一種用于改善瀝青混合料模量的多元體系及其應(yīng)用方法和改性瀝青的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于改善瀝青混合料模量的多元體系及其應(yīng)用方法和改性瀝青，多元體系由硫酸鈣晶須1-2份、動(dòng)植物油1-2份及廢舊輪胎橡膠粉5-7份組成。所述應(yīng)用方法如下：取部分動(dòng)植物油置于密封罐中，將廢舊輪胎膠粉覆蓋于動(dòng)植物油表面，將試驗(yàn)罐密封，于100-140℃下密閉加熱1.5-3h；用剩余動(dòng)植物油浸潤(rùn)硫酸鈣晶須，攪拌使混合均勻；將試驗(yàn)罐中的混合物轉(zhuǎn)移至130-140℃的熱瀝青中，持續(xù)攪拌40-90min，撤除加熱源，繼續(xù)攪拌，至溫度降至110-120℃，加入硫酸鈣晶須和動(dòng)植物油的混合物，繼續(xù)攪拌至溫度降至95-100℃。本發(fā)明具有強(qiáng)度高、抗車轍能力強(qiáng)、低溫柔韌性好、瀝青相容性好、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等諸多特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種用于改善瀝青混合料模量的多元體系及其應(yīng)用方法和改性瀝青
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路、材料與環(huán)境保護(hù)的交叉領(lǐng)域，具體涉及一種用于改善浙青混合料模量的多元體系及該多元體系的應(yīng)用方法。此外，本發(fā)明還涉及采用該多元體系和應(yīng)用方法改性的改性浙青。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)高等級(jí)公路上普遍采用半剛性基層和浙青面層相結(jié)合的路面結(jié)構(gòu)形式，然而超載、重載、重軸以及交通量倍增等矛盾的加劇和升級(jí)，給道路的性能和壽命帶來(lái)了越來(lái)越沉重的壓力。氣溫的連年升高、通行車輛的數(shù)量及荷載(特別超載)的增加等因素最容易導(dǎo)致車轍病害的產(chǎn)生，嚴(yán)重?fù)p壞了道路的使用性能、結(jié)構(gòu)性能和使用壽命，車轍現(xiàn)象在浙青混凝土路面領(lǐng)域尤為突出，加大了汽車磨耗，影響行車安全，給行車人帶來(lái)巨大的財(cái)產(chǎn)損失甚至危害生命安全。這對(duì)浙青路面的結(jié)構(gòu)、材料及性能提出更高的要求，因此，如何合理而有效地解決路面車轍問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)道路設(shè)計(jì)、研究和施工人員最關(guān)心也是最為實(shí)際的問(wèn)題之一。
[0003]然而，目前國(guó)內(nèi)外解決路面車轍問(wèn)題主要通過(guò)使用低標(biāo)號(hào)硬質(zhì)浙青或PP、PE改性的外摻劑兩類技術(shù)來(lái)提高浙青混合料路面的強(qiáng)度和模量。但這兩類技術(shù)均存在明顯缺陷，使用低標(biāo)號(hào)硬質(zhì)浙青能夠提高提高混合料的模量，使混合料具有優(yōu)良的高溫性能，但是低溫柔韌性無(wú)法得到 保證。而硬質(zhì)浙青在道路工程中的應(yīng)用剛起步，對(duì)很多問(wèn)題的認(rèn)識(shí)尚不清楚，且受生產(chǎn)條件制約；外摻劑PP或PE與浙青的相容性較差，經(jīng)其改性的浙青混凝土的低溫柔韌性和抗裂性能不理想，易低溫脆斷。
[0004]因此，研究與開(kāi)發(fā)出一種強(qiáng)度高、抗車轍能力強(qiáng)、低溫柔韌性好、浙青相容性好、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的高模量浙青混凝土技術(shù)勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于改善浙青混合料模量的多元體系及其應(yīng)用方法，采取改多元體系改性后的浙青強(qiáng)度高、抗車轍能力強(qiáng)、低溫柔韌性好。
