一种采用道路沥青改性剂的改性道路沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路渐青材料和工业废渣处理，设及一种采用道路渐青改性剂的改性 道路渐青及其制备方法。本发明提供一种高、低溫稳定性、水稳定性、抗老化性质、W及渐青 与集料的粘附性等性能良好的改性道路渐青，特别适用于公路渐青路面。
【背景技术】
[0002] 渐青路面是我国高等级公路路面中占主要地位的路面结构，其占高等级公路路面 的90% W上。我国高速公路渐青混凝±路面的设计服役期一般为15年，但许多渐青混凝± 路面在通车2~3年内就会发生严重破坏，如车徹、坑桐、开裂等现象。渐青路面的性能在很 大程度上取决于所采用的道路渐青的使用品质。就道路渐青自身而言，存在着不可克服的 特性，比如高溫变软、低溫变脆、加热易老化等，运就需要通过外加手段来弥补道路渐青本 身的不足，而对道路渐青加 W改性可W达到上述目的。现有技术中，道路渐青改性剂主要分 为有机改性剂和无机改性剂两类;对于有机改性剂，主要是各种有机聚合物改性剂，有着较 好的抗老化性能，但是其成本较高，聚合物渐青的相容性较差，存在离析现象，给运输、储存 带来很大的不便，其生产所需的设备又很昂贵;无机改性剂成本较低，生产工艺简便，常用 的无机改性剂主要有石灰、娃藻±、水泥等，其渗入能增加道路渐青与集料的粘附性，抵抗 水损害，但石灰、娃藻±和水泥生产需消耗大量天然资源和能源，限制了其在道路渐青中的 应用。
[0003] 循环流化床粉煤灰为高硫、低热值煤与巧质脱硫剂混合后在循环流化床锅炉内经 830°C~950°C溫度燃烧后，从烟道中经收尘器收集得到的飞灰，目前年排放量数百万吨，堆 存量估计上亿吨。循环流化床粉煤灰与传统粉煤灰在性能上存在很大差异，其具有火山灰 活性、自胶凝性、膨胀性等特点，目前还未得到合理有效利用，因此大部分循环流化床粉煤 灰实行堆放处理。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种采用道路渐青改性剂的改性 道路渐青及其制备方法，本发明通过采用一种道路渐青改性剂及道路渐青改性剂的制备方 法，将该道路渐青改性剂用于改性道路渐青，进一步提供一种改性道路渐青，W及改性道路 渐青的制备方法，本发明提供的改性道路渐青的高、低溫稳定性、水稳定性、抗老化性质、W 及渐青与集料的粘附性等性能良好。
[0005] 本发明的内容是:一种道路渐青改性剂，其特征是：由重量百分比为97 %~99 %的 循环流化床粉煤灰与1 %~3 %的添加剂混合组成；
[0006] 所述添加剂是硬脂酸(化学名称为:十八烧酸）、硅烷偶联剂(产品生产企业有:南 京向前化工有限公司等，硅烷偶联剂的产品型号可W是KH570、K册50等，后同）、W及侣酸醋 偶联剂(产品生产企业有:南京能德新材料技术有限公司等，侣酸醋偶联剂的产品型号可W 是ACA-EAA1，后同）的一种或两种W上的混合物。
[0007]本发明的内容中：所述循环流化床粉煤灰的主要化学成分和重量百分比例组成较 好的为CaO 8~21%、S03 5~20%、Si〇2 35~50%、Al2〇3 10~25%;也可W是现有的主要 化学成分和重量百分比例组成。
[000引本发明的另一内容是:一种道路渐青改性剂的制备方法，其特征是步骤为：
[0009] a、按循环流化床粉煤灰97%~99%、添加剂1%~3%的重量百分比例取循环流化 床粉煤灰和添加剂；
[0010] 所述添加剂是硬脂酸、硅烷偶联剂、W及侣酸醋偶联剂的一种或两种W上的混合 物；
[0011] b、将循环流化床粉煤灰烘干至其中水的重量百分比含量<1 %，冷却，备用；
[0012] C、按添加剂:无水乙醇为1:1~1:2的重量比取无水乙醇，将添加剂加入到无水乙 醇中，揽拌混合溶解，制得添加剂的乙醇溶液，备用；
[0013] d、将循环流化床粉煤灰置入球磨机（可W是无锡建仪仪器机械有限公司，SM- 500))或行星式球磨机(简称行星磨，可W是南京莱步科技实业有限公司生产的型号为QM- 3SP系列的行星磨）中进行粉磨，并喷洒入添加剂的乙醇溶液进行混合粉磨，利用粉磨过程 中的摩擦热使乙醇挥发，并将混合材料粉磨成比表面积> 600mVkg的粉体，即制得道路渐 青改性剂。
[0014] 本发明的另一内容中：所述循环流化床粉煤灰的主要化学成分和重量百分比例组 成较好的为CaO 8~21%、S03 5~20%、Si〇2 35~50%、Al2〇3 10~25%;也可W是现有的 主要化学成分和重量百分比例组成。
[0015] 本发明的另一内容是:一种改性道路渐青，其特征是：由道路渐青改性剂与基质道 路渐青按道路渐青改性剂:基质道路渐青为1~5:100的重量比混合组成；
[0016] 所述道路渐青改性剂由重量百分比为97%~99%的循环流化床粉煤灰与1%~ 3%的添加剂混合组成；
