专利名称：钢渣橡胶沥青混凝土及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种浙青混凝土及其制备方法，特别是涉及一种使用钢渣为粗集料、 橡胶浙青为结合料的钢渣橡胶浙青混凝土及其制备方法。
背景技术：
浙青混凝土一般是由浙青和矿料(粗集料、细集料、填料)组成，在本技术领域 中，常用的浙青主要为SBS改性浙青，常用的集料主要有石灰岩、玄武岩、花岗岩等，常用的 填料有石灰岩磨细矿粉、消石灰、水泥等，上述材料组成的浙青混凝土无法有效解决两个矛 盾一是高温稳定性和抗疲劳性与低温抗裂性间的矛盾；二是浙青混凝土表面特性(抗滑) 与耐久性间的矛盾。橡胶浙青是指含量15%以上的轮胎橡胶粉在高温和充分拌和的条件下与浙青溶 胀反应得到的改性浙青胶结料，由于溶胀后橡胶颗粒体积比例可以达到40%，橡胶浙青及 其混合料都能够显现硫化橡胶的特性，低温变形能力、路面在以下温度的柔韧性得到提高， 加上轮胎抗老化能力的传递，使得橡胶浙青是非常理想的长寿命、抗裂浙青材料。因此，橡 胶浙青在道路工程中逐渐开始应用起来。钢渣是在转炉炼钢过程中生成的液态熔渣冷却固化后形成的工业废料。为了减少 对环境的污染，钢渣在道路工程水泥混凝土路面中已经开始尝试用，但是，钢渣在浙青混凝 土中使用，一般采用普通浙青或SBS改性浙青，目前业内尚没有将钢渣作为集料与橡胶浙 青混合制成钢渣橡胶浙青混凝土的实例。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢渣橡胶浙青混凝土及其制备方法，该混凝土的集料采 用钢渣，可以变废为宝，具有重大的环保意义，并且使用该混凝土铺设的路面比传统的浙青 路面更经久耐用。为达到上述目的，本发明提供一种钢渣橡胶浙青混凝土，该混凝土选用钢渣作为 粗集料，橡胶浙青作为结合料，并且包括有细集料以及填料；上述浙青混合料的矿料级配组 成为粗集料断级配骨架密实型，橡胶浙青与矿料的比例通过马歇尔击实试验，由马歇尔试 件的体积参数确定范围，并经高温抗车辙能力、抗水损害能力等路用性能验证后综合确定。本发明还提供一种钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其以钢渣作为粗集料，橡胶 浙青作为结合料，并且该混凝土还包括有细集料以及填料；上述浙青混合料的矿料级配组 成为粗集料断级配骨架密实型，橡胶浙青与矿料的比例通过马歇尔击实试验，由马歇尔试 件的体积参数确定范围，并经高温抗车辙能力、抗水损害能力等路用性能验证后综合确定； 在将橡胶浙青与上述矿料进行拌和时，橡胶浙青加热温度为175 180°C，矿料的加热温度 比橡胶浙青的加热温度高10 30°C ；并且，矿料干拌时间为15 20s，湿拌时间为35 40s ；经拌和后形成的钢渣橡胶浙青混凝土的出厂温度为175 185°C。本发明采取以上技术方案，其具有以下有益效果
1、本发明使用钢渣代替浙青混合料中的粗集料，不仅可以变废为宝，而且可以节 省石料资源，减少由于石料开采而对环境带来的破坏和污染。2、橡胶浙青是将废轮胎加工成胶粉后与浙青拌合形成的一种浙青胶结料，是一种 减少废旧轮胎带来的环境污染，变废为宝的技术措施。废胎胶粉用于浙青混凝土中，能改善 浙青混凝土的高温稳定性、抗疲劳性能、水稳定性、低温性能和延缓反射裂缝等路用性能， 同时能显著降低路面的行车噪声。3、本发明将钢渣代替石料作为粗集料与橡胶浙青拌合，形成一种新型的钢渣橡胶 浙青混凝土，具有显著的环保意义，是一种最具代表性的环保路面。橡胶浙青的高粘、高弹 特性与钢渣高强度、棱角性好的特点相结合，综合了橡胶浙青混凝土和钢渣浙青混凝土的 优点，形成一种高温抗剪切性能十分优越的环保型浙青混凝土，且能改善浙青混合料的水 稳定性、降噪、抗滑、耐磨，是一种具有优良路用性能的浙青混凝土。可以适用于我国的公路 建设事业，并且将成为钢渣处理和废轮胎循环利用的一个重要的突破口。