CN117285274A - 赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 - Google Patents
赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117285274A CN117285274A CN202310822765.2A CN202310822765A CN117285274A CN 117285274 A CN117285274 A CN 117285274A CN 202310822765 A CN202310822765 A CN 202310822765A CN 117285274 A CN117285274 A CN 117285274A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- red mud
- mixture
- parts
- fly ash
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 204
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 48
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 41
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 16
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 15
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 10
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 8
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 8
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 7
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 6
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims description 5
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 claims description 4
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 claims description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 abstract 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 19
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 10
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 10
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于道路工程材料及制备技术领域，提供赤泥‑飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途，改性剂包括赤泥50‑80份，飞灰10‑30份，化学改性溶剂1‑2份，生物油10‑20份。本申请使用飞灰与化学试剂对赤泥进行复配改性，复配后的赤泥基改性剂的掺入有效地提高了改性沥青混合料的综合性能，解决了赤泥加入所带来的水稳定性不足的问题，改性沥青混合料具有良好的高温抗车辙性、低温抗裂性、水稳定性，提高了沥青混合料的综合性能，道路服役时间延长，道路维修成本降低；且赤泥用作沥青改性剂，实现赤泥资源化利用，是实现交通基础设施“绿色发展、节约集约、低碳环保”的重要方向。
Description
技术领域
本发明属于道路工程材料及制备技术领域，具体涉及赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途。
背景技术
目前，我国仍处于公路建设大发展时期，随着多条高等级公路的陆续投入使用，交通量及轴载的日益增加，不少高等级公路路面功能正逐步退化，有的仅2～3年就出现早期破坏，使用寿命大大降低。以良好高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性为要求的高性能改性沥青在路面工程的需求量日益增加，而SBS聚合物、橡胶等常规沥青改性材料成本昂贵、供应量小，使得我国改性沥青材料的供需矛盾日益加剧。
赤泥作为大宗固体废弃物，其具有多孔结构、颗粒粒径微小等特性，在沥青改性方面有很大潜力。将赤泥作为沥青改性材料应用于路面工程，一方面可以有效地发挥赤泥的建筑材料性能，缓解我国改性沥青供需矛盾；另一方面可实现赤泥综合利用，缓减其给社会和环境所带来的沉重负担，具有巨大的经济与社会价值。
飞灰是煤、稻壳等燃烧过程中所得到的微小颗粒，除含有未烧尽的颗粒外，还含有大量硅、铁、铝、钙、等的氧化物以及各种微量元素。因此，飞灰对大气污染危害极大，其所含有的重金属还会对土壤产生污染。但飞灰具有高活性的特点，因此可考虑将其作为沥青改性剂改善基质沥青及其混合料的性能，使飞灰得以充分利用。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种赤泥-飞灰沥青改性剂，包括：赤泥50-80份，飞灰10-30份，化学改性溶剂1-2份，生物油10-20份；
