一种复合改性剂及其制备的具有高抗飞散性能的排水沥青混凝土的制作方法

文档序号:11095713阅读:673来源:国知局
本发明涉及道路工程领域,尤其涉及一种使排水沥青混合料具有抗飞散性能的改性添加剂及其制备的排水沥青混凝土。
背景技术
:排水沥青路面是指压实后空隙率在18%~25%,能够在混合料内部形成排水通道的新型沥青混凝土面层,排水路面能够消除雨天路面形成的水膜,提高行车的安全性、舒适性。为了保证较大的空隙率,排水性沥青混合料中粗集料用量占到80%以上,因此,排水沥青路面的强度减低,沥青老化后会导致胶浆开裂,排水沥青路面中的粗集料成片脱落,出现飞散现象,重载车辆挤压和雨水冲刷等外力作用加速了这种现象的发生,最终导致排水沥青路面损坏,因此设计一种具有高抗飞散性能的混合料是道路工程建设的关键。为了获得具有高抗飞散性能的混合料,一般会围绕:1)采用起粘结作用的高粘度的沥青,一般采用高含量的SBS实现;2)添加纤维,包括聚合物化学纤维(聚酯和聚丙烯、聚丙烯腈纤维)、木质素纤维等,通过加筋和吸附沥青增加沥青膜厚等机理改善抗飞散掉粒性能;3)添加抗剥落剂、抗老化剂,用于提高沥青与石料界面粘附性能、防止沥青氧化的材料三个方面进行研究然而一般要求起粘结作用的沥青必须具有较高的粘度,抗车辙性和抗飞散性要远高于SBS改性沥青混凝土,另外由于排水混凝土经常浸泡在水中,需要具有较高的水稳定性。因此制备排水沥青混凝土时,除了在沥青中添加聚合物、树脂类添加剂外,还要在混合料中添加木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维等,纤维不仅能增加沥青与石料的粘结力,还能增加沥青用量、减小飞散、提高水稳定性和耐久性。但是,为了满足高粘度的需要,现有技术常用高改性剂含量的SBS/树脂复合改性沥青。当前改性沥青一般采取湿法制得,即预先在工厂将改性剂与基质沥青经过溶胀、剪切、发育的方法制备成品SBS改性沥青,这不但增加了额外的运输和生产环节,而且成品SBS改性沥青属于热力学不稳定体系,在储存运输过程中必然会发生不同程度的改性剂离析分层、指标衰减等问题,对于不易改性的沥青,这种衰减格外显著。一般改性沥青出厂后,平均要经过2天左右的运输和储存,如遇阴雨天气或其他管理变化导致无法施工,存放时间可能达到5天以上,在此期间改性沥青的性能指标已经发生严重衰减,且高含量的SBS改性沥青更容易离析和降解。因此目前常用的湿法制成的改性沥青不仅增加了生产成本,造成了环境污染,降低了施工灵活性,还给路面质量带来了不良影响。而且,在生产排水沥青混合料时,通常将纤维单独投入拌合楼使用,纤维在存放过程中容易受潮变质,同时密度较小,在加入过程中容易发生漂浮,难以混合均匀。如何将纤维有效加入、且保证拌合的均匀性是生产排水沥青混凝土急需解决的问题。另外,大孔隙的沥青混凝土还容易造成集料的剥离和脱落,严重可能会导致路面功能的损害,因此要求沥青具有较强的粘附性和较强的抗老化性,通常的解决方法是在沥青与集料拌合时加入抗剥离剂、抗老化剂,这不仅增加了现场劳动强度还容易造成拌合的不均匀。因此迫切需要一种将高粘改性剂、纤维、抗老化剂与抗剥离剂融合为一体的复合改性剂,在使用时能够直接投入拌合楼,而无需预先制备成品高粘沥青、无需单独投放纤维、无需单独投放抗剥离剂及抗老化剂。但受以下两个方面的影响,在现有技术条件下,并未实现纤维与聚合物类改性剂共同造粒的技术:(1)纤维类材料的韧性较小,造粒时易断裂。(2)聚合物类改性剂通常高温造粒,而纤维类材料受热容易老化。例如,CN1876723B公开的“提高粘度的排水路面沥青改性剂及其制备方法”中提出了一种以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为基料,以增粘树脂、工艺用油、乙烯-醋酸乙烯等为辅料的高粘沥青改性剂的制备方法,虽然该沥青的粘度较高,但是由于其排水沥青混合料的改善作用较为片面,且对于最佳沥青用量并没有提高,因而不能改善沥青混合料的水稳定性、抗飞散性和耐久性。又例如CN101831190A公开的”一种易溶于沥青的高粘度沥青改性剂及其生产方法”中提出了一种以SBS、石油树脂、芳烃油、抗氧化剂、润滑剂、接枝剂、引发剂等为原料制备易溶高粘改性剂的制备方法,该方法同样仅从粘度方面进行改进,并没有使用聚酯纤维去实现加筋和吸附沥青的作用,因此其同样存在不能改善沥青混合料的水稳定性、抗飞散性和耐久性的问题。又例如CN101177534A公开的“高粘沥青改性剂”中提出了一种使用热塑性弹性、橡胶类聚合物、热塑性树脂、硫化剂制备得到的高粘改性剂。普遍认为,聚合物类改性剂能否溶于沥青中交联形成连续的网状结构,是最大限度发挥聚合物改性作用的关键【张德勤.石油沥青的生产与应用[M].北京:中国石化出版社,2001】,同时聚合物类在硫磺的作用下发生交联反应是一个复杂的过程,这个过程需要在交联促进剂的辅助下进行【杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京:中国石化出版社,1997】,按照该方法的技术条件,聚合物类改性剂难以发生交联反应,进而无法对沥青的性能进行有效的提升。