[0006]本發(fā)明同時(shí)還提供一種強(qiáng)度高、抗車轍能力強(qiáng)、低溫柔韌性好、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的高模量的改性浙青。
[0007]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案如下:
[0008]一種用于改善浙青混合料模量的多元體系，按重量份計(jì)，其由硫酸鈣晶須或有機(jī)活化硫酸鈣晶須或二者的組合1-2份、動(dòng)植物油1-2份以及廢舊輪胎橡膠粉5-7份組成，其中:有機(jī)活化硫酸鈣晶須為表面經(jīng)具有偶聯(lián)作用的有機(jī)試劑改性的硫酸鈣晶須。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，所述多元體系優(yōu)選采用有機(jī)活化硫酸鈣晶須，其與硫酸鈣晶須相比，具有與浙青更好的相容性。所述的具有偶聯(lián)作用的有機(jī)試劑包括但不限于硼酸酯、硬脂酸及其鹽等。所述有機(jī)活化硫酸鈣晶須可商購(gòu)獲得或者通過(guò)已知的方法來(lái)制備。
[0010]優(yōu)選的，所述的動(dòng)植物油為劣質(zhì)動(dòng)植物油。動(dòng)植物油可以為例如潲水油、變質(zhì)動(dòng)物油或二者的組合。
[0011]優(yōu)選的，所述廢舊輪胎橡膠粉的粒徑在60-80目之間。
[0012]本發(fā)明采取的又一技術(shù)方案是:一種上述的用于改善浙青混合料模量的多元體系的應(yīng)用方法，其包括如下步驟:
[0013](I)取30%~70%配方量的動(dòng)植物油，置于密封罐中，將廢舊輪胎膠粉裝入并覆蓋于所述動(dòng)植物油表面，之后，將試驗(yàn)罐密封，置于溫度為100-140°C烘箱中，密閉加熱
1.5-3h ；
[0014](2)、用剩余的動(dòng)植物油浸潤(rùn)硫酸鈣晶須，同時(shí)攪拌以使硫酸鈣晶須在所述動(dòng)植物油中分散均勻；
[0015](3 )、待步驟(1)和(2 )完成后，將步驟(1)所得試驗(yàn)罐中的混合物轉(zhuǎn)移至已被加熱至130-140°C的熱浙青中，持續(xù)攪拌40-90min，攪拌完成后，撤除加熱源，于室溫條件下繼續(xù)攪拌，直至熱浙青溫度降至110-120°C時(shí)，將步驟(2)得到的混合物加入，繼續(xù)攪拌至浙青溫度降至95-100°C。
[0016]進(jìn)一步的，步驟(1)中，取45%~55%配方量的所述動(dòng)植物油。
[0017]優(yōu)選的，所述多元體系的用量為浙青的質(zhì)量的2%_10%，更優(yōu)選為3%_6%。
[0018]本發(fā)明還提供一種改性浙青，其包括上述的用于改善浙青混合料模量的多元體系和浙青。
`[0019]進(jìn)一步的，所述多元體系和浙青的質(zhì)量比為0.02-0.1:1，優(yōu)選為0.03-0.06:1。
[0020]本發(fā)明所提供的多元體系及其應(yīng)用方法具有如下特點(diǎn):
[0021]1、本發(fā)明提供的多元體系所使用的材料可以均是廢棄資源的再利用，其中硫酸鈣晶須由脫硫石膏加工而成；動(dòng)植物油可以是劣質(zhì)動(dòng)植物油，該油是回收油的初級(jí)加工；廢舊輪胎膠粉由廢棄輪胎加工而來(lái)；
[0022]2、本發(fā)明提供的多元體系是在兼顧了彼此兼容性、強(qiáng)度、低溫柔韌性以及高溫穩(wěn)定性等條件下提出，廢舊輪胎膠粉可以改善浙青及浙青混凝土的高溫穩(wěn)定性；硫酸鈣晶須與廢舊輪胎膠粉是保障浙青混凝土高強(qiáng)度、高模量的基礎(chǔ)；動(dòng)植物油不僅能夠改善浙青及浙青混凝土的低溫柔韌性，還可以提高硫酸鈣晶須在浙青中的分散效果與補(bǔ)充膠粉對(duì)浙青輕質(zhì)組分的吸收損失，提高整體多元體系與浙青的兼容性；進(jìn)一步增強(qiáng)體系的相容性，提出了采用有機(jī)活化硫酸鈣晶須的方案；
