一種瀝青改性劑及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明屬于瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種瀝青改性劑及其應(yīng)用，該瀝青改性劑由以下方法制備而成：將稻殼灰置于550?600℃的高溫下煅燒2小時，再濕法研磨4小時，干燥，即得所述的瀝青改性劑。該瀝青改性劑的原料為稻殼灰，稻殼灰不僅來源廣泛，而且價格低廉，而且該改性劑的制備方法簡單，易操作。該改性劑用于改性瀝青，不僅能提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，還能抑制瀝青揮發(fā)物的釋放。
【專利說明】
一種瀝青改性劑及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青改性劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 道路石油瀝青在拌合、攤鋪過程中受到高溫作用，很容易產(chǎn)生瀝青揮發(fā)性有機物 (V0C)。由于V0C是一種高分子有機物，含少量有毒性物質(zhì)和細微顆粒，對人體傷害極大;瀝 青V0C的抑制和吸收備受關(guān)注。同時，道理石油瀝青在使用過程中受到溫度、光照、空氣和降 水等外界環(huán)境因素的影響以及車輛荷載的作用而發(fā)生揮發(fā)、氧化等一系列不可逆的物理變 化和化學變化，使瀝青性質(zhì)發(fā)生較大的變化，瀝青的老化無處不在，瀝青老化問題嚴重制約 著瀝青的使用壽命。
[0003] 現(xiàn)有的瀝青改性劑由于與瀝青之間不具有良好的相容性，從而導致改性瀝青不具 有良好的抗老化性能，而且由于改性劑往往只具有單一改善效果，不能同時兼顧瀝青抗老 化和抑制揮發(fā)物揮發(fā)的作用，造成瀝青抗老化劑和瀝青抑制劑的使用受到了很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種瀝青改性劑及其應(yīng)用，該瀝青 改性劑的原料為稻殼灰，稻殼灰不僅來源廣泛，而且價格低廉，而且該改性劑的制備方法簡 單，易操作。
[0005] 該改性劑用于改性瀝青，不僅能提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，還能抑制瀝青揮發(fā)物的 釋放。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種瀝青改性劑，由以下方法制備而成：
[0008] 將稻殼灰置于550-600°C的高溫下煅燒2小時，再濕法研磨4小時，干燥，即得所述 的瀝青改性劑。
[0009]優(yōu)選的，所述的瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比含量為85%-90%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為5%-10%。
[0010] 優(yōu)選的，所述的瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比含量為89%， 活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。
[0011] -種瀝青改性劑在改性瀝青中的應(yīng)用。
[0012] 所述的瀝青改性劑改性瀝青的方法如下：
[0013] 將瀝青加熱至135°C，待瀝青呈流動態(tài)后，加入所述的瀝青改性劑，瀝青改性劑的 質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的〇. 5%-2%，攪拌至瀝青改性劑均勻分散在瀝青中。
[0014] 優(yōu)選的，攪拌時的轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為30分鐘。
[0015] 優(yōu)選的，所述的瀝青為AH70或AH90瀝青，為基質(zhì)瀝青。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果和優(yōu)點在于：
[0017] 1)該瀝青改性劑的原料為稻殼灰，稻殼灰為利用稻殼進行生物質(zhì)發(fā)電的廢棄物， 不僅來源廣泛、便宜易得，而且解決了稻殼灰廢棄物污染環(huán)境的問題。
[0018] 2)該瀝青改性劑的制備方法簡單，操作方便，制備成本低。
