专利名称：微波加热固化的乳化沥青混凝土材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于公路面层铺筑的乳化浙青混凝土材料，特别是一种使用微波加热固化的乳化浙青混凝土材料及其制备方法。
背景技术：
微波是指频率在300MHz 300GHz的电磁波。在微波电磁场的作用下，介质材料中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向，微波能量转化为介质内的热量，使材料温度呈现为宏观上的升高。微波加热是目前最先进的浙青路面材料加热方法，具有速度快、加热均勻、温度梯度小、热量散失少、无明火、无弱接缝和弱接面、修复质量高和无污染等优点，并能实现旧浙青料重复利用，符合国家节能减排、环境保护的要求，能够满足公路维修快速进入、快速作业、快速撤离的工作需要。乳化浙青是将通常高温使用的道路石油浙青，经过机械搅拌和化学稳定的方法， 扩散到水中而液化成常温下粘度低、流动性好的一种道路建筑材料。在乳化浙青中，水是分散介质，浙青是分散相，两者只有在表面能较接近条件下才能形成稳定结构，因此需要借助乳化剂和稳定剂等外加助剂来加强其稳定性。然而，由于各地产基质浙青性能千差万别，一种乳化剂不能适应所有不同种类的浙青乳化，这就为生产乳化浙青带来困难，导致乳化浙青在运输和存储过程中过早分裂破乳，造成材料的极大浪费，增加了乳化浙青应用成本。其次，由于各地集料千差万别，稳定的乳化浙青当洒布遇到集料时，立即产生破乳，为混凝土的均勻拌和带来困难，使乳化浙青与集料的粘附能力下降。而要合理控制乳化浙青破乳时机，需要针对每一种集料开发专门的乳化剂和乳化稳定剂，这在实际应用过程中很难实现，为乳化浙青混凝土材料的推广带来极大困难。第三，混凝土成型后乳化浙青中还含有水分，需待水分完全蒸发，才能产生足够的粘结力，这就造成乳化浙青混凝土早期强度低，不能尽快开放交通，这也是乳化浙青混凝土路面的重要缺点之一。第四，既要满足乳化浙青在储运过程中稳定不破乳，又要满足遇到集料适时破乳， 相互矛盾；同时要适应各种类型的浙青和不同岩性的集料，这就为开发通用的乳化剂和乳化稳定助剂带来巨大的困难，进一步影响了乳化浙青混凝土材料的路用性能。
发明内容
针对背景技术中乳化浙青混凝土材料在实际应用过程中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种微波加热固化的乳化浙青混凝土材料及其制备方法，其主要制备方法为 乳化浙青冷拌一冷摊铺一微波加热破乳一热压成型。本发明采用在常温下稳定的专用乳化浙青，这种乳化浙青常温下十分稳定，在储运过程中不破乳，同时在混合料拌制过程和摊铺过程中也不破乳，和集料可实现均勻拌合的目的；乳化浙青混合料拌好后，进行常温摊铺，摊铺好预压后通过微波外场诱导破乳；破
3乳后微波继续加热混合料，达到一定温度后，再进行复压和终压成型，实现致密化，最终获得早期强度高的乳化浙青混凝土路面材料。为了实现上述技术任务，本发明采取如下具体的技术解决方案
一种微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，该混凝土材料由下列原料及其质量百分比
为
玄武岩或石灰岩集料799Γ88% ；石灰岩矿粉；3%飞％ ；硅酸盐水泥1°/Γ4% ；微波加热破乳的乳化浙青89Tll% ；上述原料的质量百分比之和为100%。本发明的混凝土材料原料的优选质量百分比组合为
玄武岩或石灰岩集料81% 86% ；石灰岩矿粉3% 5% ；硅酸盐水泥2% 4% ；微波加热破乳的乳化浙青99TlO% ；上述原料的质量百分比之和为100%。所述的该混凝土材料原料的优选质量百分比为
玄武岩集料占84% ；石灰岩矿粉占4% ；硅酸盐水泥占3% ；微波加热破乳的乳化浙青占9%。所述的玄武岩集料密度为2. 821g/cm3，对浙青粘附等级为4级，压碎值为10. 1%， 粒径为0. 075mnT9. 5mm，连续级配；所述的矿粉密度为2. 711g/cm3，亲水系数为0. 83。所述的微波加热破乳的乳化浙青是在室温下5天稳定度小于2%，微波加热到50°C 以上时由于非离子乳化剂发生转相而制得，其中原料及其重量百分百比如下
软化点为的石油浙青58% ；十七烷二甲基苄基氯化铵3% ；烷基酚聚氧乙烯醚 0. 2% ；聚乙烯醇17 - 92 0. 3% ；三氯化铁3% ；水溶性均三嗪三缩水甘油胺环氧树脂1. 5% ； 水:34%。另外，本发明微波加热固化的乳化浙青混凝土材料方法包括以下步骤
将819Γ86%质量百分比的玄武岩集料、39Γ5%质量百分比的石灰岩矿粉和29Γ4%质量百分比的硅酸盐水泥加入拌和机，在常温条件下拌和Imin后，加入89Tll%质量百分比的微波加热破乳的乳化浙青，在拌和机中再拌和2min，获得质地均勻的乳化浙青混合料，在整个拌和过程中混合料中乳化浙青不破乳。(2)对常温摊开的乳化浙青混合料进行预压，使得混合料压实度达到50%。(3)对预压后的乳化浙青混合料进行微波加热，实现乳化浙青混合料完全破乳。(4)对破乳后的浙青混合料继续进行微波加热，加热到浙青混合料整体温度大于 50°C且破乳后的浙青混合料中大部分水分排出后，对浙青混合料进行复压和终压，且终压温度不低于100°C，最终得到浙青混凝土路面材料。本发明与现有技术相比具有以下技术优势
