比例1～9的物料组分表(份)
在实施例2～4和对比例1～9中，其他助剂为质量比为1∶1∶1的抗氧剂、抗老化剂和抗紫外剂。
玻璃纤维平均长度为60μm，平均直径为10μm。
实施例1～4及对比例1～9中的添加剂具体制备方法如下：
将上述组分在搅拌器中混合，加热至140℃，使体系熔融，保持60rpm搅拌，搅拌时间为60min，随后通过双螺杆挤出机挤出，固化，并粉碎造粒，筛取其中粒径小于50μm的部分。
另外，将TPU替换为其他热塑性弹性体，得到如下对比例。
对比例8，用等质量EVA替代TPU。
对比例9，用等质量SBS替代TPU。
对比例10，用等质量SEBS替代TPU。
实施例5～14，在实施例2的基础上添加了有机硅复合体系，有机硅复合体系具体配比如表3所示。
表3、实施例5～14中有机硅组分配比
实施例15，在实施例12的基础上，还添加有0.1份的三聚磷酸钠。
实施例16，与实施例15的区别在于，三聚磷酸钠的添加量为0.2份。
实施例17，在实施例2的基础上，还添加有2份酯化淀粉。
实施例18，在实施例2的基础上，还添加有3份酯化淀粉。
实施例19，在实施例12的基础上，还添加有2份酯化淀粉。
实施例20，在实施例12的基础上，还添加有3份酯化淀粉。
实施例21，在实施例14的基础上，还添加有2份酯化淀粉。
实施例22，在实施例14的基础上，还添加有3份酯化淀粉。
实施例23～25，在实施例22的基础上，对玻璃纤维进行了调整，具体玻璃纤维的参数如表4所示。
表4、实施例23～25中玻璃纤维的参数
| 编号 | 平均直径(mm) | 平均长度(mm) |
| 实施例23 | 5 | 25 |
| 实施例24 | 4 | 32 |
| 实施例25 | 2 | 10 |
实施例26，在实施例22的基础上，对工艺进行调整，具体如下：
将上述组分在搅拌器中混合，加热至160℃，使体系熔融，保持60rpm搅拌，搅拌时间为60min，随后通过双螺杆挤出机挤出，固化，并粉碎造粒，筛取其中粒径小于50μm的部分。
实施例27，与实施例26的区别在于，搅拌温度为180℃。
实施例28，在实施例22的区别在于，对工艺进行调整，具体如下：
将上述组分在搅拌器中混合，加热至90℃，保持60rpm搅拌30min，使体系脱水，再加热至160℃，使体系熔融，保持60rpm搅拌，搅拌时间为60min，随后通过双螺杆挤出机挤出，固化，并粉碎造粒，筛取其中粒径小于50μm的部分。
实施例29，在实施例28的区别在于，脱水的温度为120℃。
针对上述实施例和对比例，按照下述方法制备沥青混凝土，得到应用例如下：将上述添加剂按照如下的质量配比制备得到沥青混凝土：
沥青：50kg；
矿粉：2kg；
525水泥：2kg；
粗集料：40kg；
细集料：38kg；
聚羧酸减水剂：0.6kg；
高模量沥青混凝土添加剂：5kg。
设置实验如下：
首先，在如下温度条件处理后，测试以下参数。
将制备得到的混凝土试块，在0℃和30℃下交替放置，每次放置试件为2h，交替次数为100次，放置完毕后，进行如下实验：
实验1，抗车辙实验，参照中华人民共和国行业标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0719-2011《沥青混合料车辙试验》进行测定。
实验2，动态模量试验，测定15℃和45℃的试样动态模量，采用沥青混合料基本性能测试仪SPT，参照NCHRP 9-19进行测定，测试条件为10Hz。
实验3，低温弯曲破坏实验：参照中华人民共和国行业标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0715-2011《沥青混合料弯曲实验》进行测定，测定试件的破坏时的最大弯拉应变。实验温度控制为-10℃。
实验4，冻融劈裂实验，参照中华人民共和国行业标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0729-2011《沥青混合料冻融劈裂实验》进行测定残留强度比。
首先，对实施例1～4及对比例1～10进行上述实验，结果如表5所示。
表5、实施例1～4及对比例1～9的实验结果
通过上述实验数据可知，采用本申请中的方案制备得到的高模量沥青混凝土添加剂，添加于沥青中后，可以使沥青混凝土自身在较大温差的环境中，依旧可以保持较好的模量和强度，无论是动态模量还是抗车辙能力均有明显的提升。当缺少其中任意一个组分，或部分组分用量过少时，均无法实现其效果。尤其是当更换热塑性弹性体时，不论换用SBS、EVA或是SEBS均会导致整体性能有明显的降低，其原因可能在于，EVA中有较多的羧基，对混凝土的内部结构和水化完整性有一定的影响。SEBS钢性太强，在体系中不易和其他组分混合均匀，SBS则内聚力较弱，难以在混凝土热胀冷缩的过程中起到良好的支撑作用，因此，TPU相较于其他弹性体具有明显的优势。
进一步地，对实施例5～14进行上述实验，结果如表6所示。
表6、实施例5～14的实验结果
通过上述实验数据可知，添加有机硅组分可以有效提高上述沥青混凝土在经过长期大温差变化后的力学性能，且对于抗冻融劈裂能力有较为明显的提高。有机硅组分在体系中可以形成硅烷偶联，硅氧键具有较强的键强，可以提高混凝土的内聚力，且与其他组分相容性较好，但是有机硅组分添加过多会导体体系的弹性变弱，混凝土整体变脆，且在低温下有明显的性能减弱。
进一步地，对实施例15～29进行上述实验，结果如表6所示。
表7、实施例15～29的实验结果
在实施例15～16中，进一步添加了聚磷酸钠，聚磷酸钠可以络合催化剂中的金属离子，使混凝土在抗冻融能力方面有明显的提升。实施例17～22中，在不同的实施例的基础上添加了酯化淀粉，酯化淀粉可以明显提高混凝土的内聚力，形成的交联结构，因此其在经过冷热交替的处理后，可以明显提高沥青混凝土的低温弯曲破坏强度和抗冻融能力。对于抗冻融能力的提升，原理可能在于，加入酯化淀粉后，由于内聚力提升，在冷热交替处理的过程中，在较强的内聚力作用下，混凝土内部结构可以保持的更加完整。