所述赤泥为烧结法赤泥、拜耳法赤泥中的任意一种或两种的混合物；所述飞灰为粉煤灰，稻壳灰中的任意一种或两种的混合物；
所述化学改性溶剂为偶联剂，选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的混合物；
所述生物油为大豆生物油、菜籽生物油中的任意一种或多种的混合物。
赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥、飞灰进行烘干处理，备用；
S2、将步骤S1烘干后的各物料分别放入球磨机进行粉碎，然后再次烘干，得到相应粉体，备用；
S3、将步骤S2的粉体放入固体搅拌机，将偶联剂与生物油喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm，搅拌40～60min，混合均匀后即得，其中：
步骤S1中，烘干温度为100-150℃，时间为2-5h；
步骤S2中，粉碎的方法为：球磨20-40min；
步骤S2中，烘干温度为100-150℃，时间为1-5h；
步骤S3中，粉体混合均匀后与偶联剂的混合时间为40-60min。
一种改性沥青混合料，按重量份计，其原料组成为：其原料组成为：粗集料40-80份，细集料10-60份，沥青3-6份，填料3-5份，权利要求1所述的赤泥-飞灰沥青改性剂2～4份；
所述沥青混合料类型包括：AC13、AC20、AC25、SMA13中的任意一种；
粗集料包括石灰岩、玄武岩、辉绿岩、花岗岩中的任意一种，其满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004对粗集料的要求；
所述填料为石灰岩矿粉；
沥青包括70#基质沥青、SBS改性沥青中的任意一种。
改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
P1、启动剪切搅拌机，将沥青加热融化后按比例掺入所述赤泥-飞灰沥青改性剂，混合均匀，得到改性沥青；
P2、将粗集料、细集料、填料分别加热，然后将粗集料、细集料按比例混合均匀，加入步骤P1的改性沥青，得到前混合物；
P3、将填料按比例加入步骤P2的前混合物中，混合均匀，即得改性沥青混合料。
优选的方案中，步骤P1中加热条件为：在130-170℃下加热1-3h。
优选的方案中，步骤P2中，加热条件为：在160-180℃下加热1-5h。
本发明还提供：
赤泥-飞灰沥青改性剂在道路、桥梁工程中的应用。
赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法在道路、桥梁工程中的应用。
改性沥青混合料在道路、桥梁工程中的应用。
改性沥青混合料的制备方法在道路、桥梁工程中的应用。
本发明所达到的有益效果为：
第一、本发明通过使用偶联剂对赤泥进行化学改性，可以有效地提高改性赤泥的综合性能。使用偶联剂对赤泥进行表面改性时，偶联剂一端可与赤泥表面的羟基发生水解反应生成共价键，另一端与基质沥青的有机官能团通过化学反应形成固定相，使得赤泥可以更好的溶合、分散到沥青中。
第二、本发明提出的改性沥青混合料具有良好的高温抗车辙性、低温抗裂性、水稳定性，可以提高沥青混合料的综合性能，延长道路服役时间，降低道路维修成本。
第三、本发明提供的赤泥-飞灰沥青改性剂的主要成分为赤泥、飞灰等固体废物，赤泥用作沥青改性剂，实现赤泥资源化利用，是实现交通基础设施“绿色发展、节约集约、低碳环保”的重要方向。
具体实施方式
下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
正如背景技术中所介绍的，随着交通运输压力的猛增，对于沥青路面性能的要求也越来越高，且现有技术鲜有利用赤泥制备得到改性剂的技术方案。因此，本公开提出了一种赤泥-飞灰沥青改性剂，能够有效解决上述技术问题。
本发明的第一方面，公开一种赤泥-飞灰沥青改性剂，按重量份计，其原料组成包括：赤泥50-80份，飞灰10-30份，化学改性溶剂1-2份，生物油10-20份；
赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途所述赤泥为烧结法赤泥，拜耳法赤泥中的一种或多种的混合物；
赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途所述飞灰为粉煤灰，稻壳灰中的一种或多种的混合物；
赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途所述生物油为菜籽生物油，大豆生物油中的一种或几种的混合物，生物油的掺入可显著降低基质沥青的温度敏感性，提高沥青混合料的低温性能；
赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途所述化学溶剂为偶联剂，优选的，选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物，偶联剂的加入可以增加界面的连接程度，提高赤泥与飞灰在沥青中的分散性。
本申请研究发现：赤泥与沥青混合后，会因赤泥的多孔、大孔结构将更多的自由沥青吸附成结构沥青，从而会降低沥青的低温性能。同时赤泥的碱金属含量较高，容易与沥青中的弱酸性基团发生反应，生成具有乳化作用的物质，表现在宏观上即为沥青膜易被水剥离，从而导致沥青-集料界面粘附性的降低，即赤泥的加入会使沥青混合料的水稳定性不足。
