一種改性瀝青混合料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改性瀝青混合料及制備方法。改性瀝青混合料含有集料、普通瀝青、外摻劑和礦粉。其中外摻劑含有水、陽離子表面活性劑、穩(wěn)定劑和改性劑；首先將水加熱，加入陽離子表面活性劑溶解，再加入改性劑和穩(wěn)定劑，經(jīng)過膠體磨研磨形成外摻劑。將集料加熱至140℃-160℃，加入到拌缸中，攪拌30秒；將已加熱至120℃-140℃的普通瀝青與稱量好的外摻劑同時加入到拌缸中，然后攪拌40-60秒；將水泥或礦粉加入到拌缸中再攪拌30-60秒，出料即得改性瀝青混合料，出料溫度100℃-120℃，擊實成型溫度90℃-110℃。本發(fā)明降低能源消耗和環(huán)境污染，提升了瀝青混合料性能，能適應(yīng)低溫施工技術(shù)要求，工藝相對簡單。
【專利說明】一種改性瀝青混合料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種改性浙青混合料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前道路浙青混合料、大壩心墻浙青混合料等主要采用先生產(chǎn)改性浙青，然后用改性浙青熱拌合生產(chǎn)改性浙青混凝土的方式。熱拌浙青混合料具有優(yōu)良的性能、成熟的施工工藝，但是生產(chǎn)過程中，混合料的拌制和施工溫度相當高，一般在160~180°C，浙青嚴重老化，同時污染大，耗能高，浙青高溫釋放的有害氣體嚴重損害施工人員的健康；同時，為保證路面施工質(zhì)量，傳統(tǒng)熱拌浙青混合料最低攤鋪溫度有嚴格的限制，因此其施工季節(jié)等均受到限制。另一方面，傳統(tǒng)改性浙青混合料由于采取了先生產(chǎn)改性浙青，再與混合料拌和的方式，在生產(chǎn)上多了一道工序，造成了設(shè)備與人工、資金的浪費。
[0003]近年來，熱拌浙青混合料技術(shù)在國內(nèi)外有向溫拌發(fā)展的趨勢，專利CN 101302348A公開了一種溫拌浙青混合料及其制備方法，采用Sasobit作為溫拌添加劑進行溫拌，但Sasobit是一種長鏈石臘,對浙青高溫性能有害的成分；專利CN101602862公開了一種浙青添加劑及其制備方法，該添加劑是將去離子水加入到事先配成的聚乙烯醇水溶液中，然后依次加入松香季銨鹽、芳香烴季銨鹽乳化劑、脂肪烴季銨鹽乳化劑、非離子型表面活性劑，攪拌溶解，再將事先配成的聚丙烯酰胺水溶液和三乙醇胺加入，混合攪拌至溶解均勻后即可。但該生產(chǎn)工藝較復雜，且無法制備改性浙青，難以滿足高等級公路技術(shù)指標要求。專利CN 102234188A公開了一種環(huán)保型溫拌浙青混合料的制備方法，將芳烴油加入到石油浙青中，制備得到軟質(zhì)浙青，再加入石料、礦粉、消石灰及巖浙青，攪拌均勻得到環(huán)保型溫拌浙青混合料。但該發(fā)明仍然存在工序多，成本高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0004]為了解決現(xiàn)有熱拌浙青混合料的制備過程中存在的混合料拌合、出料、擊實成型溫度高的問題，本發(fā)明提供一種改性浙青混合料及制備方法。
[0005]一種改性浙青混合料含有90%_94%集料、4%-6%普通浙青、3%_5%外摻劑、1%_4%礦粉；首先制備外摻劑，所述外摻劑含有60%-75%水、10%-20%陽離子表面活性劑、5%-15%穩(wěn)定劑和15%-25%改性劑；首先將水加熱至溫度50°C~80°C，加入陽離子表面活性劑溶解，再加入改性劑和穩(wěn)定劑，經(jīng)過膠體磨研磨形成混合液，即得外摻劑；所述陽離子表面活性劑為十二一十八烷基二甲基溴化銨、十二一十八烷基丙撐二銨中的一種以上；所述穩(wěn)定劑為氯化鈣或氯化銨或聚丙烯酰胺中的一種以上；所述改性劑為SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物)膠乳或SBR (丁二烯-苯乙烯共聚物)膠乳或SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)膠乳中的一種以上，其固含量為35-50%。
