專利名稱：一種瀝青混凝土改性劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種浙青混凝土改性劑及其制備方法，具體涉及為一種能夠提高浙青混凝土高溫穩定性、低溫穩定性和 水穩定性的浙青混凝土改性劑。
背景技術：
近年來，浙青公路事業發展較快，但浙青路面普遍存在技術和質量兩個方面的問題，主要體現在公路工程的耐久性和路面的早期損害，尤其是在一些氣候條件惡劣和交通荷載較大的路段，因此，對浙青混凝土的性能提出了更高的要求。通常，浙青混凝土的將經過加熱的浙青與粗、細骨料及填充材料(礦粉、水泥等)按適當的配合比所拌合而成的均勻混合物經壓實后得到，因此，對材料的改善是提高浙青混凝土性能的最根本的措施。通常，浙青混凝土的溫度穩定性是影響公路耐久性的主要因素，浙青混凝土的水穩定性是影響浙青路面早期破壞的主要因素，浙青混凝土路面由于穩定性不良，在未達到其設計使用年限就出現大量的龜裂、坑槽、剝落、集料脫落現象，甚至形成結構性破壞，不得不重修或養護，造成極大的資源浪費和經濟損失。因此，從材料體系中優化浙青混凝土的配合比以及采用改善浙青混凝土性能的改性劑，能夠提高浙青結合料的物理吸附作用和化學吸附作用，更多的產生結構浙青，減少自由浙青，提高浙青與骨料相互作用的粘聚力，從而改善浙青混凝土的高溫穩定性、低溫穩定性和水穩定性等性能。目前，利用粉煤灰作為浙青混凝土的填料，能夠優先吸附浙青中的蠟組分，從而提高浙青的質量，改善道路浙青混凝土的高溫和低溫性能，但《公路浙青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)中規定粉煤灰用量不得超過填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性指數應小于4% ;高速公路和ー級公路的浙青面層不宜采用粉煤灰做填料。利用水泥代替部分礦粉在浙青混凝土中使用是國際上比較普遍的方法，特別的在美國和歐洲應用較廣泛，它的特定是提高了浙青混凝土面層的水穩定性，造價比使用SBS等改性浙青或使用抗剝落劑低，在我國現行規范中也提到用水泥代替2%的礦粉來提高浙青混凝土的水穩定性，但是摻加水泥后會使浙青混合料變硬，脆性變大，對浙青混凝土的低溫穩定性有一定程度的不利影響。云南昆明提出應用硅藻土研制的硅質浙青改性劑，使浙青的導熱系數下降，吸熱值降低，熱阻、冷阻值提高，溫感性降低，浙青混凝土高低溫穩定性變好，但是對浙青混凝土的水穩定性沒有得到研究效果。因此，尋找ー種材料體系，能夠全面提高浙青混凝土的溫度穩定性和水穩定性，改善浙青路面的耐久性和早期損害，延長浙青公路的使用壽命，具有重要的意義。
發明內容
本發明為解決上述現有技術的缺陷提出，其目的是全面提高浙青混凝土高溫穩定性、低溫穩定性及水穩定性，從而延長浙青混凝土路面的使用壽命。為實現上述目的，本發明提出一種浙青混凝土改性劑及其制備方法，其特征在于主要原材料為ー種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經過一系列物理及化學活化處理制備得到ー種呈弱堿性粉末狀物質。首先經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；
然后在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80°C烘干；
再用有機陽離子表面活性劑按照陽離子交換量的比例來對樣品進行有機改性處理；最后將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca (OH) 2溶液中進行堿活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時后反復洗滌過濾至弱堿性，而后在80°C烘干。所述晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物的主要化學成分為SiO2、Al2O3 , Fe2O3、MgO和CaO0伴生有少量的石英、長石、白云石和方解石。所述有機陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)，陽離子價換量約 為 50mmol/100g。具體的制備方法如下
I.浙青混凝土改性劑的制備原材料為ー種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經過一系列物理及化學活化處理制備得到ー種呈弱堿性粉末狀物質。制備方法如下
a.經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；
b.在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80°C烘干；
c.用有機陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)按照陽離子交換量約為50mmol/100g的比例來對樣品進行有機改性處理；