为此，本申请使用飞灰与化学试剂对赤泥进行复配改性，发现：复配后的赤泥基改性剂的掺入可以有效地提高改性沥青混合料的综合性能，解决赤泥加入所带来的水稳定性不足的问题。
使用生物油可显著降低基质沥青的温度敏感性，提高沥青混合料的低温性能。
使用飞灰可以提高沥青混合料的高温性能和水稳定性。
使用偶联剂可以使沥青胶浆在浸水条件下与集料的粘结界面更完整，减少了沥青胶浆与集料的黏附破坏，即偶联剂的加入可以提升沥青-集料的界面强度和沥青混合料的水稳定性。且偶联剂中的亲有机基团和沥青之间形成较强的联接作用，这使得沥青胶浆在低温条件下具有更大的刚度，不容易断裂，即提高沥青混合料的低温性能。
本发明的第二方面，公开所述赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将赤泥、飞灰进行烘干处理，备用；
2)将步骤1)烘干后的各物料分别放入球磨机进行粉碎，然后再次烘干，得到相应粉体，备用。
3)将步骤2)的粉体放入固体搅拌机，将偶联剂与生物油喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm，搅拌40～60min，混合均匀后即得。
本发明的第三方面，公开所述应用为一种改性沥青混合料，按重量份计，其原料组成为：粗集料40-80份，细集料10-60份，沥青3-6份，填料3-5份，赤泥-飞灰沥青改性剂2～4份。
所述沥青混合料类型包括：AC13、AC20、AC25、SMA13等中的任意一种。
所述集料包括石灰岩、玄武岩、辉绿岩、花岗岩等中的任意一种，其满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对粗集料的要求。
所述沥青包括70#基质沥青、SBS改性沥青等中的任意一种，其满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对沥青的要求。
所述填料为石灰岩矿粉，其满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对填料的要求。
本发明的第四方面，公开所述改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)启动剪切搅拌机，将沥青加热融化后按比例掺入所述赤泥-飞灰沥青改性剂，混合均匀，得到改性沥青。
(2)将粗集料、细集料、填料分别加热，然后将粗集料、细集料按比例混合均匀，加入步骤(1)的改性沥青，得到前混合物。
(3)将填料按比例加入步骤(2)的前混合物中，混合均匀，即得改性沥青混合料。
进一步地，步骤(1)中，所述加热条件为：在130-170℃下加热1-3h。
进一步地，步骤(2)中，所述加热条件为：在160-180℃下加热2-5h。
本发明的第五方面，公开所述赤泥-飞灰沥青改性剂和/或所述方法制备的赤泥-飞灰沥青改性剂在道路、桥梁工程领域中的应用。
本发明的第六方面，公开所述改性沥青混合料和/或所述方法制备的改性沥青混合料在道路、桥梁工程领域中的应用。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别将烧结法赤泥、粉煤灰灰置于100℃烘箱中干燥3h。
2)将步骤1)中的干燥后的原料分别在球磨机中球磨20min，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F400-2004)中对填料所要求的粒径。然后把球磨后的粉体再置于100℃烘箱中3h直至干燥。
3)将步骤2)得到的粉体按照比例(烧结法赤泥80份，粉煤灰30份，)放入固体搅拌机，将2份硅烷偶联剂、20份大豆生物油均匀喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm搅拌40～60min，搅拌均匀后即得赤泥-飞灰沥青改性剂。
2、一种改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料称取：按重量份数称取如下组分：石灰岩粗集料75份，石灰岩细集料50份，70#基质沥青6份、改性剂4份，石灰岩矿粉(填料)3份，所述。各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求；沥青混合料类型：AC-20。
(2)开动剪切搅拌机，将70#基质沥青在130℃条件下加热3h直至融化，然后按比例掺入本实施例制备的赤泥-飞灰沥青改性剂，并使用搅拌机搅拌1h至混合均匀，其中搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为130℃，得到改性沥青。
(3)将粗集料、细集料、填料置于160℃条件中加热3h，然后将粗集料、细集料倒入拌锅中搅拌90s，然后加入步骤(2)中得到的改性沥青搅拌90s，得到前混合物。
(4)将填料加入到步骤(3)的前混合物中，搅拌90s，即得改性沥青混合料。
实施例2
一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别将烧结法赤泥、稻壳灰置于100℃烘箱中干燥3h。
2)将步骤1)中的干燥后的原料分别在球磨机中球磨20min，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F400-2004)中对填料所要求的粒径。然后把球磨后的粉体再置于100℃烘箱中3h直至干燥。
3)将步骤2)得到的粉体按照比例(烧结法赤泥50份，稻壳灰10份，)放入固体搅拌机，将1份硅烷偶联剂、10份菜籽生物油均匀喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm搅拌40～60min，搅拌均匀后即得赤泥-飞灰沥青改性剂。