[0019] 3)該瀝青改性劑使用時不改變現(xiàn)有的改性瀝青生產(chǎn)工藝，直接替換現(xiàn)有的瀝青改 性劑即可，使用方便，便于推廣。
[0020] 4)該瀝青改性劑用于改性瀝青，不僅能提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，還能抑制瀝青揮 發(fā)物的釋放。試驗表明，使用該瀝青改性劑改性瀝青所得的改性瀝青，其25°C的針入度明顯 低于基質(zhì)瀝青，軟化點明顯高于基質(zhì)瀝青，而且揮發(fā)物的濃度明顯低于基質(zhì)瀝青。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為實施例1制備的瀝青改性劑的粒徑分布圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行具體說明。
[0023]實施例1-4所用的稻殼灰均為利用稻殼進行生物質(zhì)發(fā)電所得的廢棄物。
[0024] 實施例1
[0025] -種瀝青改性劑，由以下方法制備而成：
[0026] 將稻殼灰置于580°C的高溫下煅燒2小時，再用高速行星磨加水濕法研磨4小時，干 燥，即得所述的瀝青改性劑。該瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比含量為 89%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。
[0027]二氧化硅和活性炭是通過XRF(X射線熒光光譜儀)對瀝青改性劑中元素進行測定 及分析，從而測定二氧化娃和活性炭的含量。瀝青改性劑的納米級和微米級構(gòu)成可通過粒 徑分析得到，瀝青改性劑的粒徑分布圖如圖1所示，由圖1可知，該瀝青改性劑的粒徑為納米 級（l-100nm)和微米級共存。
[0028] 注:納米是指l-100nm，圖中粒徑?jīng)]有出現(xiàn)納米級是因為測試設(shè)備測試范圍最小為 100nm，根本無法出現(xiàn)納米級，而且由于納米顆粒極易團聚，一般的分散手段根本無法分散， 按照納米的模糊定義圖1中顆粒粒徑就是納米和微米級。
[0029] 試驗一、本實施例的瀝青改性劑改性瀝青的效果試驗
[0030] 通過該試驗對本實施例的瀝青改性劑的用途進行說明。
[0031] 試驗方法：
[0032] 分別加熱AH70瀝青和AH90瀝青至135°C，待AH70瀝青和AH90瀝青呈流動態(tài)后，分別 加入瀝青改性劑，兩份瀝青改性劑的質(zhì)量分別為AH70瀝青和AH90瀝青質(zhì)量的0.5%，攪拌 30min，轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，兩份瀝青改性劑分別均勻分散在AH70瀝青和AH90瀝青中，分 別得到改性瀝青A(添加 AH70瀝青質(zhì)量0.5 %的瀝青改性劑改性AH70瀝青所得的改性瀝青） 和改性瀝青B(添加 AH90瀝青質(zhì)量0.5%的瀝青改性劑改性AH90瀝青所得的改性瀝青）。 [0033] 試驗結(jié)果:按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)測試基質(zhì)瀝 青和改性瀝青的三大指標，同時采用紫外分光光度計測試瀝青揮發(fā)物的含量，測試結(jié)果如 表1所示：
[0034]表1四類瀝青的各項指標測試結(jié)果
[0035]
[0036] 由表1可知，與AH70瀝青相比，改性瀝青A中揮發(fā)物的濃度減少了84.4%，其軟化點 提高了5.3%，25°C的針入度降低了 15.3% ;與AH90瀝青相比，改性瀝青B中揮發(fā)物的濃度減 少了82.1 %，其軟化點提高了7.0%，25°C的針入度降低了 18.6%。由此可見，添加瀝青質(zhì)量 0.5 %的瀝青改性劑對瀝青進行改性所得的改性瀝青，其25°C時的針入度明顯降低，軟化點 也得到了提高，而且其揮發(fā)物的濃度也明顯降低。
[0037] 實施例2
[0038] -種瀝青改性劑，由以下方法制備而成：
[0039] 將稻殼灰置于580°C的高溫下進行煅燒2小時，再用高速行星磨加水濕法研磨4小 時，干燥，即得所述的瀝青改性劑。該瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比 含量為89%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。