可用城市道路或 重交通道路的表面层，改善路面的抗滑和抗剪性能。4、钢渣橡胶浙青混凝土的矿料中，粒径在4. 75mm以上的粗集料采用陈化、消解的 钢渣；粒径在4. 75mm以下的细集料可采用石灰岩(采用石灰岩生产的细集料多为碱性石 料，与橡胶浙青粘结性较好，有利于浙青混合料各项性能的发挥)；填料可视实际情况采用 矿粉，或掺加部分消石灰、水泥，以进一步增强浙青混合料的抗水损害能力。5、按照《公路浙青路面施工技术规范》的要求，浙青层厚不宜小于集料公称最大 粒径的2. 5 3倍，以便于施工过程中的压实、减少集料离析现象。为此，本发明开发出 GZ-ARC10、GZ-ARC13、GZ-ARC16等三种公称最大粒径不同的钢渣橡胶浙青混凝土，用于最小 厚度分别为3cm、4cm、5cm的浙青路面表面层。
图1为本发明中10 15mm规格的钢渣的示意图。图2为本发明中5 IOmm规格的钢渣的示意图。图3-1为本发明的一具体实施例中GZARC16级配曲线。图3-2为本发明的一具体实施例中马歇尔试验结果的表示图。
具体实施例方式钢渣经过一系列加工处理过程后(主要采用打磨机械对陈渣进行破碎、磁选、分 离、磨细等深加工处理)可成为优质集料，其物理力学性能可与玄武岩相媲美，因此，在理 论上钢渣可以代替玄武岩作为浙青混合料的粗集料。同时钢渣具有多孔的物理特征，与浙 青的粘附性较好，且具有良好的耐磨性特点。因此采用钢渣的浙青混凝土本身具有良好的 高温稳定性能、抗水损害性能和良好抗滑性能和抗滑耐久性，可以用作浙青路面的表面层。本发明提供的橡胶浙青钢渣浙青混凝土主要是由钢渣作为粗集料与橡胶浙青混 合而成，并且进一步的，还包括有石灰岩作为细集料，以及矿粉或水泥作为填料。在本发明中，钢渣的选择是钢渣橡胶浙青混凝土成功设计的关键。钢渣集料应满 足《钢渣石灰类道路基层施工及验收规范》和ASTMD5106-2003《浙青筑路混合料用钢渣集 料标准规范》的相关技术要求。同时钢渣必须分解稳定，应使用堆积一年以上的陈渣，以保证其化学性质的稳定。钢渣破碎的集料规格应满足浙青混凝土用集料的要求，集料规格应 满足5 IOmm和10 15mm两档的要求(如图1、图2所示)。具体来说，钢渣应满足下面 表1的规格要求。表1钢渣的规格
权利要求
一种钢渣橡胶沥青混凝土，其特征在于该混凝土选用钢渣作为粗集料，橡胶沥青作为结合料，并且包括有细集料以及填料；上述沥青混合料的矿料级配组成为粗集料断级配骨架密实型，橡胶沥青与矿料的比例通过马歇尔击实试验，由马歇尔试件的体积参数确定范围，并经高温抗车辙能力、抗水损害能力等路用性能验证后综合确定。
2.根据权利要求1所述的钢渣橡胶沥青混凝土，其特征在于.·所述钢渣为堆积一年以 上的陈渣，并采用打磨机械对陈渣进行破碎、磁选、分离、磨细等深加工处理处理，所述钢渣 的规格需要符合下表的要求
3.根据权利要求1所述的钢渣橡胶沥青混凝土，其特征在于所述橡胶沥青的技术指 标需要符合下表的要求
4.根据权利要求1-3任一所述的钢渣橡胶浙青混凝土，其特征在于所述细集料为石 灰岩，所述填料为矿粉或水泥，该石灰岩包括3 5mm和0 3mm两档规格，并符合下表的 要求规格粒径水洗法通过各筛孔的质量百分率(％)(mm)9.54.752.361.180.60.30.150.075S143 510090 1000 15—0 3——S160 310080 10050-8025 608 450-250 10
5.根据权利要求4所述的钢渣橡胶浙青混凝土，其特征在于所述粗集料断级配骨架 密实型的级配包括有GZ-ARC16、GZ-ARC13、GZ-ARClO,即所述钢渣粗集料、细集料及填料形 成的矿料的级配具体如下表所示级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百女r率(％)191613.29.57.24.752.361.180.60.30.150.075GZ-ARC1610095-10077-8554-64-25-3519-2815-2211-189~ 147 115~ 9GZ-ARC1310095-10062-71-25-3520-2815-2312-1910-158~ 126~ 10GZ-ARClO10095-10056-6625-3520-2815-2312-1910-158~ 12 -ΙΟ