[0023]3、本發(fā)明提供的應(yīng)用方法中，將動(dòng)植物油與廢舊輪胎膠粉置于密封罐中且長(zhǎng)時(shí)間高溫保溫，使膠粉充分吸收動(dòng)植物油，減少其對(duì)浙青輕質(zhì)組分的吸收而破壞浙青組分平衡；
[0024]4、本發(fā)明提供的應(yīng)用方法中，是將將硫酸鈣晶須與動(dòng)植物油混合均勻后，再最后階段、較低溫度下加入，這不僅加強(qiáng)了硫酸鈣晶須與浙青的相容性，還能減少其在高溫與機(jī)械力作用下的破壞，最大限度保存硫酸鈣晶須結(jié)構(gòu)完整性，充分發(fā)揮其高模量高強(qiáng)度特點(diǎn)。
[0025]由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明的用于改善浙青混合料模量的多元體系及其應(yīng)用方法提供了強(qiáng)度高、抗車轍能力強(qiáng)、低溫柔韌性好的高模量改性浙青。此外，本發(fā)明的實(shí)施可基于各種固體廢棄物材料，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，成本較低。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。以下實(shí)施例中，所指份數(shù)為重量份，所指百分含量或百分比為重量百分比。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]本例提供一種用于改善浙青混合料模量的多元體系，其由有機(jī)活化硫酸鈣晶須I份、廢舊輪胎膠粉6份以及劣質(zhì)動(dòng)植物油1份組成，其中有機(jī)活化硫酸鈣晶須為表面經(jīng)硼酸酯改性的硫酸鈣晶須。
[0030]將該多元體系應(yīng)用于改性浙青的方法如下:
[0031 ] 將0.5份劣質(zhì)動(dòng)植物油置于圓柱形密封罐中，將6份廢舊輪胎膠粉覆蓋于其表面，密封罐密封且置于烘箱中，烘箱溫度為110°C，放置2h ;將硫酸鈣晶須倒入0.5份劣質(zhì)動(dòng)植物油中，攪拌 均勻；待密封罐在烘箱中放置2h后，取出并傾倒劣質(zhì)動(dòng)植物油與廢舊輪胎膠粉混合物于130°C的熱浙青中，保溫并持續(xù)攪拌50min ;撤除保溫裝置，待熱浙青在室溫條件下降溫至110°C，將硫酸鈣晶須與劣質(zhì)動(dòng)植物油混合物加入，攪拌，直至浙青溫度降至IOO0C。硫酸鈣晶須、廢舊輪胎膠粉和劣質(zhì)動(dòng)植物油的投料量之和為浙青質(zhì)量的4%。
[0032]實(shí)施例2
[0033]本例提供一種用于改善浙青混合料模量的多元體系，其由有機(jī)活化硫酸鈣晶須2份、廢舊輪胎膠粉7份以及劣質(zhì)動(dòng)植物油2份組成，其中有機(jī)活化硫酸鈣晶須為表面經(jīng)硬脂酸改性的硫酸鈣晶須。
[0034]將該多元體系應(yīng)用于改性浙青的方法如下:
[0035]將1份劣質(zhì)動(dòng)植物油置于密封罐中，將7份廢舊輪胎膠粉覆蓋于其表面，密封罐密封且置于烘箱中，烘箱溫度為130°C，放置3h ;將硫酸鈣晶須倒入1份劣質(zhì)動(dòng)植物油中，攪拌均勻；待密封罐在烘箱中放置3h后，取出并傾倒劣質(zhì)動(dòng)植物油與廢舊輪胎膠粉混合物于120°C基質(zhì)浙青中，保溫并持續(xù)攪拌90min ;撤除保溫裝置，待熱浙青在室溫條件下降溫至IlO0C,將硫酸鈣晶須與劣質(zhì)動(dòng)植物油混合物加入，攪拌，直至浙青溫度降至95°C。硫酸鈣晶須、廢舊輪胎膠粉和劣質(zhì)動(dòng)植物油的投料量之和為浙青質(zhì)量的4%。
[0036]實(shí)施例3
[0037]對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1與普通膠粉改性浙青工藝對(duì)70#基質(zhì)浙青的改性效果進(jìn)行比較。結(jié)果表明本發(fā)明在完全滿足國(guó)家規(guī)范《公路工程廢輪胎膠粉橡膠改性浙青》JT/T798-2011前提下，不僅大幅提高了 70#基質(zhì)浙青高溫穩(wěn)定性能，且低溫延展明顯優(yōu)于普通膠粉改性浙青工藝，與此同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果也說(shuō)明多元體系與浙青相容性較好，具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。
