沥青混合料矿粉及制备方法和油页岩在制备沥青混合料矿粉中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工技术、资源循环利用和道路桥梁建设领域，具体涉及一种沥青混 合料矿粉及制备方法和油页岩在制备沥青混合料矿粉中的应用。
【背景技术】
[0002] 由于我国已经处于经济高速发展期，道路工程发生了翻天覆地的变化，沥青路面 甚至铺进了乡间小道。在一些恶劣气候地区，尤其是我国北方地区，由于昼夜以及季节温差 巨大，沥青反复收缩，导致了传统沥青路面"松散"。解决路面"松散"的关键在于沥青混合 料的组成。沥青混合料是由粗集料、细集料和胶浆组成的三维分散体系，其中包含矿粉和沥 青的胶浆则是决定沥青混合料高、低温性能的关键因素，近几年越来越受到重视。矿粉通常 是由石灰岩等碱性石料经磨细加工得到的，在沥青混合料中起填料作用的以碳酸钙为主要 成分的矿物质粉末。矿粉在沥青混合料中起到填充作用，目的是减小沥青混凝土的空隙。矿 粉和沥青共同形成沥青胶浆，提高了沥青混凝土的强度和稳定性。所以，要求矿粉与沥青之 间有较强的亲和力。目前，传统矿粉的需求量越来越大，成本逐渐增高。寻找一种新型材料 代替传统矿粉就显得尤为迫切和重要。
[0003] 我国油页岩储量巨大，经过高温干馏法可以制备页岩油。但是，干馏法只能提取 70%左右的页岩油，剩余20%以上重质页岩油随油页岩废渣一起回填，造成资源及人力浪 费，同时具有一定的环境污染。油页岩及干馏油页岩废渣主要由硅铝酸盐及Ca、Mg、K等无 机氧化物和干酪根及重质油成分组成。特别是一些颗粒度小的油页岩（〈6mm)不适宜于干 馏工艺，造成大量资源浪费。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种沥青混合料矿粉，解决了现有 技术中胶浆的结合力和强度相对较低的问题，而且节省了成本。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种沥青混合料矿粉的制备方法及油页岩在制备沥 青混合料矿粉中的应用。
[0006] 本发明的技术方案如下： 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：添加剂 =20-50 ：20-60 ：2-20〇
[0007] 所述的油页岩包括油页岩原矿、干馏工艺后的油页岩废渣和不适宜于干馏工艺的 油页岩小颗粒。
[0008] 所述的油页岩符合我国行业标准：《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004有 关规定。
[0009] 所述的油页岩粉碎过筛至粒度小于0. 60mm。
[0010] 所述的石灰石符合我国行业标准：《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004有 关规定。
[0011] 所述的石灰石粉碎过筛至粒度小于0. 60 _。
[0012] 所述的添加剂为硅藻土和憎水剂中的一种或者几种。
[0013]制备该沥青混合料矿粉的制备方法包括下述步骤：按上述重量份数比将油页岩、 石灰石进行粉碎并过筛至目标粒度；再与添加剂混合进行均匀搅拌用于铺路沥青胶浆的配 置。
[0014] 本发明的优点效果如下： 本发明方法是在传统沥青混合料工艺中，首次将油页岩作为沥青混合料的矿粉。采用 该方法制备的沥青混合料矿粉利用油页岩外围的沥青质、重质油及干酪根等有机成分，通 过相似相溶及憎水原理，明显提高了矿粉与沥青及添加剂之间形成胶浆的结合力和强度， 同时减小了沥青混凝土的空隙，具有较高的分散性。提高了沥青混合料的高温抗车辙、低温 抗开裂以及抗水侵害等关键指标，有效降低了传统沥青路面"松散"状况。所述的沥青混合 料矿粉可用于所有沥青路面工程建设中，对所有沥青具有兼容性。
[0015] 本发明方法采用油页岩粉末作为沥青混合料矿粉减少了油页岩资源的浪费，尤其 在我国北方部分页岩油产区，剩余大量的干馏后油页岩废渣，可以就地取材，减少了运输成 本。本发明提供了一种工艺简单、成本低、高性能及环保的沥青混合料的矿粉及生产方法。
[0016] 油页岩及经过干馏工艺油页岩废渣由于自身的组成性质，具有适宜的硬度，适合 通过粉碎机进行粉碎成目标目数的固体小颗粒，且具有较好的流动性，可以自由地从矿粉 仓流出。同时，油页岩周围附着的干酪根及重油等成分燃点高，同时可增加胶浆与其他集料 的结合力，具有较高的憎水性质。所以，这种小颗粒特别适宜于用作沥青混合料中的矿粉。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=50 :40 :8 :2。
[0018] 所述的油页岩为抚顺页岩油厂干馏工艺后的油页岩废渣。
[0019] 制备该沥青混合料矿粉的加工工艺：按照我国行业标准《公路沥青路面施工技术 规范》JTGF40-2004中高速公路及一级公路标准，将油页岩、石灰石进行粉碎并过筛至粒度 小于0. 6mm为100%，小于0. 15mm为90-95%，小于0. 075mm为75-80%。再加入硅藻土及 憎水剂DC-C16进行均匀搅拌用于铺路沥青胶浆的配置。
[0020] 将上述矿粉以沥青混合料的5%含量加入到沥青混合料中，以传统的热拌沥青混 合料（HMA)法来制备沥青混合料，干拌温度在150-200°C之间，干拌均匀后，对抗飞散性能 评价(肯塔堡飞散试验)，高温性能评价(车辙试验)，低温性能评价(小梁低温弯曲试验)，抗 水损害性能(冻融劈裂强度的残留强度比和浸水马歇尔残留稳定度比）数据进行采集，如表 1所示。
[0021] 实施例2 其配料比值及加工步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的4%含量加入到沥青混 合料中，进行性能数据采集，如表2所示。
[0022] 实施例3 其配料比值及加工步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的6%含量加入到沥青混 合料中，进行性能数据采集，如表3所示。
[0023] 实施例4 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=40 :50 :8 :2。
[0024] 其加工步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料 中，进行性能数据采集，如表4所示。