2、一种改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料称取：按重量份数称取如下组分：石灰岩粗集料60份，石灰岩细集料40份，70#基质沥青3份、改性剂2份，石灰岩矿粉(填料)3份，所述。各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求；沥青混合料类型：AC-20。
(2)开动剪切搅拌机，将70#基质沥青在130℃条件下加热3h直至融化，然后按比例掺入本实施例制备的赤泥-飞灰沥青改性剂，并使用搅拌机搅拌1h至混合均匀，其中搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为130℃，得到改性沥青。
(3)将粗集料、细集料、填料置于160℃条件中加热3h，然后将粗集料、细集料倒入拌锅中搅拌90s，然后加入步骤(2)中得到的改性沥青搅拌90s，得到前混合物。
(4)将填料加入到步骤(3)的前混合物中，搅拌90s，即得改性沥青混合料。
实施例3
1、一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别将烧结法赤泥、稻壳灰置于100℃烘箱中干燥3h。
2)将步骤1)中的干燥后的原料分别在球磨机中球磨20min，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F400-2004)中对填料所要求的粒径。然后把球磨后的粉体再置于100℃烘箱中3h直至干燥。
3)将步骤2)得到的粉体按照比例(拜尔法赤泥50份，稻壳灰20份，)放入固体搅拌机，将2份硅烷偶联剂、15份菜籽生物油混合均匀喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm，搅拌40～60min，搅拌均匀后即得赤泥-飞灰沥青改性剂。
2、一种改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料称取：按重量份数称取如下组分：辉绿岩粗集料40份，辉绿岩细集料20份，70#基质沥青5份，赤泥-飞灰沥青改性剂2份，石灰岩矿粉(填料)5份。各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求；沥青混合料类型：AC-13。
(2)开动剪切搅拌机，将70#基质沥青在150℃条件下加热2h直至融化，然后按比例掺入本实施例制备的赤泥-飞灰沥青改性剂，并使用搅拌机搅拌1h至混合均匀，其中搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为145℃，得到改性沥青。
(3)将粗集料、细集料、填料置于180℃条件中加热2h，然后将粗集料、细集料倒入拌锅中搅拌90s，然后加入步骤(2)中得到的改性沥青搅拌90s，得到前混合物。
(4)将填料加入到步骤(3)的前混合物中，搅拌90s，即得改性沥青混合料。
实施例4
1、一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别将烧结法赤泥、稻壳灰置于100℃烘箱中干燥3h。
2)将步骤1)中的干燥后的原料分别在球磨机中球磨20min，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F400-2004)中对填料所要求的粒径。然后把球磨后的粉体再置于100℃烘箱中3h直至干燥。
3)将步骤2)得到的粉体按照比例(烧结法赤泥60份，稻壳灰15份，)放入固体搅拌机，将1份钛酸酯偶联剂、10份大豆生物油均匀喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm搅拌40～60min，搅拌均匀后即得赤泥-飞灰沥青改性剂。
2、一种改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料称取：按重量份数称取如下组分：玄武岩粗集料70份，玄武岩细集料30份，SBS改性沥青5份，改性剂3份，石灰岩矿粉(填料)3份。各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求；沥青混合料类型：SMA-13。
(2)开动剪切搅拌机，将SBS改性沥青在170℃条件下加热2h直至融化，然后按比例掺入本实施例制备的赤泥-飞灰沥青改性剂，并使用搅拌机搅拌1h至混合均匀，其中搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为145℃，得到改性沥青。
(3)将粗集料、细集料、填料置于170℃条件中加热4h，然后将粗集料、细集料倒入拌锅中搅拌90s，然后加入步骤(2)中得到的改性沥青搅拌90s，得到前混合物。
(4)将填料加入到步骤(3)的前混合物中，搅拌90s，即得改性沥青混合料。
实施例5
1、一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，包括如下步骤：
1)分别将烧结法赤泥、粉煤灰置于100℃烘箱中干燥3h。
2)将步骤1)中的干燥后的原料分别在球磨机中球磨20min，磨细至《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F400-2004)中对填料所要求的粒径。然后把球磨后的粉体再置于100℃烘箱中3h直至干燥。