可见,该方法也是仅仅从增加粘度(即交联作用)改善沥青,并没有给出使用聚酯纤维进行加筋和沥青吸附的启示,因此其同样存在不能改善沥青混合料的水稳定性、抗飞散性和耐久性的问题。又例如CN104592773A公开的”一种温拌SMA改性沥青混凝土改性颗粒及其制备方法”中提出了一种使用橡胶粉、聚酯纤维、硅藻土、石蜡、温拌剂等制备的温拌改性剂。该方法虽然含有聚酯纤维成分,但所使用的橡胶粉不同于SBS改性剂,并不能提高沥青的粘度,而且石蜡与温拌剂的加入会减小混凝土的粘度,不适用于排水路面的修筑。可见,现有的大多数解决方案中,均从单一方面改善沥青混凝土性能,尤其是从粘度方面,而且受技术条件的限制,现有技术中均不涉及融合了高粘改性、纤维、抗老化剂与抗剥落剂为一体的干法直投改性技术,要么使用成品改性沥青,要么使用直投改性技术,都需要在使用时额外添加纤维、抗剥离剂和抗老化剂,这不仅增加了现场操作强度,且两种外加材料在拌和锅内短时间的均匀分散性降低,给混合料的性能指标造成不稳定性影响,因此迫切需要一种简洁有效的方法一次性解决外加改性剂的问题,生产抗飞散的排水沥青混合料。技术实现要素:为解决现有技术中排水沥青混合土抗飞散性较差、制备成本高、操作复杂的技术问题,本发明提供了:1)、一种复合改性剂,不但可以直接投入拌合楼使用的,而且还使制得的排水沥青混凝土具有抗飞散功能;2)、一种复合改性剂的制备方法,该方法成功将纤维应用于干法直投改性技术中,克服了现有技术中由于纤维密度小导致的易漂浮、混合不均匀的技术问题;3)、一种使用1)的复合改性剂制备的排水沥青混合土,由于使用了本申请的复合改性剂,使的排水沥青混合土具有高抗飞散性能;以及4)、一种制备排水沥青混合土的制备方法。为了实现本发明的目的,本发明第一方面提供的一种复合改性剂,其可以使排水沥青混凝土具有高抗飞散性能,包括:以SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂为组成成分的改性剂基本料;纤维;综合助剂;以及交联剂和交联促进剂;其中,在64-192℃条件下将所述改性剂基本料与所述纤维和综合助剂进行第一混合,得到第一混合物料;在32-60℃条件下将所述交联剂和交联促进剂加入到混合物料中进行第二混合,得到第二混合物料,对第二混合物料造粒后得到复合改性剂;其中,在造粒时,利用所述增溶剂对第二混合物料进行降温。其中,所述综合助剂由对苯二胺类抗氧剂、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠组成。其中,所述对苯二胺类抗氧剂、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠的重量份配比为3:1-2.5:2.5:1-3。优选地,所述对苯二胺类抗氧剂、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠的重量份配比为3:1-2:2.5:2-3。由于本发明的综合助剂由对苯二胺类抗氧剂、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠混合而成,因此,其一方面能够在集料表面形成物理吸附并与集料进行化学反应,从而提高了沥青与集料的粘附性,使沥青与集料具有良好的抗热老化性及抗水损害性,起到抗剥离的效果;另一方面能够抑制沥青受热发生的缩合、脱氢等氧化反应的发生,起到防止老化的作用。特别是,所述SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂、纤维、综合助剂、交联剂和交联促进剂的重量份配比为:优选的,所述各组分的重量份配比为:其中,所述SBS改性剂为线性或星型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的一种或复配。优选的但不限于,所述SBS改性剂的熔融指数大于2g/10min。其中,所述SBR改性剂为粉末状丁苯橡胶,固含量大于80%。其中,所述增溶剂为FCC油浆、糠醛抽出油、环烷油、石油常减压蒸馏的侧线油、废旧机油、回收地沟油的一种或复配。本发明向改性剂基本料中添加的增溶剂能够对SBS改性剂起到预溶胀作用,一方面在造粒时可以降低SBS改性剂造粒温度,另一方面在使用过程中能够促进发生交联反应。另外增溶剂能够提高纤维的韧性,防止造粒时发生断裂的现象。其中,所述交联剂为硫磺。其中,所述硫磺可以是粉末状、片状或液体状态。硫磺与橡胶共热后,能够产生非常活泼的双基硫,它与橡胶反应生成橡胶硫醇化合物,然后转变为多硫交联键,这着种多硫交联键能够发生加成、环化反应,进而形成交联体系。所述促进剂为包括乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、二苄基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四苄基秋兰姆、硬脂酸、过氧化苯甲酰和氧化锌中的一种或几种,经过优化配比的促进剂能够促进改性剂交联反应的发生,促进形成稳定的网状结构,提高沥青体系的粘度。