[0025] 实施例5 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=35 :55 :8 :2。
[0026] 其加工步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料 中，进行性能数据采集，如表5所示。
[0027] 实施例6 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=30 :60 :8 :2。
[0028] 其加工步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料 中，进行性能数据采集，如表6所示。
[0029] 实施例7 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=50 :40 :8 :2。
[0030] 所述的油页岩为吉林桦甸页岩油厂干馏工艺后的油页岩废渣。
[0031] 其它步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料中， 进行性能数据采集，如表7所示。
[0032] 实施例8 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=50 :40 :8 :2。
[0033] 所述的油页岩为抚顺油页岩直径小于6mm的不适宜于干馏工艺的油页岩小颗粒。
[0034] 其它步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料中， 进行性能数据采集，如表8所示。
[0035] 实施例9 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 ：憎水 剂DC-C16=50 :40 :8 :2。
[0036] 所述的油页岩为桦甸油页岩直径小于6mm的不适宜于干馏工艺的油页岩小颗粒。
[0037] 其它步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料中， 进行性能数据采集，如表9所示。
[0038] 实施例10 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：憎水剂DC-C16=50 ：48 ：2〇
[0039] 其它步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料中， 进行性能数据采集，如表10所示。
[0040] 实施例11 沥青混合料矿粉，由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石：硅藻土 = 50 : 42 :8〇
[0041] 其它步骤同实施例1，将上述矿粉以沥青混合料的5 %含量加入到沥青混合料中， 进行性能数据采集，如表11所示。
[0042] 本发明憎水剂为市场可以购买到的任何类型，并可用于道路沥青及矿粉的憎水 剂，上述实施例仅用于本发明说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以 想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
【主权项】
1. 沥青混合料矿粉，其特征在于由下述原料按重量份数比制备而成，油页岩：石灰石： 添加剂=20-50 :20-60 :2-20。2. 根据权利要求1所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的油页岩包括油页岩原 矿、干馏工艺后的油页岩废渣和不适宜于干馏工艺的油页岩小颗粒。3. 根据权利要求1或2所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的油页岩符合我国行 业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004有关规定。4. 根据权利要求3所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的油页岩粉碎过筛至粒度 小于 0? 60mm。5. 根据权利要求1所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的石灰石符合行业标准 《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004有关规定。6. 根据权利要求1或5所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的石灰石粉碎过筛至 粒度小于〇. 60mm。7. 根据权利要求1所述的沥青混合料矿粉，其特征在于所述的添加剂为硅藻土和憎水 剂中的一种或者几种。8. 制备权利要求1所述的沥青混合料矿粉的方法，其特征在于包括下述步骤：按上述 重量份数比将油页岩、石灰石进行粉碎并过筛至目标粒度；再与添加剂混合进行均匀搅拌 用于铺路沥青胶浆的配置。9. 根据权利要求1所述的沥青混合料矿粉，其特征在于油页岩在制备沥青混合料矿粉 中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种沥青混合料矿粉，由下述原料油页岩、石灰石、添加剂按重量份数比制备而成，本发明首次将油页岩作为沥青混合料的矿粉，明显提高了矿粉与沥青及添加剂之间形成胶浆的结合力和强度，同时减小了沥青混凝土的空隙，具有较高的分散性。提高了沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂以及抗水侵害等关键指标，有效降低了传统沥青路面“松散”状况。减少了油页岩资源的浪费，减少了运输成本。本发明提供了一种工艺简单、成本低、高性能及环保的沥青混合料的矿粉及生产方法。
【IPC分类】C04B26/26, C04B14/04, C04B14/08, C04B18/04, C04B14/28
【公开号】CN104926169
【申请号】CN201510301204
【发明人】王德慧, 赵德智
【申请人】辽宁石油化工大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月5日