[0038]表1本發(fā)明與普通膠粉改性浙青工藝試驗(yàn)結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種用于改善浙青混合料模量的多元體系，其特征在于:按重量份計(jì)，所述的多元體系由硫酸鈣晶須或有機(jī)活化硫酸鈣晶須或二者的組合1-2份、動(dòng)植物油1-2份以及廢舊輪胎橡膠粉5-7份組成，其中:所述的有機(jī)活化硫酸鈣晶須為表面經(jīng)具有偶聯(lián)作用的有機(jī)試劑改性的硫酸鈣晶須。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系，其特征在于:所述的具有偶聯(lián)作用的有機(jī)試劑為選自硼酸酯、硬脂酸及其鹽中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系，其特征在于:所述的動(dòng)植物油為劣質(zhì)動(dòng)植物油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系，其特征在于:所述的動(dòng)植物油為潲水油、變質(zhì)動(dòng)物油或二者的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系，其特征在于:所述廢舊輪胎橡膠粉的粒徑在60-80目之間。
6.一種如權(quán)利要求1-5所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系的應(yīng)用方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)取30%~70%配方量的所述動(dòng)植物油，置于密封罐中，將所述廢舊輪胎膠粉裝入并覆蓋于所述動(dòng)植物油表面，之后，將試驗(yàn)罐密封，置于溫度為100-140°C烘箱中，密閉加熱.1.5-3h ； (2)、用剩余的所述動(dòng)植 物油浸潤(rùn)所述硫酸鈣晶須，同時(shí)攪拌以使所述硫酸鈣晶須在所述動(dòng)植物油中分散均勻； (3)、待步驟(1)和(2)完成后，將步驟(1)所得試驗(yàn)罐中的混合物轉(zhuǎn)移至已被加熱至.130-140°C的熱浙青中，持續(xù)攪拌40-90min，攪拌完成后，撤除加熱源，于室溫條件下繼續(xù)攪拌，直至熱浙青溫度降至110-120°C時(shí)，將步驟(2)得到的混合物加入，繼續(xù)攪拌至浙青溫度降至95-100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于，步驟(1)中，取45%~55%配方量的所述動(dòng)植物油。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于，所述多元體系的用量為浙青的質(zhì)量的 2%-10%。
9.一種改性浙青，其特征在于:包括權(quán)利要求1-5所述的用于改善浙青混合料模量的多元體系和浙青。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改性浙青，其特征在于:所述多元體系和浙青的質(zhì)量比為.0.02-0.1:1。
【文檔編號(hào)】C08K3/30GK103788667SQ201310729153
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】羅芳艷, 王紅玉, 閆國(guó)杰, 鄧國(guó)民, 李軍代, 陸風(fēng)云, 馬利志, 赫振華, 袁月, 李交, 夏慶宇, 徐韻淳, 邱軼, 王騰飛, 陳文娟, 吳月琴 申請(qǐng)人:上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司, 上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司, 上海寰保渣業(yè)處置有限公司, 上?；萜止こ虣z測(cè)有限公司