首先，采用常温稳定、微波加热破乳的乳化浙青，克服了传统乳化浙青储运过程中易破乳，造成材料浪费的问题。同时克服了传统乳化浙青混凝土材料成型后不破乳，造成早期强度低的问题。消除了传统乳化浙青既要求长期储存稳定，又要求使用后迅速破乳之间的矛盾。其次，采用冷拌冷摊工艺，实现洁净生产的制备技术，无污染；采用微波破乳，微波加热压实工艺，压实质量容易控制，压实过程中无污染，实现绿色施工。第三，采用冷拌-冷摊-微波破乳-热压工艺，与温拌技术和热拌技术相比，节能和环保，突破了传统热拌混合料运输过程中的保温条件限制，压实过程中严格的温度条件限制，使得施工变得从容便利。第四，本工艺突破了传统乳化浙青混合料只能做中下面层材料的局限，实现了乳化浙青混合料用作上面层的目的，扩展了乳化浙青混凝土材料的应用范围。本发明制得的乳化浙青混凝土的马歇尔稳定度等路用性能，满足《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中AC-10密级配浙青混合料相关技术标准，因此， 该乳化浙青混凝土完全可以在公路面层中使用，而且采用微波加热破乳，能够人为控制乳化浙青的破乳时间，大幅度提高混合料的路用性能，从而进一步提高路面使用寿命。
具体实施例方式下面通过具体的优选实施例对发明作进一步详细说明。以下是发明人给出的实施例，这些实施例仅用于本领域技术人员充分的理解本发明，凡是在以下实施例基础上做的等同变换或者替换均属于本发明的保护范围。实施例1
在乳化浙青混合料配制中，以混合料总质量计，集料占84%，矿粉占4%，水泥占3%，乳化浙青占9% ；级配(质量比)如表1所示。表1集料级配表
权利要求
1.一种微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，其特征在于，该混凝土材料由下列原料及其质量百分比组合为玄武岩或石灰岩集料799Γ88% ；石灰岩矿粉；3%飞％ ；硅酸盐水泥1°/Γ4% ；微波加热破乳的乳化浙青89Tll% ；上述原料的质量百分比之和为100%。
2.如权利要求1所述的微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，其特征在于所述的该混凝土材料原料的优选质量百分比组合为玄武岩或石灰岩集料81% 86% ；石灰岩矿粉3% 5% ；硅酸盐水泥2% 4% ；微波加热破乳的乳化浙青99TlO% ；上述原料的质量百分比之和为100%。
3.如权利要求1或2所述的微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，其特征在于所述的该混凝土材料原料的最优质量百分比为玄武岩集料占84% ；石灰岩矿粉占4% ；硅酸盐水泥占3% ；微波加热破乳的乳化浙青占9%。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，其特征在于所述的玄武岩集料密度为2. 821g/cm3，对浙青粘附等级为4级，压碎值为10. 1%，粒径为0. 075mnT9. 5mm，连续级配；所述的矿粉密度为2. 711g/cm3，亲水系数为0. 83。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的微波加热固化的乳化浙青混凝土材料，其特征在于所述的微波加热破乳的乳化浙青是在室温下5天稳定度小于2%，微波加热到50°C以上时由于非离子乳化剂发生转相而制得，其中原料及其重量百分百比如下软化点为的石油浙青58% ；十七烷二甲基苄基氯化铵3% ；烷基酚聚氧乙烯醚 0. 2% ；聚乙烯醇17 - 92 0. 3% ；三氯化铁3% ；水溶性均三嗪三缩水甘油胺环氧树脂1. 5% ； 水:34%。
6.制备权利要求1-3中任意一项所述的微波加热固化的乳化浙青混凝土材料的方法， 其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将81% 86%质量百分比的玄武岩集料、3% 5%质量百分比的石灰岩矿粉和29Γ4%质量百分比的硅酸盐水泥加入拌和机，在常温条件下拌和Imin后，加入89Tll%质量百分比的微波加热破乳的乳化浙青，在拌和机中再拌和2min，获得质地均勻的乳化浙青混合料，在整个拌和过程中混合料中乳化浙青不破乳；(2)对常温摊开的乳化浙青混合料进行预压，使得混合料压实度达到50%；(3)对预压后的乳化浙青混合料进行微波加热，实现乳化浙青混合料完全破乳；(4)对破乳后的浙青混合料继续进行微波加热，加热到浙青混合料整体温度大于50°C 且破乳后的浙青混合料中大部分水分排出后，对浙青混合料进行复压和终压，且终压温度不低于100°C，最终得到浙青混凝土路面材料。
全文摘要
本发明公开了一种微波加热固化的乳化沥青混凝土材料及其制备方法，乳化沥青混凝土由下列原料及其质量百分比组成玄武岩或石灰岩集料79%~88%，石灰岩矿粉3%~6%，普通硅酸盐水泥1%~4%，微波加热破乳的乳化沥青8%~11%，上述原料质量百分比之和为100%；其制备方法先将集料、矿粉和水泥在常温条件下拌和1min，加入微波加热破乳的专用乳化沥青并将混合料拌和2min，摊开并预压至50%压实度，微波加热到50℃以上破乳排水，继续加热至100℃以上，终压，制得混凝土材料。本发明采用微波加热后破乳排水并终压固化，乳化沥青破乳时间可控，乳化沥青混凝土的路用性能大幅提高，绿色环保且施工方便，适用于乳化沥青混凝土用作高等级路面层，路面快速养护和沥青混凝土工厂化预制等领域。
文档编号E01C19/10GK102295445SQ20111014923
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者王振军, 艾涛, 袁斌, 赵仕兵, 赵鹏 申请人:长安大学