其中,所述纤维可以是木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维的任意一种。木质素纤维可以为颗粒或絮状形式,聚酯纤维的长度为6-20mm。纤维加入后,能够吸收一部分沥青,增加沥青油膜厚度,不仅能增加沥青与石料的粘结力,还能起到加筋、增粘、增加沥青用量、减小飞散、提高水稳定性和提高耐久性的作用。为实现本发明的目的,本发明第二方面提供一种制备第一方面的复合改性剂的方法,其利用第一方面的复合改性剂成分与重量份配比制得,具体包括以下步骤:利用SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂制备改性剂基本料;在64-192℃条件下将所述改性剂基本料与所述纤维和综合助剂进行第一混合,得到第一混合物料;在32-60℃条件下将所述交联剂和交联促进剂加入到混合物料中进行第二混合,得到第二混合物料;对第二混合物料造粒后得到复合改性剂;其中,在造粒时,利用所述增溶剂对第二混合物料进行降温。特别是,所述利用SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂制备改性剂基本料是将SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂混合制得。其中,所述SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂混合的温度为64-192℃,优选为80-160℃,进一步优选为96-128℃。其中,所述SBS改性剂、SBR改性剂、增溶剂混合的时长为5min-60min,优选为10-50min,进一步优选为20min-30min。在上述时间及温度参数中,混合温度若过高,纤维将会受热老化,其性质将发生变化;混合温度若过低,SBS改性剂难以预溶胀并分散,影响改性效果。混合时间过长,纤维、SBS改性剂、SBR改性剂及增溶剂同样会在氧气的作用下发生老化反应,影响性能的正常发挥;混合时间不足会导致预溶胀和混合的均匀程度。其中,所述第一混合的温度是在64-192℃的较高温度下进行,优选为80-160℃,进一步优选为96-128℃。其中,所述第一混合的时长为5min-60min,优选为15-45min,进一步优选为25min-35min。其中,进行第二混合前需要进行降温处理,使第二混合在32-60℃条件下进行,优选为35-50℃,进一步优选为38-45℃。其中,所述第二混合的时长为5min-60min,优选为10-50min,进一步优选为15min-20min。本发明采用增溶剂与SBS改性剂、SBR改性剂作为改性剂基本料降低了改性剂的造粒温度,通过增溶剂的加入提高了纤维的韧性,防止造粒时出现断裂的现象。高温条件下,SBS与交联剂在交联促进剂的作用之下能够发生交联反应,这种交联反应应该在改性剂的使用过程(即混合料拌合时)发生,为了防止该反应在改性剂制备过程中发生,本发明并采用了降温处理,一方面抑制了交联反应在改性剂制备过程中的进行,另一方面避免了高温条件下SBS、SBR、纤维氧化老化的问题,还解决了纤维在加入过程中容易漂浮、混合不均匀、计量困难的技术问题。为实现本发明的目的,本发明第三方面提供一种高抗飞散性的排水沥青混凝土,包括基质沥青、集料、矿粉,还包括第一方面提供的复合改性剂。其中,所述复合改性剂是由第二方面提供的方法制备得到。为实现本发明的目的,本发明第四方面提供一种制备高抗飞散性的排水沥青混凝土的方法,其制备过程不需要进行溶胀、剪切和发育处理,其制备过程包括:将集料与复合改性剂进行混合干拌处理,得到混合均匀的集料与改性剂的混合物;向混合物中加入基质沥青,拌合50s-100s,得到基质沥青与混合物混合均匀后的沥青混合物;向沥青混合物中加入矿粉,拌合50s-100s,得到排水沥青混凝土;其中,所述改性剂加入量为集料质量的0.4%-2%;所述基质沥青的加入量为集料质量的3.2%-8.2%;所述矿粉的加入量为集料质量的2.4%-15%。优选的,所述改性剂加入量为集料质量的0.6%-1.5%;所述基质沥青的加入量为集料质量的5%-7%;所述矿粉的加入量为集料质量的3%-15%。特别是,所述干拌温度为170℃-200℃。其中,干拌时长为20s-50s。在使用本申请的改性剂进行拌合时,SBS迅速熔融并在交联剂、促进剂的作用下发生交联反应,达到改性的目的,即在拌合过程中将基质沥青转化为SBS改性沥青,能够显著改善沥青混合料的高温性能、低温性能及抗疲劳性能;SBS、SBR改性剂熔融后能够显著提高沥青体系的粘度;同时纤维分散均匀,吸收一部分沥青,增加了最佳油石比来增加沥青膜的厚度,增加沥青和集料表面之间的界面能,显著改善沥青混合料的粘结性及水稳定性,还能起到抗飞散的作用。