实施例23～25中，对玻璃纤维的长径比进行了调整。长径比在5～8范围内的玻璃纤维均有较好的增强作用。
实施例28～29中，在制备过程中增加了脱水的步骤，有助于提高有机硅组分的制备完整性，在小幅度提高了各方面机械性能的同时，进一步提高了混凝土的抗冻融能力。
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 (4)
1.一种高模量沥青混凝土添加剂，其特征在于，按质量份计由如下组分组成：
聚乙烯粒料：40份；
玻璃纤维：10～15份，所述玻璃纤维的长径比为5～8；
TPU：20～30份；
环氧树脂：3～5份；
粘土：3～5份；
多孔陶瓷颗粒3～5份；
石蜡：2～4份；
炭黑：3～5份；
抗剥落剂：1.5～2份；
其他助剂：0～10份；
有机硅复合体系： 5～10份；
聚磷酸盐：0.1～0.2份；
酯化淀粉：2～3份；
其中，其他助剂包括抗氧剂、抗老化剂、抗紫外剂、防腐剂中的任意数量种；
所述有机硅复合体系中，包括如下质量分数组分：
硅油：余量，硅油的粘度为3000～20000Cst；
乙烯基硅油：3～6%；
有机锡催化剂：0.2～0.6%。
2.根据权利要求1所述的一种高模量沥青混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，在制备过程中，将原料混合均匀后，进行熔融，熔融温度为140～180℃，熔融态充分反应后造粒，颗粒粒径不大于50μm。
3.根据权利要求2所述的一种高模量沥青混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，在原料混合均匀后，熔融前，先在真空下加热至90～120℃，进行脱水处理。
4.根据权利要求1所述的一种高模量沥青混凝土添加剂的应用，其特征在于，应用于路面混凝土，其添加总量不超过沥青总量的10%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111675219.8A CN114368924B (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111675219.8A CN114368924B (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114368924A CN114368924A (zh) | 2022-04-19 |
| CN114368924B true CN114368924B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=81141719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111675219.8A Active CN114368924B (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114368924B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116589866A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-15 | 华东理工大学 | 一种水性环氧复配芦苇秸秆改性的乳化沥青及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100480334C (zh) * | 2006-11-08 | 2009-04-22 | 苏州大学 | 合成纤维改性道路沥青的制备方法 |
| CO6630032A1 (es) * | 2012-08-22 | 2013-03-01 | Corporacion Para La Investigacion Y Desarrollo En Asfaltos Corasfaltos | Asfalto modificado con un nanocomposito de sbs/mmwct y el prodcedimiento para su obtención |
| EP3218547A4 (en) * | 2014-11-12 | 2018-09-26 | Dongre Laboratory Services Inc. | Asphalt additive compositions and methods of making and using thereof |
| CN107474563A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-15 | 苏州拓博琳新材料科技有限公司 | 抗车辙剂、其制备方法及沥青混合料 |
| CN108164186A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-06-15 | 北京建筑大学 | 一种主动抑制路表扬尘环保型沥青混合料及其制备方法 |
| CN109161212A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-08 | 重庆坤星源新材料科技有限公司 | 制备低温沥青改性剂和改性低温沥青的方法 |
| CN109777134B (zh) * | 2019-01-31 | 2021-02-09 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用 |
| CN111234439A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-05 | 江苏凯信环保材料有限公司 | 一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法 |