[0040] 試驗二、本實施例的瀝青改性劑改性瀝青的效果試驗
[0041] 通過該試驗對本實施例的瀝青改性劑的用途進行說明。
[0042] 試驗方法：
[0043] 分別加熱AH70瀝青和AH90瀝青至135°C，待AH70瀝青和AH90瀝青呈流動態(tài)后，分別 加入瀝青改性劑，兩份瀝青改性劑的質(zhì)量分別為AH70瀝青和AH90瀝青質(zhì)量的1.0%，攪拌 30min，轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，兩份瀝青改性劑分別均勻分散在AH70瀝青和AH90瀝青中，分 別得到改性瀝青C(添加 AH70瀝青質(zhì)量1.0 %的瀝青改性劑改性AH70瀝青所得的改性瀝青） 和改性瀝青D(添加 AH90瀝青質(zhì)量1.0%的瀝青改性劑改性AH90瀝青所得的改性瀝青）。 [0044] 試驗結(jié)果:按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)測試基質(zhì)瀝 青和改性瀝青的三大指標，同時采用紫外分光光度計測試瀝青揮發(fā)物的含量，測試結(jié)果如 表2所示。
[0045] 表2四類瀝青的各項指標測試結(jié)果
[0046]
[0047]由表2可知，與AH70瀝青相比，改性瀝青C中揮發(fā)物的濃度減少了88.9%，其軟化點 提高了 7.7 %，25 °C的針入度降低了 22.2 % ;與AH90瀝青相比，改性瀝青D中揮發(fā)物的濃度減 少了 82.1 %，其軟化點提高了 8.3 %，25 °C的針入度降低了 27.8 %。由此可見，添加瀝青質(zhì)量 1.0%的瀝青改性劑對瀝青進行改性所得的改性瀝青，其25°C時的針入度明顯降低，軟化點 也得到了提高，而且其揮發(fā)物的濃度也明顯降低。
[0048] 實施例3
[0049] -種瀝青改性劑，由以下方法制備而成：
[0050] 將稻殼灰置于580°C的高溫下進行煅燒2小時，再用高速行星磨加水濕法研磨4小 時，干燥，即得所述的瀝青改性劑。該瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比 含量為89%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。
[0051 ]試驗三、本實施例的瀝青改性劑改性瀝青的效果試驗
[0052]通過該試驗對本實施例的瀝青改性劑的用途進行說明。
[0053]試驗方法：
[0054] 分別加熱AH70瀝青和AH90瀝青至135°C，待AH70瀝青和AH90瀝青呈流動態(tài)后，分別 加入瀝青改性劑，兩份瀝青改性劑的質(zhì)量分別為AH70瀝青和AH90瀝青質(zhì)量的1.5%，攪拌 30min，轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，兩份瀝青改性劑分別均勻分散在AH70瀝青和AH90瀝青中，分 別得到改性瀝青E(添加 AH70瀝青質(zhì)量1.5 %的瀝青改性劑改性AH70瀝青所得的改性瀝青） 和改性瀝青F(添加 AH90瀝青質(zhì)量1.5%的瀝青改性劑改性AH90瀝青所得的改性瀝青）。 [0055] 試驗結(jié)果:按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)測試基質(zhì)瀝 青和改性瀝青的三大指標，同時采用紫外分光光度計測試瀝青揮發(fā)物的含量，測試結(jié)果如 表3所示。
[0056] 表3四類瀝青的各項指標測試結(jié)果
[0057]
[0058]由表3可知，與AH70瀝青相比，改性瀝青E中揮發(fā)物的濃度減少了93.3%，其軟化點 提高了 1 〇. 2 %，25 °C的針入度降低了 27.8 % ;與AH90瀝青相比，改性瀝青F中揮發(fā)物的濃度 減少了91.1 %，其軟化點提高了 13.1 %，25 °C的針入度降低了 32.6 %。由此可見，添加瀝青 質(zhì)量1.5 %的瀝青改性劑對瀝青進行改性所得的改性瀝青，其25 °C時的針入度明顯降低，軟 化點也得到了提高，而且其揮發(fā)物的濃度也明顯降低。
[0059] 實施例4
[0060] -種瀝青改性劑，由以下方法制備而成：
[0061] 將稻殼灰置于580°C的高溫下進行煅燒2小時，再用高速行星磨加水濕法研磨4小 時，干燥，即得所述的瀝青改性劑。該瀝青改性劑中納米級和/或微米級Si〇2的質(zhì)量百分比 含量為89%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。