3)将步骤2)得到的粉体按照比例(烧结法赤泥70份，粉煤灰25份，)放入固体搅拌机，将2份硅烷偶联剂、15份大豆生物油均匀喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm搅拌40～60min，搅拌均匀后即得赤泥-飞灰沥青改性剂。
2、一种改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料称取：按重量份数称取如下组分：花岗岩粗集料80份，花岗岩细集料50份，70#基质沥青6份，赤泥-飞灰沥青改性剂4份，石灰岩矿粉(填料)4份。各原料的各项技术指标满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关要求；沥青混合料类型：AC-25。
(2)开动剪切搅拌机，将70#基质沥青在145℃条件下加热3h直至融化，然后按比例掺入本实施例制备的赤泥-飞灰沥青改性剂，并使用搅拌机搅拌1h至混合均匀，其中搅拌速度为300转/分钟，搅拌温度为145℃，得到改性沥青。
(3)将粗集料、细集料、填料置于170℃条件中加热5h，然后将粗集料、细集料倒入拌锅中搅拌90s，然后加入步骤(2)中得到的改性沥青搅拌90s，得到前混合物。
(4)将填料加入到步骤(3)的前混合物中，搅拌90s，即得改性沥青混合料。
对比例1
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备,同第一实施例,区别在于未添加赤泥；
2.一种改性沥青混合料的制备,同第一实施例,区别在于采用的改性剂为本对比例制备。
对比例2
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备,同第一实施例,区别在于未添加飞灰；
2.一种改性沥青混合料的制备,同第一实施例,区别在于采用的改性剂为本对比例制备。
对比例3
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备,同第一实施例,区别在于未添加偶联剂；
2.一种改性沥青混合料的制备,同第一实施例,区别在于采用的改性剂为本对比例制备。
对比例4
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备,同第一实施例,区别在于未添加植物油；
2.一种改性沥青混合料的制备,同第一实施例,区别在于采用的改性剂为本对比例制备。
对比例5
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂的制备,无；
2.一种沥青混合料的制备,同第一实施例,区别在于不添加改性剂。
参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E2O-2011)的试验流程,对5个实施例及5个对比例的沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性评价,具体评价指标见表1。
表1实施例及对比例的沥青混合料的指标评价
从沥青混合料的试验结果可以看出,相对于对比例1-5的试验结果，
(1)采用本发明提供的方法制备的沥青混合料的动稳定度升高,说明本方法可以提高沥青混合料的高温抗永久变形能力；
(2)采用本发明提供的方法制备的沥青混合料的弯拉应变增大,说明本发明提供的方法可以有效提高沥青混合料的低温抗裂性能；
(3)采用本发明提供的方法制备的沥青混合料的浸水残留稳定度和冻融劈裂强度显著增大,说明本发明提供的方法可以显著提高沥青混合料的水稳定性。
以上的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种赤泥-飞灰沥青改性剂，其特征在于：包括：赤泥50-80份，飞灰10-30份，化学改性溶剂1-2份，生物油10-20份；
所述赤泥为烧结法赤泥、拜耳法赤泥中的任意一种或两种的混合物；所述飞灰为粉煤灰，稻壳灰中的任意一种或两种的混合物；
所述化学改性溶剂为偶联剂，选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种的混合物；
所述生物油为大豆生物油、菜籽生物油中的任意一种或多种的混合物。
2.如权利要求1所述的赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将赤泥、飞灰进行烘干处理，备用；
S2、将步骤S1烘干后的各物料分别放入球磨机进行粉碎，然后再次烘干，得到相应粉体，备用；
S3、将步骤S2的粉体放入固体搅拌机，将偶联剂与生物油喷洒在粉体上，转速1000～2000rpm，搅拌40～60min，混合均匀后即得，其中：
步骤S1中，烘干温度为100-150℃，时间为2-5h；
步骤S2中，粉碎的方法为：球磨20-40min；
步骤S2中，烘干温度为100-150℃，时间为1-5h；
步骤S3中，粉体混合均匀后与偶联剂的混合时间为40-60min。
3.一种改性沥青混合料，其特征在于：按重量份计，其原料组成为：其原料组成为：粗集料40-80份，细集料10-60份，沥青3-6份，填料3-5份，权利要求1所述的赤泥-飞灰沥青改性剂2～4份；
所述沥青混合料类型包括：AC13、AC20、AC25、SMA13中的任意一种；
粗集料包括石灰岩、玄武岩、辉绿岩、花岗岩中的任意一种，其满足《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004对粗集料的要求；
所述填料为石灰岩矿粉；
沥青包括70#基质沥青、SBS改性沥青中的任意一种。
4.如权利要求4所述的改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
