CN114436599B - 一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法 - Google Patents

一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法，一种色彩持久的彩色沥青砼，其包括如下重量份的原料：脱色沥青40‑60份、无机颜料5‑10份、普通硅酸盐水泥6‑10份、石灰粉30‑40份、麦饭石25‑30份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物1‑5份、木质素纤维1‑3份、葡萄糖酸钠3‑5份、水10‑15份。本申请得到的彩色沥青砼紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度最高分别为84.7kN和83.0kN，浸水48h稳定度最高为12.89kN，且本申请中得到的彩色沥青混凝土经紫外线照射2周后色彩基本保持原色，无明显变化，提高了彩色沥青砼的色彩持久性。

Description

一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法。
背景技术
彩色沥青砼，又称为彩色沥青混凝土，是由脱色沥青、集料、色料和添加剂等原料在特定温度下混合制备而成。可用于公交车专用车道、景观道路、人行道、园区道路、小区道路、机场跑道滑道等路面的铺设，具有美化环境及划分交通区间的作用。
彩色沥青砼在环境中易受紫外线、雨水、载荷等因素的影响，从而发生光氧老化、臭氧老化等褪色的现象，导致彩色沥青砼的色彩持久性较差。
相关技术中，通过在彩色沥青砼加入硝酸镧，以提高彩色沥青砼的保色性，但硝酸镧的毒性较大，人体长期吸入硝酸镧会出现头痛、恶心等症状，并不适合作为彩色沥青砼的原料。因此彩色沥青砼色彩持久性较差问题仍未解决。
发明内容
为了提高彩色沥青砼的色彩持久性，本申请提供了一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法。
第一方面，本申请提供一种色彩持久的彩色沥青砼，其采用如下技术方案：
一种色彩持久的彩色沥青砼，其包括如下重量份的原料：脱色沥青40-60份、无机颜料5-10份、普通硅酸盐水泥6-10份、石灰粉30-40份、麦饭石25-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1-5份、木质素纤维1-3份、葡萄糖酸钠3-5份、水10-15份。
本申请彩色沥青砼原料中选用脱色沥青40-60份、无机颜料5-10份、普通硅酸盐水泥6-10份、石灰粉30-40份、麦饭石25-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1-5份、木质素纤维1-3份、葡萄糖酸钠3-5份、水10-15份时，彩色沥青砼的各性能指标是可预期的；且当脱色沥青50份、无机颜料7份、普通硅酸盐水泥8份、石灰粉35份、麦饭石28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、木质素纤维2份、葡萄糖酸钠4份、水13份，彩色沥青砼的各性能的效果最佳。
通过采用上述技术方案，脱色沥青为彩色沥青砼的主要原料，具有一定的抗老化、色彩鲜明、化学性质稳定的特性。无机颜料的褪色和变色比有机颜料缓慢，其耐热性和耐光性较好，可选用氧化铁蓝、氧化铁红、氧化铬绿、氧化铁黄、氧化铁黑中的其中一种。
将部分石灰粉用普通硅酸盐水泥代替，可明显提高彩色沥青砼的高温稳定性和水稳定性。石灰粉可增加脱色沥青与其余原料的粘附性，从而提高彩色沥青砼的色彩持久性。麦饭石具有较高的吸附性，可吸附无机颜料，从而提高彩色沥青砼的鲜艳度和色牢度。乙烯-醋酸乙烯共聚物的加入，可提高脱色沥青的粘附性，提高脱色沥青与无机颜料之间的粘附性，使彩色沥青的色彩更为持久。
木质素纤维的加入，可使纤维与纤维间搭接成三维立体结构，可提高彩色沥青砼的机械强度，避免彩色沥青砼开裂；另外，其具有较强的吸附能力，可吸附无机颜料，提高彩色沥青砼的色彩鲜艳度，纤维内部的空隙可防止脱色沥青在高温下泛油，避免因泛油影响彩色沥青砼的色彩持久性；同时其还具有增粘作用，提高彩色沥青砼的耐摩擦性。