本发明具有如下有益效果:1、本申请提供的排水沥青抗飞散改性剂中具有纤维成分,因而用其制得的排水沥青混凝土具有突出的抗飞散功能,水稳性强也得到提高。而且在拌合过程中,预先分散的SBS改性剂在交联剂、促进剂的作用下发生快速交联反应,显著改善沥青混凝土的高温低温性能及抗疲劳能力。2、由于本申请使用了增溶剂,一方面提高了纤维的韧性而易于造粒,另一方面降低了聚合物改性剂的造粒温度,实现了把难以共同熔融的SBS、SBR改性剂与纤维共同造粒,将干法SBS改性与纤维的加入合二为一,解决了制备排水沥青混凝土的过程中再加入纤维容易发生漂浮、混合不均匀的技术问题,同时在混合料生产过程中避免了因多种颗粒同时加入造成的施工组织困难的问题。3、由于本申请提供的排水沥青混凝土改性剂可用于干法制备排水沥青混凝土,因此将其用于干法制备排水沥青混凝土的过程中,减少了成品改性沥青的生产环节与现场操作强度,减少污染排放,有效降低使用成本。4、由于本申请制得的排水沥青混凝土可以直接在施工现场进行,减少了湿法制备改性沥青过程中的成品改性沥青的储存及运输环节,因此避免了储存运输中发生的离析分层、性能指标衰减等质量问题。5、本发明所述的综合改性剂可以存放一年以上,避免了成品改性沥青在施工现场的储存,提高了施工灵活性,特别适用于多现阴雨天气的南方地区。本发明使排水沥青混合料生产的材料使用管理变得非常简单:施工单位采购普通沥青、在现场投放本改性剂即可生产得到性能优良且稳定的排水混合料。普通沥青性质较改性沥青更为稳定,再也不必担心改性沥青的储存离析和性能衰减问题,也彻底解决了纤维投放的分散不均、容易出现油斑的施工缺陷。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性而非限制性,不应以此限制本发明的保护范围。实施例11、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBS为产自岳阳石化的线型791H。SBR为产自山东显元化工的固含量80%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为产自中海沥青的环烷基原油减三线经过糠醛精制得到的糠醛抽出油与产自中海沥青的环烷油按照1:1比例的混合物。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌与市售二苄基二硫代氨基甲酸锌按照1:1比例的混合物。纤维为产自美国杜邦公司的聚酯纤维BoniFiber,长度为6mm,断裂延伸率50%。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按3:1.5:2.5:3的比例混合而成。2、排水沥青抗飞散改性剂的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂在110℃条件下均匀混合25min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2在混合物一中加入聚酯纤维、综合助剂,搅拌均匀28min,温度维持在110℃,此时聚酯纤维均匀的分散在混合物一中,得到混合物二。2.3将上述混合物二降温至41℃,加入交联剂、促进剂混合15min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物三,将混合物三加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。实施例21、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBS为产自燕山石化的星型4303。SBR为产自山东显元化工的固含量80%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为产自镇海炼化的催化裂化(FCC)油浆与产自中海沥青的环烷油按照2:1比例的混合物。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌:二苄基二硫代氨基甲酸锌:硬脂酸按照3:1:1比例的混合物。纤维为产自宁波大成新材料公司的聚酯纤维,其长度为8mm,断裂延伸率40%。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按照3:1:2.5:3的比例混合而成。2、排水沥青抗飞散改性剂的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂在125℃条件下均匀混合28min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2在混合物一中加入聚酯纤维、综合助剂,搅拌均匀32min,温度维持在125℃,此时聚酯纤维均匀的分散在混合物一中,得到混合物二。