P1、启动剪切搅拌机，将沥青加热融化后按比例掺入所述赤泥-飞灰沥青改性剂，混合均匀，得到改性沥青；
P2、将粗集料、细集料、填料分别加热，然后将粗集料、细集料按比例混合均匀，加入步骤P1的改性沥青，得到前混合物；
P3、将填料按比例加入步骤P2的前混合物中，混合均匀，即得改性沥青混合料。
5.如权利要求4所述的改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤P1中，加热条件为：在130-170℃下加热1-3h。
6.如权利要求4所述的改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤P2中，加热条件为：在160-180℃下加热1-5h。
7.权利要求1所述的赤泥-飞灰沥青改性剂在道路、桥梁工程中的应用。
8.权利要求2所述的赤泥-飞灰沥青改性剂的制备方法在道路、桥梁工程中的应用。
9.权利要求3所述的改性沥青混合料在道路、桥梁工程中的应用。
10.权利要求4所述的改性沥青混合料的制备方法在道路、桥梁工程中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310822765.2A CN117285274A (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310822765.2A CN117285274A (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117285274A true CN117285274A (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=89257830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310822765.2A Pending CN117285274A (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117285274A (zh) |
-
2023
- 2023-07-06 CN CN202310822765.2A patent/CN117285274A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107353655B (zh) | 一种大掺量稳定型胶粉改性沥青及其制备方法 | |
| CN101085871B (zh) | 一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青 | |
| CN111377661B (zh) | 一种基于环保橡胶粉的超薄沥青混合料及其制备方法 | |
| CN101948623A (zh) | 橡胶粉改性乳化沥青及其制备方法以及由此制得的ca砂浆 | |
| CN111704403A (zh) | 一种抗渗混凝土及其制备方法 | |
| CN107473635B (zh) | 沥青混凝土及其制备工艺 | |
| CN111574109A (zh) | 一种适用于机场道面的环氧沥青玛蹄脂碎石混合料及其制备方法 | |
| CN103360774A (zh) | 一种沥青化橡胶改性沥青及制备方法 | |
| CN112266623A (zh) | 赤泥基复合改性沥青胶浆、改性沥青混合料及其制备方法与应用 | |
| CN112456865A (zh) | 一种高抗车辙性能大比例再生沥青混合料及其制备方法 | |
| CN110642555A (zh) | 一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用 | |
| CN108373283B (zh) | 一种利用钢渣尾渣制备的沥青混合料抗剥落剂及其制备与使用方法 | |
| CN114873953B (zh) | 水性环氧树脂乳化沥青冷拌钢渣混合料及其制备方法 | |
| CN112778777A (zh) | 一种碳纳米管和橡胶粉复合改性沥青及其制备方法 | |
| CN105859219A (zh) | 一种半柔性路面用浆体材料及其制备方法 | |
| CN110372262A (zh) | 一种利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制路缘石的方法 | |
| CN117285274A (zh) | 赤泥-飞灰沥青改性剂、混合料及制备方法、用途 | |
| CN113698135B (zh) | 一种磷石膏沥青混合料及其制备方法 | |
| CN112029301A (zh) | 一种废旧印刷线路板非金属粉改性沥青及其制备方法 | |
| CN114292052A (zh) | 一种高粘橡胶沥青混合料及其制备方法 | |
| CN113603411A (zh) | 环保型复合外加剂改性水泥稳定碎石混合料及其制备方法 | |
| CN112299794A (zh) | 一种碳-玻璃混杂纤维改性橡胶混凝土及其制备方法 | |
| CN112250347A (zh) | 一种适用低热河谷区的沥青混凝土及其制备方法 | |
| CN114591045B (zh) | 一种rap细集料全再生沥青路面功能层材料及其制备方法 | |
| CN117902870B (zh) | 一种再生废旧聚醚型聚氨酯混凝土及其制备方法 |
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 |