葡萄糖酸钠可提高无机颜料在彩色沥青砼的分散均匀性，使无机颜料与彩色沥青砼的各原料混合均匀，从而进一步提高彩色沥青砼的色彩持久性。
作为优选：所述彩色沥青砼包括如下重量份的原料：脱色沥青45-55份、无机颜料7-9份、普通硅酸盐水泥7-9份、石灰粉34-38份、麦饭石27-29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-4份、木质素纤维1.5-3.5份、葡萄糖酸钠3.5-4.5份、水12-14份。
作为优选：所述彩色沥青砼还包括3-5份色彩稳定剂。
通过采用上述技术方案，在彩色沥青砼中加入色彩稳定剂，以提高彩色沥青砼的色彩持久性。
作为优选：所述色彩稳定剂包括以下重量份原料：双丙聚氨酯保护剂5-15份、麦芽糊精1-3份、糖蜜8-10份、硝酸铵4-6份。
通过采用上述技术方案，双丙聚氨酯保护剂具有较高的耐化学腐蚀性、耐候性和耐磨性，可有效使彩色沥青砼隔绝空气和水的腐蚀，提高彩色沥青砼的耐氧化，从而使彩色沥青砼具有耐冲击、耐酸雨、不易褪色等优良特性，提高彩色沥青砼的色彩持久性。麦芽糊精的加入，改善彩色沥青砼的和易性，提高双冰聚氨酯保护剂在彩色沥青砼原料中的分散性。
糖蜜作为抗氧化剂加入，可改善因氧化而造成彩色沥青砼色彩持久性差的问题，硝酸铵的加入可进一步提高糖蜜在彩色沥青砼原料中的分散性，从而提高彩色沥青砼的色彩持久性。
作为优选：所述色彩稳定剂采用以下方式制备得到：将糖蜜和硝酸铵混合，搅拌均匀后，加入双丙聚氨酯保护剂和麦芽糊精混合，得到色彩稳定剂。
通过采用上述技术方案，先将糖蜜和硝酸钠混合，搅拌均匀，再与其他原料混合，可提高色彩稳定剂各原料的分散均匀性；另外，色彩稳定剂的制备方法简单，便于操作。
作为优选：所述彩色沥青砼还包括如下重量份原料：球形氧化铬5-10份、焦磷酸钠2-3份。
通过采用上述技术方案，球形氧化铬的加入，可提高彩色沥青砼的高温稳定性，焦磷酸钠可进一步提高球形氧化铬在彩色沥青砼原料中的分散均匀性，从而提高彩色沥青砼的色彩持久性。
作为优选：所述焦磷酸钠与球形氧化铬的重量份配比为1：(2-4)。
通过采用上述技术方法，调节焦磷酸钠与球形氧化铬的重量份配比，可进一步提高球形氧化铬在彩色沥青砼原料中的分散均匀性。
第二方面，本申请提供一种色彩持久的彩色沥青砼的生产方法，具体通过以下技术方案得以实现：
一种色彩持久的彩色沥青砼的生产方法，其包括以下操作步骤：
将脱色沥青、无机颜料、石灰粉、麦饭石和乙烯-醋酸乙烯共聚物、木质素纤维和葡萄糖酸钠加入水中混合，在155-160℃条件下，搅拌均匀，即得混合料A；
将普通硅酸盐水泥和其余原料加入混合料A中，搅拌均匀，即得彩色沥青砼。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
(1)本申请通过调控彩色沥青砼各原料的种类和掺量，使彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为80.9kN和78.4kN；同时浸水48h稳定度为11.95kN，且本申请中得到的彩色沥青混凝土经紫外线照射24h后色彩基本保持原色，无明显变化，，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7429次/mm和91.2％，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。
(2)本申请通过在彩色沥青砼原料中加入色彩稳定剂，使彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为81.9kN和80.3kN，浸水48h稳定度为12.28kN，车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7625次/mm和91.4％，进一步提高了彩色沥青砼的色彩持久性。
(3)本申请通过在彩色沥青砼原料中加入焦磷酸钠与球形氧化铬，并调节两者的重量份配比，使彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为82.5kN和82.3kN，浸水48h稳定度为12.61kN，另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度最优分别为7635次/mm和91.5％，具有较高的色彩持久性。
(4)本申请通过在彩色沥青砼原料中添加焦磷酸钠和球形氧化铬的基础上添加色彩稳定剂，使彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度最高分别为84.7kN和83.0kN，浸水48h稳定度最高为12.89kN，车辙稳定度和冻融劈裂强度最优分别为7668次/mm和91.7％，进一步提高了彩色沥青砼的色彩持久性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请中的如下各原料均为市售产品，均为使本申请的各原料得以公开充分，不应当理解为对原料的来源产生限制作用。具体为：无机颜料，选用氧化铁红，粒径为325目；普通硅酸盐水泥，标准P.O42.5R；石灰粉，粒径为500目；麦饭石，粒径为30目；乙烯-醋酸乙烯共聚物，密度为0.92-0.98g/cm3；木质素纤维，有效物质含量为95％；葡萄糖酸钠，型号工业级；双丙聚氨酯保护剂，有效物质含量40％；麦芽糊精，有效物质含量99％；糖蜜，垂度85；硝酸铵，有效物质含量99.5％，总氮含量34.6％；球形氧化铬，粒径为60nm；焦磷酸钠，有效物质含量98％。
制备例1
一种色彩稳定剂，其采用以下方法制备得到：
按照表1的掺量，将糖蜜和硝酸铵混合，搅拌均匀后，加入双丙聚氨酯保护剂和麦芽糊精混合，得到色彩稳定剂。
制备例2-5
制备例2-5的色彩稳定剂与制备例1的制备方法和原料种类完全相同，区别在于：各原料掺量不同，具体详见表1所示。
表1制备例1-5的色彩稳定剂各原料掺量(单位：kg)
原料 制备例1 制备例2 制备例3 制备例4 制备例5
双丙聚氨酯保护剂 5 10 15 10 10
麦芽糊精 2 2 2 2 2
糖蜜 9 9 9 8 10
硝酸铵 5 5 5 5 5
实施例1
实施例1的彩色沥青砼通过如下操作步骤而得：
按照表2的掺量，将脱色沥青、无机颜料、石灰粉、麦饭石和乙烯-醋酸乙烯共聚物、木质素纤维和葡萄糖酸钠加入水中混合，在160℃条件下，搅拌均匀，即得混合料A；
将普通硅酸盐水泥和其余原料加入混合料A中，搅拌均匀，即得彩色沥青砼。
实施例2-5
实施例2-5的彩色沥青砼与实施例1的生产方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表2所示。
表2实施例1-5彩色沥青砼的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003538858060000041
Figure BDA0003538858060000051
实施例6-9
实施例6-9的彩色沥青砼与实施例3的生产方法及原料种类完全相同，区别在于护套的各原料掺量不同，具体详见表3所示。
表3实施例6-9彩色沥青砼的各原料掺量(单位：kg)
原料 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
脱色沥青 50 50 50 50
无机颜料 7 7 7 7
普通硅酸盐水泥 8 8 8 8
石灰粉 35 35 35 35
麦饭石 28 28 28 28
乙烯-醋酸乙烯共聚物 3 3 3 3
木质素纤维 2 2 2 2
葡萄糖酸钠 3.5 4 4.5 5
水 13 13 13 13
实施例10
实施例10的彩色沥青砼与实施例7的制备方法完全相同，区别在于彩色沥青砼原料中还加入了4kg的色彩稳定剂，其余原料种类和掺量与实施例7相同。
实施例11-14
实施例11-14的彩色沥青砼与实施例7的制备方法完全相同，区别在于护套原料中加入4kg制备例2-5制备的色彩稳定剂，其余原料种类和掺量与实施例7相同。
实施例15
实施例15的彩色沥青砼与实施例7的制备方法完全相同，区别在于彩色沥青砼原料中还加入了球形氧化铬和焦磷酸钠，其余原料种类与实施例7相同，具体掺量详见表4所示。
实施例16-18
实施例16-18的彩色沥青砼与实施例7的制备方法及原料种类完全相同，区别在于各原料掺量不同，具体详见表4所示。
表4实施例15-18彩色沥青砼的各原料掺量(单位：kg)
Figure BDA0003538858060000052
Figure BDA0003538858060000061
实施例19
实施例19的彩色沥青砼与实施例16的制备方法完全相同，区别在于在护套原料中加入4kg制备例2制备的色彩稳定剂，其余原料种类和掺量与实施例16相同。
对比例1
对比例1的彩色沥青砼与实施例1的制备方法完全相同，区别在于：彩色沥青砼原料中未添加乙烯-醋酸乙烯共聚物，其余原料及掺量与实施例1相同。
对比例2
对比例2的彩色沥青砼与实施例1的制备方法完全相同，区别在于：彩色沥青砼原料中未添加葡萄糖酸钠，其余原料及掺量与实施例1相同。
性能检测
采用如下检测标准或方法分别对不同的实施例1-19和对比例1-2进行性能检测，检测结果详见表5。
马歇尔稳定度：按照T0709-2000《沥青混合料马歇尔稳定度试验》进行彩色沥青砼马歇尔稳定度的检测。
浸水稳定度：通过浸水马歇尔试验，检测彩色沥青砼的浸水48h的稳定度。
抗压强度：按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(IOS法)》对彩色沥青砼进行抗压强度检测。
冻融劈裂强度比：按照GB/T29050-2012《道路用抗车辙剂沥青混凝土》对彩色沥青砼的冻融劈裂强度比进行检测。
车辙稳定度：按照JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对彩色沥青砼的车辙稳定度进行检测。
粘结力等级：按照JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，对彩色沥青砼的粘结力等级进行检测。
表面色彩变化：采用6个UVB313型紫外线灯管，每个灯管功率为50w，紫外灯照射两周，期间每隔10h紫外照射后，进行2h喷水，每天两个循环，试验箱内温度控制在50℃，试验后观察彩色沥青砼的光稳定性。
表5不同彩色沥青砼的性能检测结果
Figure BDA0003538858060000071
Figure BDA0003538858060000081
由表5的检测结果表明，本申请中得到的彩色沥青砼紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度最高分别为84.7kN和83.0kN；同时浸水48h稳定度最高为12.89kN；且本申请中得到的彩色沥青混凝土经紫外线照射两周后色彩基本保持原色，无明显变化，提高了彩色沥青砼的色彩持久性。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度、冻融劈裂强度和粘结力等级最优分别为7668次/mm、91.7％和5级，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。
实施例1-5中，实施例3彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为79.6kN和77.8kN；同时浸水48h稳定度为11.68kN，均高于实施例1-2和实施例4-5彩色沥青砼，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7298次/mm和90.9％，均高于实施例1-2和实施例4-5彩色沥青砼，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。表明实施例3彩色沥青砼原料中乙烯-醋酸乙烯共聚物的掺量较为合适，提高了彩色沥青砼的色彩持久性和力学性能。
结合实施例3和实施例6-9中，实施例7彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为80.9kN和78.4kN；同时浸水48h稳定度为11.95kN，均高于实施例6和实施例8-9彩色沥青砼，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7429次/mm和91.2％，均高于实施例6和实施例8-9彩色沥青砼，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。表明实施例7彩色沥青砼原料中葡萄糖酸钠的掺量较为合适，提高了彩色沥青砼的色彩持久性和力学性能。
实施例10-14中，实施例11彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为81.9kN和80.3kN；同时浸水48h稳定度为12.28kN，均高于实施例10和实施例12-14彩色沥青砼，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7625次/mm和91.4％，均高于实施例10和实施例12-14彩色沥青砼，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。表明实施例11彩色沥青砼原料中色彩稳定剂的掺量较为合适，提高了彩色沥青砼的色彩持久性和力学性能。
实施例15-18中，实施例16彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为82.5kN和82.3kN；同时浸水48h稳定度为12.61kN，均高于实施例15和实施例17-18彩色沥青砼，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7635次/mm和91.5％，均高于实施例15和实施例17-18彩色沥青砼，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。表明当彩色沥青砼原料中焦磷酸钠与球形氧化铬的重量份配比为1:3较为合适，提高了彩色沥青砼的色彩持久性和力学性能。可能是与调节焦磷酸钠与球形氧化铬的重量份配比，可进一步提高球形氧化铬在彩色沥青砼原料中的分散均匀性，从而提高彩色沥青砼的高温稳定性有关。
结合实施例16和实施例19发现，实施例19彩色沥青砼的紫外老化前稳定度和紫外老化36h后稳定度分别为84.7kN和83.0kN；同时浸水48h稳定度为12.89kN，均高于实施例16的彩色沥青砼，提高了彩色沥青砼的色彩稳定度。另外，本申请得到的彩色沥青砼的车辙稳定度和冻融劈裂强度分别为7668次/mm和91.7％，均高于实施例16的彩色沥青砼，在提高色彩持久性的基础上，还提高了彩色沥青砼的力学性能。
结合对比例1-2和实施例1彩色沥青砼的性能检测数据发现，在彩色沥青砼原料中加入乙烯-醋酸乙烯共聚物和葡萄糖酸钠，均不同程度的提高了彩色沥青砼的色彩持久性。
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 (5)

1.一种色彩持久的彩色沥青砼，其特征在于，其包括如下重量份的原料：脱色沥青40-60份、无机颜料5-10份、普通硅酸盐水泥6-10份、石灰粉30-40份、麦饭石25-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物1-5份、木质素纤维1-3份、葡萄糖酸钠3-5份、水10-15份、色彩稳定剂3-5份、球形氧化铬5-10份、焦磷酸钠2-3份；
所述色彩稳定剂包括以下重量份原料：双丙聚氨酯保护剂5-15份、麦芽糊精1-3份、糖蜜8-10份、硝酸铵4-6份。
2.根据权利要求1所述的色彩持久的彩色沥青砼，其特征在于，所述彩色沥青砼包括如下重量份的原料：脱色沥青45-55份、无机颜料7-9份、普通硅酸盐水泥7-9份、石灰粉34-38份、麦饭石27-29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-4份、木质素纤维1.5-3.5份、葡萄糖酸钠3.5-4.5份、水12-14份。
3.根据权利要求1所述的色彩持久的彩色沥青砼，其特征在于，所述色彩稳定剂采用以下方式制备得到：将糖蜜和硝酸铵混合，搅拌均匀后，加入双丙聚氨酯保护剂和麦芽糊精混合，得到色彩稳定剂。
4.根据权利要求1所述的色彩持久的彩色沥青砼，其特征在于：所述焦磷酸钠与球形氧化铬的重量份配比为1：（2-4）。
5.一种权利要求1-4任一所述的色彩持久的彩色沥青砼的生产方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将脱色沥青、无机颜料、石灰粉、麦饭石和乙烯-醋酸乙烯共聚物、木质素纤维和葡萄糖酸钠加入水中混合，在155-160℃条件下，搅拌均匀，即得混合料A；
将普通硅酸盐水泥和其余原料加入混合料A中，搅拌均匀，即得彩色沥青砼。
CN202210236643.0A 2022-03-01 2022-03-09 一种色彩持久的彩色沥青砼及生产方法 Active CN114436599B (zh)

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