[發明專利]納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710186281.8
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106746933A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉小艷;朱杰;劉磊;梁濤;陳奕寧;田甜;李田雨;喬洋;張玉梅;何紀鵬;楊恒;孫昊;劉開瓊;劉愛華;洪盛祥;吳春穎;夏蘇魯
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B20/00;C04B18/06;C04B14/10;C04B24/20;C04B24/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種瀝青材料，尤其涉及一種納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料。

背景技術

脫硫灰渣是燃煤電廠產生的煙氣在排放前必須使二氧化硫排放達標，在電廠安裝脫硫裝置而得出來的廢渣。因為在脫硫過程中加入了脫硫劑，灰渣的主要成分是碳酸鈣或氧化鈣，其化學組成與粉煤灰有很大不同。目前，脫硫灰渣正日益增加，若無法被使用，會對脫硫工藝的發展和普及造成影響；若使用不當，甚至釋放二氧化硫，造成二次污染，使得脫硫技術變得毫無意義。所以研究有關脫硫產物并加以利用有重大的經濟和社會意義。

乳化瀝青是瀝青和乳化劑在一定工藝作用下，生成水包油或油包水的液態瀝青。乳化瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青，經過機械攪拌和化學穩定的方法(乳化)，擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的道路建筑材料。在眾多的道路建設應用中，乳化瀝青提供了一種比熱瀝青更為安全、節能和環保的系統，因為這種工藝避免了高溫操作、加熱和有害排放，不僅節約能源，而且保護環境。乳化瀝青混合料是采用乳化瀝青與礦料混合料在常溫狀態下拌合的，經鋪筑與壓實成型后形成瀝青路面。但是,乳化瀝青混合料有一個很大的缺陷，就是水分排干和性能恢復需要一定的時間,這樣就導致其早期強度較低,因而延遲了交通開放,限制了其應用范圍。

現有技術中，主要通過添加水泥形成水泥乳化瀝青混合料以及添加改性劑來改善乳化瀝青的基本性能從而減少其缺陷。如同濟大學杜少文等人將水泥摻到乳化瀝青中(《水泥改善乳化瀝青混合料的使用性能》，杜少文等，建筑材料學報，第12卷第一期，第71-75頁，2009年)，利用水泥水化加速乳化瀝青的破乳，可以提高混合料早期強度和剛度，同時改善混合料的路用性能。然而，水泥水化速度不快，混合料的早期強度不優越，大量的拌合水不能轉成結晶水，對后期性能有影響；另一方面，水泥的加入雖然加快了乳化瀝青混合料早期強度的發展速度，但同時使混合料的模量有了很大程度的提高，增大了水泥乳化瀝青混凝土脆性開裂的風險，同時其韌性和變形性能出現了一定程度的降低，這對于提高路面使用壽命也是十分不利的。中國專利申請文獻(CN105524478A)公開了一種納米粘土/丁苯橡膠濕法改性乳化瀝青的方法，具體公開了將納米粘土和丁苯橡膠高速攪拌制備成改性劑對乳化瀝青進行改性，克服傳統乳化瀝青混合不均、儲存穩定性差等缺點。但是，有的改性劑與乳化瀝青配伍性好，有的與集料配伍性好，二者不一定可以兼容，往往拌合成混合料時，整體均勻性不好，性能的改善會有所下降。中國專利申請文獻(CN105176109A)公開了一種利用脫硫灰渣改性瀝青混合料的制備方法，具體公開了一種將脫硫灰渣進行改性處理，然后將其加入基質瀝青中，對瀝青進行改性處理，提高瀝青性能的方法；該方法在制備瀝青混合料中都需要將材料保持在100-200℃的高溫中，施工過程比較復雜，且需要消耗較多能量。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料，第二目的是提供一種納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料的制備方法，制得乳化瀝青混合料固化速度快，內部物料分散均勻，粘附牢固，具有較高的早期抗車轍能力和抗開裂能力，節能環保，對施工環境的要求降低。

技術方案：本發明所述的一種納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料，主要由以下質量百分比的物料組成：1％-7％的納米粘土懸濁液、2％-4％的礦粉、2％-4％的脫硫灰渣、75％-89％的粗細集料和6％-10％的乳化瀝青；所述納米粘土懸濁液由納米粘土、水、分散劑、消泡劑組成，其中，納米粘土的摻量為水質量的5％-20％，分散劑的摻量為納米粘土質量的40％-60％，消泡劑的摻量為納米粘土質量的30％-50％。

進一步優選的，該納米粘土和脫硫灰渣固化的乳化瀝青混合料主要由以下質量百分比的物料組成：3％-4％的納米粘土懸濁液、3％-3.5％的礦粉、3％-3.5％的脫硫灰渣、80％-83％的粗細集料和8％-9％的乳化瀝青；納米粘土懸濁液中，納米粘土的摻量為水質量的10％-15％，分散劑的摻量為納米粘土質量的45-55％，消泡劑的摻量為納米粘土質量的35-45％。

所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，利用其難揮發，易溶于水且具有良好的表面活性的特點，降低水-油界面的張力起到乳化分散的作用。

所述消泡劑為磷酸三丁酯，用于消除混合料中已形成的泡沫，使得內部結構狀態更加密實。

進一步，所述納米粘土為蒙脫土、高嶺土、水輝石和硅石的一種或幾種，優選為蒙脫土與高嶺土按質量比1:0.5～2混合而成。