[0062] 試驗四、本實施例的瀝青改性劑改性瀝青的效果試驗
[0063] 通過該試驗對本實施例的瀝青改性劑的用途進行說明。
[0064]試驗方法：
[0065] 分別加熱AH70瀝青和AH90瀝青至135°C，待AH70瀝青和AH90瀝青呈流動態(tài)后，分別 加入瀝青改性劑，兩份瀝青改性劑的質(zhì)量分別為AH70瀝青和AH90瀝青質(zhì)量的2.0%，攪拌 30min，轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，兩份瀝青改性劑分別均勻分散在AH70瀝青和AH90瀝青中，分 別得到改性瀝青G(添加 AH70瀝青質(zhì)量2.0 %的瀝青改性劑改性AH70瀝青所得的改性瀝青） 和改性瀝青Η(添加 AH90瀝青質(zhì)量2.0 %的瀝青改性劑改性AH90瀝青所得的改性瀝青）。 [0066] 試驗結(jié)果:按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG Ε20-2011)測試基質(zhì)瀝 青和改性瀝青的三大指標，同時采用紫外分光光度計測試瀝青揮發(fā)物的含量，測試結(jié)果如 表4所示。
[0067] 表4四類瀝青的各項指標測試結(jié)果
[0068]
[0069]由表4可知，與ΑΗ70瀝青相比，改性瀝青G中揮發(fā)物的濃度減少了97.8%，其軟化點 提高了 11. 〇 %，25°C的針入度降低了 30.6 % ;與ΑΗ90瀝青相比，改性瀝青Η中揮發(fā)物的濃度 減少了92.9%，其軟化點提高了 13.6%，25°C的針入度降低了33.7%。由此可見，添加瀝青 質(zhì)量2.0 %的瀝青改性劑對瀝青進行改性所得的改性瀝青，其25 °C時的針入度明顯降低，軟 化點也得到了提高，而且其揮發(fā)物的濃度也明顯降低。
【主權(quán)項】
1. 一種瀝青改性劑，其特征在于由以下方法制備而成:將稻殼灰置于550-600°C的高溫 下煅燒2小時，再濕法研磨4小時，干燥，即得所述的瀝青改性劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑，其特征在于:所述的瀝青改性劑中納米級和/或 微米級Si02的質(zhì)量百分比含量為85%-90%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為5%-10%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的瀝青改性劑，其特征在于:所述的瀝青改性劑中納米級和/或 微米級Si02的質(zhì)量百分比含量為89%，活性炭的質(zhì)量百分比含量為10%。4. 一種權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑在改性瀝青中的應(yīng)用。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的瀝青改性劑在改性瀝青中的應(yīng)用，其特征在于所述的瀝青改 性劑改性瀝青的方法如下:將瀝青加熱至135°C，待瀝青呈流動態(tài)后，加入所述的瀝青改性 劑，瀝青改性劑的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的〇. 5%-2%，攪拌至瀝青改性劑均勻分散在瀝青中。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的瀝青改性劑在改性瀝青中的應(yīng)用，其特征在于:攪拌時的轉(zhuǎn)速 為500-800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為30分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的瀝青改性劑在改性瀝青中的應(yīng)用，其特征在于:所述的瀝青為 AH70或AH90瀝青。
【文檔編號】C08L95/00GK105968851SQ201610613907
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月31日
【發(fā)明人】周新星, 張翛, 劉志勝, 張艷聰, 彭剛
【申請人】山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計院