[發明專利]一種磁粉改性瀝青砂膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202010780750.0
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111892337A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;E01D19/08;H01F13/00;C04B111/34;C04B111/20
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本發明公開了一種磁粉改性瀝青砂膠及其制備方法。該磁粉改性瀝青砂膠由磁粉、瀝青、礦粉和表面活性劑按比例配制而成，其各組分質量分數為：磁粉0.5％～85.0％，瀝青15.0％～30.0％，礦粉0.5％～85.0％，表面活性劑0.0％～2.0％。本發明的磁粉改性瀝青砂膠主要用于鋼橋面瀝青鋪裝結構的緩沖層，鋪裝完成后采用充磁機外加磁場對磁粉進行充磁磁化，通過充磁后磁粉的粉體改性、磁力粘結和磁致硬化的綜合作用，使得磁化緩沖層的強度和剛度提高，并在傳統鋪裝結構的物化粘結基礎上，額外增加緩沖層與鋼橋面板之間的磁力粘結，降低剛度差異，從而增強鋼橋面鋪裝結構的層間結合和變形追從性及耐久性。該磁粉改性瀝青砂膠還可用于路面應力吸收層和防裂層等技術。

技術領域

本發明涉及一種磁粉改性瀝青砂膠及其制備方法，可應用于鋼橋面瀝青鋪裝結構的緩沖層，也可用于路面應力吸收層和防裂層等技術要求的柔性砂膠材料，屬于建筑材料技術領域。

背景技術

隨著我國交通事業的高速發展，大跨徑橋梁的建設也越來越多。其中，由于正交異性鋼橋面板箱梁體系具有自重輕、側向抗風能力強、運輸和架設方便、空間結構受力性能更佳及施工周期較短等優點，在現代橋梁建設特別是大跨徑橋梁建設中得到廣泛應用。與此同時，鋼橋面鋪裝是大跨徑鋼箱梁橋建設的關鍵技術之一，一直受到國內外學術界與工程界的高度關注與重視。

由于瀝青混凝土具有重量輕、變形協調能力強、與鋼橋面板粘結性能良好、維修方便及行車舒適等優點，成為正交異性鋼橋面板首選的鋪裝結構形式。鋼橋面瀝青混凝土鋪裝結構直接鋪筑于正交異性鋼橋面板上，由于正交異性鋼橋面板柔度大，在行車荷載及溫度變化、風載和地震等自然因素共同作用下，其受力和變形要比一般的瀝青混凝土路面及水泥混凝土橋梁上瀝青橋面鋪裝復雜得多，工作環境也更為嚴苛，從而導致鋼橋面瀝青鋪裝層容易產生推移、車轍、脫層和疲勞開裂等早期損壞現象。因此，鋼橋面瀝青鋪裝技術至今仍是一個尚未很好解決的世界性技術難題。

鋼橋面瀝青鋪裝結構一般由防腐層、防水粘結層、緩沖層和瀝青混合料鋪裝層組成，直接鋪筑于鋼橋面板之上。大量研究和應用表明，鋼橋面瀝青鋪裝結構與鋼橋面板之間的粘結性和剛度差異是影響二者之間變形追從性的關鍵，這就要求瀝青鋪裝層不僅具有良好的追隨鋼橋面板變形的適應能力，而且還要在高溫和行車荷載作用下不能產生過大的推移變形。同時，緩沖層作為瀝青混合料鋪裝層與鋼橋面板之間的過渡聯結層，對二者之間的剛度過渡和粘結強度起著重要的作用。因此，選擇一種性能優越且經濟耐久的緩沖層材料對預防鋼橋面瀝青鋪裝結構的損壞具有重要的意義。

目前，國內外鋼橋面瀝青鋪裝緩沖層主要采用瀝青砂膠和預拌碎石兩類材料，由于瀝青砂膠是整體柔性的彈性體材料，故其得到較廣泛的應用。然而大量的工程實際表明，傳統的緩沖層材料往往因整體、熱穩和粘結等性能不足，成為鋼橋面瀝青鋪裝結構的薄弱層，難以起到應有的隔熱、粘結和緩沖荷載等作用，從而造成瀝青鋪裝層的早期損壞。為此，通過將磁粉摻入瀝青砂膠材料之中進行充磁改性，制備鋼橋面鋪裝用磁粉改性瀝青砂膠緩沖層，綜合利用充磁磁粉的粉體改性、磁力粘結和磁致硬化作用，提高緩沖層的強度和剛度，從而在傳統鋼橋面瀝青鋪裝材料的物化粘結基礎上，額外增加緩沖層與鋼橋面板之間的磁力粘結，降低剛度差異，以進一步增強鋼橋面鋪裝結構的層間結合和變形追從性及路用性能和耐久性。

發明內容

為達以上目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種磁粉改性瀝青砂膠，其特征在于：該磁粉改性瀝青砂膠由磁粉、瀝青、礦粉和表面活性劑按比例制備而成，各組分質量分數為：磁粉0.5％～85.0％，瀝青15.0％～30.0％，礦粉0.5％～85.0％，表面活性劑0.0％～2.0％。

進一步地，所述的磁粉為毫米級、微米級或納米級的釹鐵硼磁粉、鋇鐵氧體磁粉、鍶鐵氧體磁粉、四氧化三鐵磁粉、羰基鐵粉、鋁鎳鈷磁粉中任意一種或一種以上組合的能均勻分散于瀝青砂膠中、磁化后帶有磁性且不易消磁的磁性顆粒。