2.3将上述混合物二降温至43℃,加入交联剂、促进剂混合15min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物三,将混合物三加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。实施例31、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBS为产自LG的线型501S。SBR为产自山东桥隆的固含量100%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为产自中海沥青的环烷基原油减三线经过糠醛精制的抽出油与产自中海沥青的环烷油按照1:2比例的混合物。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌:二苄基二硫代氨基甲酸锌:硬脂酸按照4:1:1比例的混合物。纤维为产自德国JRS公司的絮状木质素纤维。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按照3:1:2.5:2的比例混合而成。2、排水沥青抗飞散改性剂的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂在98℃条件下均匀混合21min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2在混合物一中加入木质素纤维、综合助剂,搅拌均匀26min,温度维持在98℃,此时木质素纤维均匀的分散在混合物一中,得到混合物二。2.3将上述混合物二降温至39℃,加入交联剂、促进剂混合20min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物三,将混合物三加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。实施例41、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBS为产自LG的线型501S。SBR为产自山东桥隆的固含量100%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为自制的废旧机油。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌与二苄基二硫代氨基甲酸锌按照1:1比例的混合物。聚酯纤维为产自江苏同安道路工程公司的长度为18mm,断裂延伸率15%。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按照3:1:2.5:3的比例混合而成。2、排水沥青抗飞散改性剂的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂在128℃条件下均匀混合30min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2在混合物一中加入聚酯纤维、综合助剂,搅拌均匀30min,温度维持在128℃,此时聚酯纤维均匀的分散在混合物一中,得到混合物二。2.3将上述混合物二降温至45℃,加入交联剂、促进剂混合20min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物三,将混合物三加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。对比例11、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBS为产自LG的线型501S。SBR为产自山东桥隆的固含量100%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为产自中海沥青的环烷基原油减三线经过糠醛精制得到的糠醛抽出油与产自中海沥青的环烷油按照1:1比例的混合物。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌与二苄基二硫代氨基甲酸锌按照1:1比例的混合物。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按照3:1:2.5:3的比例混合而成。2、对比改性剂1的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂及综合助剂在110℃条件下均匀混合25min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2将上述混合物一降温至41℃,加入交联剂、促进剂混合15min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物二,将混合物二加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。