d.將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca(OH) 2溶液中進行堿活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時后反復洗滌過濾至弱堿性，而后在80°C烘干。2.浙青混凝土的制備按照《公路浙青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)的要求選材及設計浙青混凝土配合比并成型試件。a.浙青采用甘肅三星石化生產的AH-90道路石油浙青(A級)；
b.集料采用甘肅省蘭州市地材，性能符合《公路浙青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)的要求；
c.礦粉采用蘭州礦粉廠生產的石灰石礦粉；
d.浙青混合料的制備采用BH-10型全自動混合料拌和機攪拌，拌合溫度為150°C，礦料加熱溫度為165で。
具體實施例方式I.浙青混凝土改性劑的制備原材料為ー種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經過一系列物理及化學活化處理制備得到ー種呈弱堿性粉末狀物質。a.經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；
b.在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80°C烘干；
c.用有機陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)按照陽離子交換量約為50mmol/100g的比例來對樣品進行有機改性處理；
d.將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca(OH) 2溶液中進行堿活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時后反復洗滌過濾至弱堿性，而后在80°C烘干。2.浙青混凝土的制備按照《公路浙青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)的要求選材及設計浙青混凝土配合比并成型試件。a.浙青采用甘肅三星石化生產的AH-90道路石油浙青(A級)；
b.集料采用甘肅省蘭州市地材，性能符合《公路浙青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)的要求；
c.礦粉采用蘭州礦粉廠生產的石灰石礦粉；
d.浙青混合料的制備采用BH-10型全自動混合料拌和機攪拌，拌合溫度為150°C，礦料加熱溫度為165で。
3.性能測試評價拌合成細粒式AC-13 I型浙青混凝土，浙青含量為4. 5%，第I組為未加浙青混凝土改性劑，第II組加入6%浙青混凝土改性劑，測定馬歇爾穩定度、低溫劈裂性能及水穩定性，對比結果如下
a.馬歇爾穩定度試驗
權利要求
1.一種浙青混凝土改性劑，其特征在于將原材料為天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經物理及化學活化處理制備得到ー種呈弱堿性粉末狀物質改性劑，主要化學成分為SiO2、Al2O3 > Fe2O3、MgO和CaO，伴生有少量的石英、長石、白云石和方解石。
2.根據權カ要求I所述的浙青混凝土改性劑，其特征是它的制備方法如下 a.經過超聲波物理提純，除去較粗雜質； b.在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75°C水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80°C烘干； c.用有機陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)按照陽離子交換量約為50mmol/100g的比例來對樣品進行有機改性處理； d.將樣品按照固液比1:50的比例在lmmol/L的Ca(OH) 2溶液中進行堿活化處理，75°C水浴加熱，浸泡3小時后反復洗滌過濾至弱堿性，而后在80°C烘干。
3.根據權利要求I的浙青混凝土改性劑，其特征在于，所述有機陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨(HDTMAB)，陽離子價換量約為50mmol/100g。
全文摘要
本發明涉及一種瀝青混凝土改性劑及其制備方法。此瀝青混凝土改性劑主要原材料為一種西北儲量較豐富的天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，將其經過一系列物理及化學活化處理后得到。這種瀝青混凝土改性劑微觀上呈纖維鏈狀結構，呈弱堿性，有利于在礦料表面形成均勻穩定的瀝青結合料，對瀝青混凝土穩定性具有顯著的改善效果，使瀝青混凝土的高溫穩定性、低溫穩定性及水穩定性得到全面的提高，從而延長瀝青混凝土路面面層的使用壽命。該瀝青混凝土改性劑制備工藝簡單，成本低，社會效益和經濟效益顯著。
文檔編號C04B22/06GK102745930SQ201210278470
公開日2012年10月24日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者嚴培武, 何忠茂, 侯文虎, 劉慧 , 寧作君, 張慢, 王永亮, 蘇如春, 蘇富赟, 董曉麗, 蔡肖 申請人:甘肅土木工程科學研究院