6.一种钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其特征在于钢渣作为粗集料，橡胶浙青作 为结合料，并且该混凝土还包括有细集料以及填料；上述浙青混合料的矿料级配组成为粗 集料断级配骨架密实型，橡胶浙青与矿料的比例通过马歇尔击实试验，由马歇尔试件的体 积参数确定范围，并经高温抗车辙能力、抗水损害能力等路用性能验证后综合确定；在将橡胶浙青与上述矿料进行拌和时，橡胶浙青加热温度为175 180°C，矿料的加 热温度比橡胶浙青的加热温度高10 30°C ；并且，矿料干拌时间为15 20s，湿拌时间为 35 40s ；经拌和后形成的钢渣橡胶浙青混凝土的出厂温度为175 185°C。
7.根据权利要求6所述的钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述钢渣为 堆积一年以上的陈渣，并采用打磨机械对陈渣进行破碎、磁选、分离、磨细等深加工处理处 理，所述钢渣的规格需要符合下表的要求规格公称通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)名称粒径(mm)19.016.013.29.54.752.36SlO10 1510090 1000 150 5—S125 1010090 1000 150 5所述钢渣的技术要求需要符合下表的要求
8.根据权利要求6所述的钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述橡胶浙 青的技术指标需要符合下表的要求
9.根据权利要求6-8任一所述的钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述 细集料为石灰岩，所述填料为矿粉或水泥，该石灰岩包括3 5mm和0 3mm两档规格，并 符合下表的要求
10.根据权利要求9所述的钢渣橡胶浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述粗集料 断级配骨架密实型的级配包括有GZ-ARC16、GZ-ARC13、GZ-ARClO,即所述钢渣粗集料、细集 料及填料形成的矿料的级配具体如下表所示级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百女卜率(％)
全文摘要
本发明提供一种钢渣橡胶沥青混凝土及其制备方法，其选用钢渣作为粗集料，橡胶沥青作为结合料，并且该混凝土还包括有细集料和填料；上述沥青混合料的矿料级配组成为粗集料断级配骨架密实型，橡胶沥青与矿料的比例通过马歇尔击实试验，由马歇尔试件的体积参数确定范围，并经高温抗车辙能力、抗水损害能力等路用性能验证后综合确定；在将橡胶沥青与上述矿料进行拌和时，橡胶沥青加热温度为175～180℃，矿料的加热温度比橡胶沥青的加热温度高10～30℃；并且，矿料干拌时间为15～20s，湿拌时间为35～40s；经拌和后形成的钢渣橡胶沥青混凝土的出厂温度为175～185℃。本发明使用钢渣代替矿料，可以变废为宝，节省石料资源，减少由于石料开采而对环境带来的破坏。
文档编号C04B18/14GK101967047SQ20091016169
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者周兴业, 张宇, 张蕾, 李美江, 沈国辉, 王旭东, 郭朝阳 申请人:交通部公路科学研究所