[0006]生產(chǎn)一種改性浙青混合料的具體操作步驟如下:
I)集料加熱
將集料加熱至溫度140°C~160°C，拌缸溫度設(shè)定為140°C，將溫度140°C~160°C的集料加入到拌缸中攪拌30秒；
2)浙青加熱
將普通浙青加熱至溫度120°C -140°C ；
3)拌合
將加熱的普通浙青和外摻劑同時加入到溫度140°C~160°C的集料中，攪拌40~60秒；再加入礦粉，攪拌30~60秒，出料，出料溫度為100°C~120°C ;即得改性浙青混合料。使用時，擊實成型溫度90°C~110°C。
[0007]所述集料為符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40— 2004)技術(shù)要求的石料；所述普通浙青為重交石油浙青；所述礦粉為石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石經(jīng)磨細得到的礦粉，或者為水泥。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)本發(fā)明能降低能源消耗和環(huán)境污染。按照現(xiàn)行《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的技術(shù)要求，傳統(tǒng)熱拌浙青混合料的施工溫度均較高。以普通重交70號浙青為例，浙青加熱溫度為155°C _165°C，集料加熱溫度比浙青溫度高10°C _30°C，浙青混合料出料溫度為1550C _165°C，混合料開始碾壓溫度正常施工是不低于130°C、低溫施工不低于145°C ;而聚合物改性浙青混合料施工溫度更高，以SBS類改性浙青為例，浙青加熱溫度160°C -165°C,集料加熱溫度190°C -220°C，混合料出料溫度為170°C _185°C，開始碾壓溫度不低于150°C。在上述施工條件下，浙青及集料加熱消耗的能源大，并且會產(chǎn)生大量的有害氣體，如一氧化碳、二氧化碳、二樣化 硫等。相對傳統(tǒng)的熱拌浙青混合料工藝，本發(fā)明中浙青、集料加熱溫度大幅度降低，能源消耗少。此外，浙青在加熱時釋放有害氣體少；
(2)提升了浙青混合料性能。傳統(tǒng)的熱拌重交浙青混合料拌制需要將浙青加熱至155°C以上，浙青老化嚴重。本發(fā)明中的外摻劑為包含水、陽離子乳化劑、穩(wěn)定劑和改性劑的水乳型混合物。其中表面活性劑使得水與改性劑之間形成穩(wěn)定的均勻混合物；穩(wěn)定劑用于改善整個乳液的穩(wěn)定狀態(tài)，避免改性劑中的高分子聚合物離析。在混合料的制備過程中，加入本發(fā)明的外摻劑之后，通過乳化劑的作用降低水的表面張力，從而將水引入到浙青中形成混溶體，通過水分的潤滑作用降低浙青的粘度，實現(xiàn)浙青混合料在相對較低溫度條件下的拌合與施工；同時，乳化劑中的表面活性物質(zhì)能改善浙青與混合料之間的粘附性，提高混合料的水穩(wěn)性；此外，改性劑為高分子聚合物，其分散到浙青組分中，能顯著提升浙青的各項力學性能，并且避免了因引入水分之后對浙青混合料粘附性、強度等造成的不利影響；
(3)能適應(yīng)低溫施工要求。本發(fā)明的混合料制備方法中，浙青混合料能在較低的溫度下壓實成型，具有更大的碾壓溫度范圍，并且其各項力學指標能達到現(xiàn)有熱拌的浙青混合料的要求，實際施工中受到氣溫等的影響較小，可以延長施工季節(jié)并保證施工質(zhì)量；
(4)本發(fā)明的工藝相對簡單。按照現(xiàn)行《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的技術(shù)要求，制備聚合物(SBS、SBR等)改性浙青混合料需要先進行浙青改性，浙青改性過程復雜，以SBS改性浙青為例，需要經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個過程，且每個過程的技術(shù)要求高。若采用改性乳化浙青制備浙青混合料，則需要先制備改性乳化浙青。本發(fā)明與傳統(tǒng)的熱拌混合料工藝比較，只增加了制備外摻劑環(huán)節(jié)；相對于利用乳化浙青制備溫拌浙青混合料的工藝，則減少了制備乳化浙青的環(huán)節(jié)?！揪唧w實施方式】