| CN112608610A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-06 | 江苏长路交通工程有限公司 | 一种耐低温型高模量沥青混合料专用添加剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-31 CN CN202111675219.8A patent/CN114368924B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114368924A (zh) | 2022-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109777134B (zh) | 一种高模量温拌沥青添加剂及其制备方法和应用 | |
| CN103408953B (zh) | 一种沥青化橡胶颗粒改性剂及制备方法 | |
| CN109650781B (zh) | 一种中低温温拌高摩阻薄层罩面沥青混合料及其制备方法 | |
| CN109279817B (zh) | 一种彩色透水沥青及其制备方法 | |
| CN110713362A (zh) | 一种常温沥青混合料及制备方法 | |
| CN107963830B (zh) | 一种防开裂添加剂及其制备方法和应用 | |
| KR102207052B1 (ko) | Sebs를 포함하는 도로용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| CN107082591B (zh) | 一种市政施工、建筑工程用铺路材料及其设计方法 | |
| CN103360774A (zh) | 一种沥青化橡胶改性沥青及制备方法 | |
| CN114368924B (zh) | 高模量沥青混凝土添加剂及其制备方法和应用 | |
| CN110564168B (zh) | 一种改性沥青材料及其制备方法 | |
| CN110256860B (zh) | 一种改性沥青及其制备方法 | |
| CN112062504A (zh) | 冷拌混凝土及其制备方法 | |
| CN115974457A (zh) | 高强度沥青混凝土及其制备方法 | |
| CN114180896B (zh) | 一种水泥稳定碎石基层组合物及其制备和施工工艺 | |
| KR102207018B1 (ko) | 우레탄 수지, sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 도로용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR102207012B1 (ko) | 에폭시 수지를 포함하는 불투수성 방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR102097404B1 (ko) | Sis, sbs 및 개선된 미분말 골재를 포함하는 포장침하 방지 및 지지력 확보용 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 하부층 안정처리 시공방법 | |
| CN109320973B (zh) | 一种沥青胶结料、沥青混合料及其制备方法 | |
| KR102100421B1 (ko) | Sis, sbs, 폐타이어 분말 및 개선된 미분말 골재를 포함하는 포장침하 방지 및 지지력 확보용 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 하부층 안정처리 시공방법 | |
| KR102077055B1 (ko) | Sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 이용한 중온 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| KR102007726B1 (ko) | Sis 및 sbs를 포함하는 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 조성물 및 이 조성물과 믹싱 시스템 투입 장비를 이용한 일체형 불투수성 방수 아스팔트 콘크리트 시공방법 | |
| CN111747687A (zh) | 一种修复型高速路面沥青混合料及其制备方法 | |
| KR102207016B1 (ko) | 라텍스 수지를 포함하는 도로용 개질아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법 | |
| CN114804760B (zh) | 一种乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Additives for high modulus asphalt concrete and their preparation methods and applications Granted publication date: 20220923 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hangzhou Yuhang Branch Pledgor: Hangzhou hanghong Construction Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980015463 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |