CN115851277A - 一种环保筑路剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种环保筑路剂及其制备方法和应用，涉及筑路材料领域。该环保筑路剂，按重量份计，由以下重量份组成：木质素磺酸盐40‑46份、硅酸盐0.1‑0.2份、草酸盐0.1‑0.2份、乳酸盐0.8‑1.3份、硫酸盐0.7‑1.2份、甘油0.5‑1.0份、碱性氧化物0.3‑0.5份、生物酶类固化剂0.7‑1.2份、防腐杀菌剂0.05‑0.15份和水46‑48份；该筑路剂制备工艺简单，操作简便，且所筑路面具有经济、重载、绿色环保、维护简单和重复利用的特点。
Description
技术领域
本申请涉及一种环保筑路剂及其制备方法和应用，属于筑路材料领域。
背景技术
沥青、混凝土路面经过长期的发展，使用性能不断被拓展和改善，已逐渐成熟，成为目前世界高等级公路中的主要路面结构，但也存在造价较高、养护维护要求高、高能耗、高排放的缺点。
我国道路在养护维修过程中，由于普遍采用挖补和铣刨重铺的传统工艺，沥青混合料不能回收利用，由此带来两大问题：一是废料的遗弃、堆放占用大量土地，造成环境污染；二是大量旧沥青、旧集料不予利用，资源浪费。随着我国沥青路面养护技术的发展和人们环保意识的增强，提供一种环保、经济、低能耗，可回收的路面材料是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供了一种环保筑路剂及其制备方法和应用，使得所有松散的土壤微粒聚合并固结硬化，从而减少路面的扬尘，起到抑尘的效果，经济、重载、绿色环保、并且可以回收利用。
本发明是通过以下的技术方案实现，一种环保筑路剂，以重量份数计，由以下原料组成：木质素磺酸盐40-46份、硅酸盐0.1-0.2份、草酸盐0.1-0.2份、乳酸盐0.8-1.3份、硫酸盐0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、碱性氧化物0.3-0.5份、生物酶类固化剂0.7-1.2份、防腐杀菌剂0.05-0.15份和水46-48份。
优选地，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙和木质素磺酸镁的混合物；
其中，所述木质素磺酸钙与所述木质素磺酸镁的重量比为1:1.1-1.4。
优选地，所述硅酸盐为硅酸钙、硅酸钠、硅酸钾任意一种。
优选地，所述草酸盐为草酸钙。
优选地，所述乳酸盐为乳酸钠或乳酸钙。
优选地，所述硫酸盐为硫酸钾、硫酸镁、硫酸铝、硫酸钠任意一种。
优选地，所述卤化盐为氯化钙、氯化镁、氯化铁任意一种。
优选地，生物酶类固化剂为泰然酶土壤固化剂，所述防腐杀菌剂为卡松防腐剂。
优选地，一种环保筑路剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入46-48份水和40-46份木质素磺酸盐，搅拌25-35分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钙0.1-0.2份、草酸钙0.1-0.2份、微晶纤维素0.1-0.2份、乳酸钠0.8-1.3份、硫酸钾0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、氯化钙0.3-0.5份、泰然酶土壤固化剂0.7-1.2份、卡松防腐剂0.05-0.15份对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌20-30分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇0.5-1.0份，搅拌15-25分钟，沉降稳定后，得到环保筑路剂。
优选地，所述环保筑路剂适于在温度为10-60℃条件下使用。
本申请所提供的一种环保筑路剂，具有以下化学机理。
(1)筑路剂与土壤中土粒矿物的粒子表面发生表面化学改性，消除或降低土粒粒子之间的互相排斥的状态，筑路剂与水作用后产生的Ca2+、Mg2+、Al3+等正价金属离子能与土胶粒表面吸附层中的Na+、K+中和土壤中的负电荷，降低土粒之间的电势，使土颗粒相互靠近。
(2)筑路剂中添加有硅酸盐、铝酸盐等相关物质，加入土壤后在水的作用下，产生各种连续化学反应生成凝胶状的水化物，包围土壤颗粒，并硬化形成骨架，增加土壤颗粒之间的粘结强度和稳定性。
本申请的有益效果包括但不限于：
1、根据本申请提供的一种环保筑路剂及其制备方法和应用，其环保筑路剂兼容性广、生产简单易操作、无腐蚀性、绿色环保，可在在矿山重载运输道路、工程施工便道、新能源(光伏、风能等)发电场内外道路、林业保育/防火通道、油气管道巡检路等应用。
2、根据本申请提供的一种环保筑路剂及其制备方法和应用，筑路剂原料由多聚糖、复合淀粉以及矿物质组成，多聚糖使筑路材料相互黏合，更加稳定；复合淀粉增大了筑路材料的抗水性、耐久性；矿物质的加入提高了土壤承载力；最终使得所有松散的土壤微粒聚合并固结硬化，从而减少路面的扬尘，起到抑尘的效果。
3、根据本申请提供的一种环保筑路剂及其制备方法和应用，使用此筑路剂修筑的路面废弃后，可以打碎拆除，就地还田，实现重复利用，降本增效。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些简单的替换或调整，均在本发明的保护范围之内。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
实施例1
一种环保筑路剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入46份水、19份木质素磺酸镁和23份木质素磺酸钙，搅拌25分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钙0.1份、草酸钙0.1份、微晶纤维素0.1份、乳酸钙0.8份、硫酸镁0.7份、甘油0.5份、氯化镁0.3份、泰然酶土壤固化剂0.7份、卡松防腐剂0.05份对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌25分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇1.0份，搅拌15分钟，待搅拌机内产品沉降稳定后，得到筑路剂A。
(4)筑路剂A与水1:1稀释搅拌，对路面进行填补、刮平、碾压，得到路面A。
实施例2
一种环保筑路剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入48份水和21份木质素磺酸镁、25份木质素磺酸钙，搅拌6分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钠0.2份、草酸钙0.2份、微晶纤维素0.2份、乳酸钠1.3份、硫酸钾1.2份、甘油1.0份、氯化钙0.5份、泰然酶土壤固化剂1.2份、卡松防腐剂0.15份对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌25分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇1.0份，搅拌20分钟，待搅拌机内产品沉降稳定后，得到筑路剂B。
(4)筑路剂B与水1:1稀释搅拌，对路面进行填补、刮平、碾压，得到路面B。
实施例3
一种环保筑路剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入47份水和20份木质素磺酸镁、24份木质素磺酸钙，搅拌35分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钙0.15份、草酸钙0.15份、微晶纤维素0.15份、乳酸钠1.2份、硫酸钾0.9份、甘油0.8份、氯化钙0.4份、泰然酶土壤固化剂0.9份、卡松防腐剂0.1份，对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌30分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇0.8份，搅拌25分钟，待搅拌机内产品沉降稳定后，得到筑路剂C。
(4)筑路剂C与水1:1稀释搅拌，对路面进行填补、刮平、碾压，得到路面C。
实施例4
一种环保筑路剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入47份水和21份木质素磺酸镁、25份木质素磺酸钙，搅拌25分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钾0.1份、草酸钙0.2份、微晶纤维素0.2份、乳酸钠0.9份、硫酸钾0.7份、甘油0.8份、氯化钙0.3份、泰然酶土壤固化剂0.8份、卡松防腐剂0.15份对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌25分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇0.5份，搅拌15分钟，待搅拌机内产品沉降稳定后，得到筑路剂D。
(4)筑路剂D与水1:1稀释搅拌，对路面进行填补、刮平、碾压,得到路面D。
实施例5
一种环保筑路剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入48份水和21份木质素磺酸镁、25份木质素磺酸钙，搅拌26分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钙0.2份、草酸钙0.2份、微晶纤维素0.2份、乳酸钠1.3份、硫酸钠0.7份、甘油1.0份、氯化钙0.5份、泰然酶土壤固化剂1.2份、卡松防腐剂0.15份对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌30分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇1.0份，搅拌24分钟，待搅拌机内产品沉降稳定后，得到筑路剂E。
(4)筑路剂E与水1:1稀释搅拌，对路面进行填补、刮平、碾压得到路面E。
对比例1
与实施例3的区别在于：步骤(1)中未放有木质素磺酸钙和木质素磺酸镁。
对比例2
与实施例3的区别在于：步骤(2)中未放有硫酸钾和氯化钙。
对比例3
与实施例3的区别在于：步骤(2)中未放有微晶纤维素。
对比例3
与实施例3的区别在于：步骤(2)中未放有泰然酶土壤固化剂。
实施例1-5均在10-50℃下进行，避免筑路剂冷冻，难以施工。
对上述实施例1-5和对比例1-4进行耐水性、抗压回弹模量、抗压强度、承载比等性能测试，测试如表1所示。
由表1可知，在实施例1-5中，实施例3所采用的各比例原料，所筑路面的耐水性、抗压回弹模量、抗压强度、承载比性能最优。
对比例1与实施例1-5相比，所得到的筑路剂中缺少木质素磺酸盐，木质素磺酸盐起到了还原剂和黏合剂的作用，即对比例1所筑路面材料的相互黏合性降低。
对比例2与实施例1-5相比，所得到的筑路剂中缺少硅酸盐、铝酸盐等相关物质，无法与土壤发生化学反应，包围土壤颗粒，增强路面的稳定性，并且延缓了土壤路面凝结时间，无法在短时间内达到路面所需强度。
对比例3与实施例1-5相比，所得到的的筑路剂中缺少微晶纤维素，微晶纤维素起到了黏合剂的作用，即土壤颗粒之间的粘结强度和稳定性降低。
对比例4与实施例1-5相比，所得到的筑路剂中缺少泰然酶土壤固化剂，经过该筑路剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、CBR等性能都会显著降低，不仅缩短道路的使用寿命，还提高了工程维修成本。
以上测试均按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中第T0805-1994条规定条件下检测；
(1)实施例1-5中，7天无侧限抗压强度均大于1.5MPa，满足《公路路面基层是公共技术规范》(JTJ034-2000)对道路填料抗压强度的的要求；
(2)实施例1-5中，浸水后强度损失均小于40％，具有良好的耐水性能。
(3)实施例1-5中，抗压回弹量值高，《公路沥青路面设置规范》(JTG D50-2004)对道路结构层稳固土做出规定，稳固土抗压回弹模量范围需要600MPa-800MPa，实施例1-5满足抗压回弹模量且均满足要求，处于较好水平。
(4)实施例1-5的承载比均满足《公路路基设计规范》JTJD30-2004)对路床最小强度CBR值的规定，满足道路填料的应用要求。
以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保筑路剂，其特征在于，以重量份数计，由以下原料组成：木质素磺酸盐40-46份、硅酸盐0.1-0.2份、草酸盐0.1-0.2份、乳酸盐0.8-1.3份、硫酸盐0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、碱性氧化物0.3-0.5份、生物酶类固化剂0.7-1.2份、防腐杀菌剂0.05-0.15份和水46-48份。
2.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙和木质素磺酸镁的混合物；
其中，所述木质素磺酸钙与所述木质素磺酸镁的重量比为1:1.1-1.4。
3.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钙、硅酸钠、硅酸钾任意一种。
4.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述草酸盐为草酸钙。
5.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述乳酸盐为乳酸钠或乳酸钙。
6.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸钾、硫酸镁、硫酸铝、硫酸钠任意一种。
7.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，所述卤化盐为氯化钙、氯化镁、氯化铁任意一种。
8.如权利要求1所述的环保筑路剂，其特征在于，生物酶类固化剂为泰然酶土壤固化剂，所述防腐杀菌剂为卡松防腐剂。
9.如权利要求1-8所述的环保筑路剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向化工粉体搅拌机中加入46-48份水和40-46份木质素磺酸盐，搅拌25-35分钟至全部溶解；
(2)再加入硅酸钙0.1-0.2份、草酸钙0.1-0.2份、微晶纤维素0.1-0.2份、乳酸钠0.8-1.3份、硫酸钾0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、氯化钙0.3-0.5份、泰然酶土壤固化剂0.7-1.2份、卡松防腐剂0.05-0.15份，并对原料进行旋流提升混合搅拌，搅拌20-30分钟至全部溶解；
(3)最后投入乙醇0.5-1.0份，搅拌15-25分钟，沉降稳定后，得到环保筑路剂。
10.一种根据权利要求1-8任意一项所述的环保筑路剂在路面铺设中的应用，其特征在于，所述环保筑路剂适于在温度为10-60℃条件下使用。
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| CN105419815A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-23 | 吕贵松 | 一种高分子土壤固化剂 |
| CN105950157A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-09-21 | 松田勤 | 一种环保无机土壤固化外加剂 |
| CN112226233A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-15 | 刘泽坤 | 一种土壤固化剂、固化土及其应用 |
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2022
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