[0009]下面通過具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0010]實施例1 制備外慘劑:
外摻劑的原料和質(zhì)量:水600.0g (60%)、十八烷基二甲基溴化銨150.0g (15%)、氯化鈣100.0g (10%)、SBS (苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物)膠乳150.0g (15%);其中SBS膠乳的固含量為35-50% ;將水加熱至50°C~80°C，加入十八烷基二甲基溴化銨溶解，再加入氯化鈣和SBS膠乳，經(jīng)過膠體磨研磨形成混合液，冷卻備用。
[0011]制備改性浙青混合料:
改性浙青混合料的原料和質(zhì)量:集料1126.8g (92%)、普通浙青49.0g (4%)、外摻劑36.7g (3%)、礦粉12.2g (1%);所述集料為符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)技術(shù)要求的石料，普通浙青為重交石油浙青，礦粉為石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石經(jīng)磨細得到的礦粉。
[0012]具體制備操作步驟如下:
1)將集料加熱至溫度14 0°C，拌缸加熱至溫度140°C，將溫度140°C的集料加入到拌缸中，攪拌30秒；
2)將普通浙青加熱至溫度120°C，備用；
3)將溫度120°C的普通浙青和外摻劑同時加入到溫度140°C的集料中，攪拌30秒；再加入礦粉，攪拌60秒；出料，出料溫度為105°C;即得改性浙青混合料；進行試件擊實成型馬歇爾試件，擊實成型溫度92°C。
[0013]表1
【權(quán)利要求】
1.一種改性浙青混合料，其特征在于:含有90%-94%集料、4%-6%普通浙青、3%-5%外摻劑、1%-4%礦粉；所述外摻劑含有60%-75%水、10%-20%陽離子表面活性劑、5%_15%穩(wěn)定劑和15%-25%改性劑；首先將水加熱至溫度50°C~80°C，加入陽離子表面活性劑溶解，再加入改性劑和穩(wěn)定劑，經(jīng)過膠體磨研磨形成混合液，即得外摻劑；所述陽離子表面活性劑為十二一十八烷基二甲基溴化銨、十二一十八烷基丙撐二銨中的一種以上；所述穩(wěn)定劑為氯化鈣或氯化銨或聚丙烯酰胺中的一種以上；所述改性劑為SBS膠乳或SBR膠乳或SIS膠乳中的一種以上，其固含量為35-50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性浙青混合料，其特征在于:所述集料為符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40— 2004)技術(shù)要求的石料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性浙青混合料，其特征在于:所述普通浙青為重交石油浙青。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性浙青混合料，其特征在于:所述礦粉為石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石經(jīng)磨細得到的礦粉，或者為水泥。
5.如權(quán)利要求1所述的一種改性浙青混合料的制備方法，其特征在于具體操作步驟如下: 1)集料加熱 將集料加熱至溫度140°C~160°C，拌缸溫度設(shè)定為140°C，將溫度140°C~160°C的集料加入到拌缸中攪拌30秒； 2)浙青加熱 將普通浙青加熱至溫度120°C `-140°C ； 3)拌合 將加熱的普通浙青和外摻劑同時加入到溫度140°C~160°C的集料中，攪拌40~60秒；再加入礦粉，攪拌30~60秒，出料，出料溫度為100°C~120°C，即得改性浙青混合料；使用時，擊實成型溫度90°C~110°C。
【文檔編號】C04B14/02GK103755225SQ201310715573
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】姚華彥, 朱朝輝, 劉楊軍 申請人:姚華彥