[發明專利]一種瀝青混凝土改性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210278470.5
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102745930A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張慢;蘇如春;侯文虎;何忠茂;嚴培武;蔡肖;寧作君;董曉麗;蘇富赟;王永亮;劉慧
• 申請（專利權）人: 甘肅土木工程科學研究院
• 主分類號: C04B22/06
• 分類號: C04B22/06
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 楊中毅

技術領域

本發明涉及一種瀝青混凝土改性劑及其制備方法，具體涉及為一種能夠提高瀝青混凝土高溫穩定性、低溫穩定性和水穩定性的瀝青混凝土改性劑。

背景技術

近年來，瀝青公路事業發展較快，但瀝青路面普遍存在技術和質量兩個方面的問題，主要體現在公路工程的耐久性和路面的早期損害，尤其是在一些氣候條件惡劣和交通荷載較大的路段，因此，對瀝青混凝土的性能提出了更高的要求。通常，瀝青混凝土的將經過加熱的瀝青與粗、細骨料及填充材料（礦粉、水泥等）按適當的配合比所拌合而成的均勻混合物經壓實后得到，因此，對材料的改善是提高瀝青混凝土性能的最根本的措施。

通常，瀝青混凝土的溫度穩定性是影響公路耐久性的主要因素，瀝青混凝土的水穩定性是影響瀝青路面早期破壞的主要因素，瀝青混凝土路面由于穩定性不良，在未達到其設計使用年限就出現大量的龜裂、坑槽、剝落、集料脫落現象，甚至形成結構性破壞，不得不重修或養護，造成極大的資源浪費和經濟損失。因此，從材料體系中優化瀝青混凝土的配合比以及采用改善瀝青混凝土性能的改性劑，能夠提高瀝青結合料的物理吸附作用和化學吸附作用，更多的產生結構瀝青，減少自由瀝青，提高瀝青與骨料相互作用的粘聚力，從而改善瀝青混凝土的高溫穩定性、低溫穩定性和水穩定性等性能。

目前，利用粉煤灰作為瀝青混凝土的填料，能夠優先吸附瀝青中的蠟組分，從而提高瀝青的質量，改善道路瀝青混凝土的高溫和低溫性能，但《公路瀝青路面施工技術規范》?（JTG?F40-2004）中規定：粉煤灰用量不得超過填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性指數應小于4%；高速公路和一級公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰做填料。利用水泥代替部分礦粉在瀝青混凝土中使用是國際上比較普遍的方法，特別的在美國和歐洲應用較廣泛，它的特定是提高了瀝青混凝土面層的水穩定性，造價比使用SBS等改性瀝青或使用抗剝落劑低，在我國現行規范中也提到用水泥代替2%的礦粉來提高瀝青混凝土的水穩定性，但是摻加水泥后會使瀝青混合料變硬，脆性變大，對瀝青混凝土的低溫穩定性有一定程度的不利影響。云南昆明提出應用硅藻土研制的硅質瀝青改性劑，使瀝青的導熱系數下降，吸熱值降低，熱阻、冷阻值提高，溫感性降低，瀝青混凝土高低溫穩定性變好，但是對瀝青混凝土的水穩定性沒有得到研究效果。因此，尋找一種材料體系，能夠全面提高瀝青混凝土的溫度穩定性和水穩定性，改善瀝青路面的耐久性和早期損害，延長瀝青公路的使用壽命，具有重要的意義。

發明內容

本發明為解決上述現有技術的缺陷提出，其目的是全面提高瀝青混凝土高溫穩定性、低溫穩定性及水穩定性，從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

為實現上述目的，本發明提出一種瀝青混凝土改性劑及其制備方法，其特征在于主要原材料為一種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經過一系列物理及化學活化處理制備得到一種呈弱堿性粉末狀物質。

首先經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；

然后在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75℃水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80℃烘干；

再用有機陽離子表面活性劑按照陽離子交換量的比例來對樣品進行有機改性處理；最后將樣品按照固液比1:50的比例在1mmol/L的Ca(OH)₂溶液中進行堿活化處理，75℃水浴加熱，浸泡3小時后反復洗滌過濾至弱堿性，而后在80℃烘干。

所述晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物的主要化學成分為SiO₂?、Al₂O₃?、Fe₂O₃?、MgO?和CaO。伴生有少量的石英、長石、白云石和方解石。

所述有機陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨（HDTMAB），陽離子價換量約為50mmol/100g。

具體的制備方法如下：

1.?瀝青混凝土改性劑的制備：原材料為一種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，經過一系列物理及化學活化處理制備得到一種呈弱堿性粉末狀物質。制備方法如下：

a.?經過超聲波物理提純，除去較粗雜質；

b.?在濃度為10%的NaCl溶液中進行鹽活化處理，75℃水浴加熱，浸泡7小時后反復洗滌過濾至無氯離子，而后在80℃烘干；

c.?用有機陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（HDTMAB）按照陽離子交換量約為50mmol/100g的比例來對樣品進行有機改性處理；