[0017] 所述添加剂是硬脂酸、硅烷偶联剂、W及侣酸醋偶联剂的一种或两种W上的混合 物；
[0018] 所述基质道路渐青为国产茂名70号重交石油渐青MM-70AH。
[0019] 本发明的另一内容中：所述循环流化床粉煤灰的主要化学成分和重量百分比例组 成较好的为CaO 8~21%、S03 5~20%、Si〇2 35~50%、Al2〇3 10~25%;也可W是现有的 主要化学成分和重量百分比例组成。
[0020] 本发明的另一内容是:一种改性道路渐青的制备方法，其特征是步骤为：
[0021 ] a、制备道路渐青改性剂：
[0022] 按循环流化床粉煤灰97%~99%、添加剂1%~3%的重量百分比例取循环流化床 粉煤灰和添加剂;所述添加剂是硬脂酸、硅烷偶联剂、W及侣酸醋偶联剂的一种或两种W上 的混合物；
[0023] 将循环流化床粉煤灰烘干至其中水的重量百分比含量<1%，冷却至室溫；
[0024] 按添加剂:无水乙醇为1:1~1:2的重量比取无水乙醇，将添加剂加入到无水乙醇 中，揽拌混合溶解，制得添加剂的乙醇溶液；
[0025] 将循环流化床粉煤灰置入球磨机或行星式球磨机中进行粉磨，并喷洒入添加剂的 乙醇溶液进行混合粉磨，利用粉磨过程中的摩擦热使乙醇挥发，并将混合材料粉磨成比表 面积^ eoomVkg的粉体，即制得道路渐青改性剂；
[0026] b、制备改性道路渐青：
[0027] 按道路渐青改性剂:基质道路渐青为1~5:100的重量比取道路渐青改性剂和基质 道路渐青；
[00巧]将基质道路渐青加热至135°C~165°C，并保持在溫度为135°C~165°C烙融态基质 道路渐青；
[0029] 将道路渐青改性剂与烙融态基质道路渐青混合并拌合，拌合过程中，采用高速剪 切机（可利用橡胶或SBS改性渐青设备；也可W是上海弗鲁克FM300高剪切分散乳化机)在 lOOOr/min ~20001'/111；[]1的转速下剪切5~10111；[]1，然后在40001'/111；[]1~50001'/111；[]1的转速下剪 切15~30min，即制得改性道路渐青。
[0030] 本发明的另一内容中：所述循环流化床粉煤灰的主要化学成分和重量百分比例组 成较好的为CaO 8~21%、S03 5~20%、Si〇2 35~50%、Al2〇3 10~25%;也可W是现有的 主要化学成分和重量百分比例组成。
[0031] 所述硬脂酸的化学式为C曲(C此)i6C00H，为市售产品。硬脂酸分子的一端为Ci7的烧 基，而分子的另一端为RCO〇-基团，其与循环流化床粉煤灰中的化2+、C址C〇3+、CaOH+等组分反 应生成脂肪酸巧，沉淀物包覆在循环流化床粉煤灰颗粒表面，使其表面性质由亲水变成亲 油。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0033] (1)采用本发明，循环流化床粉煤灰结构疏松多孔，氧化巧含量较高、显碱性、活性 较高，且颗粒细、比表面积大；用循环流化床粉煤灰改性渐青，一方面能够吸收渐青中的部 分低分子组分，提高渐青稠度和劲度，改善渐青的软化点，另一方面还能够减少渐青在冷却 过程中的收缩，使渐青不至于突变，改善渐青的脆性，经改性的循环流化床粉煤灰与渐青相 容性良好，固硫灰渗入能够改善渐青的劲度，改善渐青的高、低溫稳定性和水稳定性;从技 术、经济和综合利用工业废渣、减少环境污染角度出发，用改性循环流化床粉煤灰作为改性 剂组成部分改性道路渐青具有十分重大的社会、经济和环境效益；
[0034] (2)采用本发明，由于循环流化床粉煤灰自身结构疏松多孔，且颗粒细、比表面积 大，能够吸收渐青中的部分低分子量组分，提高渐青稠度和劲度，改善渐青的软化点，另一 方面还能够减少渐青在冷却过程中的收缩，使渐青不至于突变，改善渐青的脆性；同时，循 环流化床粉煤灰中化0含量较高，呈碱性，能与渐青中的簇酸(RC00H)发生缩水反应，生成碱 ±盐类物质，使渐青牢固吸附在集料表面，渗入固硫灰的道路渐青，不需再渗入生石灰、熟 石灰或水泥类等碱性抗剥落剂进行改性；
[0035] (3)采用本发明，硬脂酸化学式为C曲(C此)i6C00H;硬脂酸分子的一端为Ci7的烷基， 其结构与聚合物相似，而分子的另一端为RCO〇-基团，其与固硫灰中的化2+、化肥化+、化細+等 组分反应生成脂肪酸巧，沉淀物包覆在固硫灰粒子表面，使粉体表面性质由亲水变成亲油；
[0036] (4)采用本发明，为难于处理处置和综合利用的废渣开辟了新的综合利用途径，降 低了循环流化床粉煤灰排放堆存污染占地，有利于环境保护;经改性的循环流化床粉煤灰 与基质道路渐青相容性良好，道路渐青改性剂渗入能够改善道路渐青的劲度，改善渐青混 合料的高、低溫稳定性和水稳定性
[0037] (5)本发明W循环流化床粉煤灰为主要原材料，采用硬脂酸化学改性，制备道路渐 青改性剂，并将其用于道路渐青改性，完全替代石灰、娃藻上和水泥等对天然资源和能源消 耗较大的