对比例21、备料按照以下重量份比例称量各个成分,其中SBR为产自山东桥隆的固含量100%的粉末状丁苯橡胶。增溶剂为产自中海沥青的环烷基原油减三线经过糠醛精制得到的糠醛抽出油与产自中海沥青的环烷油按照1:1比例的混合物。交联剂为含量99.5%的粉末硫磺,产自茂名石化。促进剂为市售氧化锌与二苄基二硫代氨基甲酸锌按照1:1比例的混合物。聚酯纤维为产自美国杜邦公司的BoniFiber,长度为6mm,断裂延伸率50%。综合助剂由市售的对苯二胺类抗氧剂4010、乙醇、脂肪酸、木质素磺酸钠按照3:1:2.5:3的比例混合而成。2、对比改性剂2的制备2.1将SBS粉粒与增溶剂及综合助剂在110℃条件下均匀混合25min,此时,SBS粉粒在助溶剂和增溶剂中分散均匀,发生预溶胀反应,得到混合物一。2.2将上述混合物一降温至41℃,加入交联剂、促进剂混合15min后得到含有交联剂但未发生交联反应的混合物二,将混合物二加入挤出机中,造粒得到颗粒状的排水沥青抗飞散改性剂。其中,搅拌器采用江阴市精达化工生产的搅拌速分散机,挤出机采用购自清河县精华机械模具厂的单螺杆冷喂料橡胶挤出机。对比例3对比例3采用市售日本TPS高粘改性剂、市售美国杜邦公司的BoniFiber路用纤维,长度为6mm分别投入使用。实施例1-4中制备的综合改性剂性能指标如表1所示。其中熔融指数测试仪型号为RZ-400B,深圳尊翔科技有限公司生产,熔点测试仪型号为WRS-1B,上海精密科学仪器有限公司生产。表1改性剂性能指标检测结果实施例1实施例2实施例3实施例4熔点(℃)131141129138熔融指数(g/10min)10.36.312.17.6在沥青混合料中分散性(170℃,60s)完全熔融完全熔融完全熔融完全熔融表1中,熔点为改性剂由固态转化为液态的温度,熔点越高则要求拌合过程的温度越高,反之亦然,考虑实际生产情况,改性剂需要较低的熔点。熔融指数反应了改性剂的加工流动性,熔融指数越大说明越柔软、易流动,进一步说明温度一定的情况下熔融指数越大越则越易熔融在沥青中。因为改性剂作用发挥的前提条件是完全熔融在沥青混合料中,改性剂沥青混合料中的分散性对于改性剂性能的发挥起着决定性作用,不完全熔融的部分无法对混合料起到增粘、提高水稳定性、抗飞散的作用。实施例5排水沥青混凝土的制备该实施例是实施例1-4及对比例1-2的复合改性剂制备PAC-13排水沥青混凝土的方法实施例,具体方法如下:(1)将集料与上述综合改性剂在185℃条件下干拌20s,其中综合改性剂的质量为集料质量的1%。(2)按照集料4.5%的比例加入基质沥青,拌合50s。(3)加入4.5%的矿粉,拌合50s。(4)击实温度为170℃。实施例6排水沥青混凝土的制备该实施例是对比例3的成分制备PAC-13排水沥青混凝土的方法实施例,具体方法如下:(1)将集料与集料质量0.8%的TPS改性剂、集料质量0.12%的聚酯纤维在185℃条件下干拌20s。(2)按照集料4.5%的比例加入基质沥青,拌合50s。(3)加入4.5%的矿粉,拌合50s。(4)击实温度为170℃。实施例1-4及对比例1-2应用实施例5的方法制备的PAC-13排水沥青混凝土及对比例3应用实施例6制备的PAC-13排水沥青混凝土按照JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》进行性能测定,测定结果如表2所示:表2排水沥青混凝土性能指标检测结果注:表中实施例1-4是指利用实施例1-4的改性剂制备的排水沥青混凝土,对比例1-2是指利用对比例1-2制备的排水沥青混凝土,对比例3是用市售TPS、市售聚酯纤维制备的排水沥青混凝土。其中,马歇尔稳定度及动稳定度反映了混合料的高温抗车辙能力;低温破坏应变反映了混合料的低温抗开裂能力;浸水马歇尔稳定度比、冻融劈裂强度比反映了混合料的水稳定性,即在有水存在下混合料体系保持稳定的能力;空隙率、渗水系数表征了混合料的透水性;标准飞散、浸水飞散表征了混合料的抗飞散性。由表2中数据可知,实施例1-4中各项指标均符合技术要求,可见,利用本申请的改性剂制备混凝土的确起到加筋、分散、稳定、增粘等作用,而且优于3个对比例,因此本申请制备的改性剂所实现的需要冷造粒的木质纤维素与需要热造粒的SBS的彻底混合,并没有使木质纤维素的性能受损,反而增强了沥青混凝土抗飞散性能的作用。发明人设置的2个未添加纤维的对比例1和未添加SBS的对比例2的抗飞散性、水稳定性不合格,说明本发明的改性剂中所涉及的纤维和SBS对于干法直投式制备的排水沥青的抗飞散性、水稳定性发挥了重要作用,由表2中的数据还可以看出本发明将高粘改性SBS与纤维合二为一的复合改性剂制备排水沥青,综合性能均高于对比例3采用的将集料、TPS改性剂和聚酯纤维高温混合后再加入基质沥青、矿粉制得排水沥青,且成本明显低于对比例3,不但减少了劳动强度和施工组织难度,还能显著降低成本。显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1