一种路面抗滑磨耗层用集料及制备方法技术

一种路面抗滑磨耗层用集料及制备方法，按质量百分比计，将70％‑98％铝矾土矿料和2％‑30％还原物质混合均匀，加热到1000℃‑2050℃，保温30‑180min后，将液态及粒径小于3mm物质去除掉，冷却到室温，得到路面抗滑磨耗层用集料；其中，还原物质为无烟煤、焦炭、单质铝中的一种或多种任意比例的混合物。本发明专利技术可以用低Al2O3含量的铝矾土进行制备高硬度、耐磨损和抗滑性能优良的集料，且制备的集料中Al2O3含量≥75％。本发明专利技术路面抗滑磨耗层集料的制备方法简单，容易控制。该发明专利技术也可用于耐火材料和研磨材料的制备领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路面面层新建、养护和维修领域，具体涉及一种路面抗滑磨耗层用集料及制备方法。
技术介绍
道路行驶安全问题已被社会各界广为关注，增强路面抗滑性能是降低交通事故发生率，提高行车安全的有效方法之一。在某些特殊路段，如隧道、道路交叉口、桥面、长大纵坡、弯道和匝道等路面，道路抗滑性能更为重要。环氧薄层抗滑磨耗层可以有效改善道路的抗滑性能，对环氧薄层抗滑磨耗层已经开展了大量研究，研究结果表明环氧薄层抗滑磨耗层用集料是影响其耐久性的主要问题之一。环氧薄层抗滑磨耗层用集料需具有较好的硬度、耐磨性和抗滑性。在已有的研究中采用石灰岩、花岗岩、玄武岩和陶粒作为环氧薄层抗滑磨耗层用集料，集料磨损较大，路面因集料的磨损抗滑性能衰减较快，甚至有些工程应用不到一年，路面抗滑性能衰减到应用环氧薄层抗滑磨耗层前的旧路面状况。因此，选择或制备一种具有优良耐磨性、抗滑性和硬度的集料是环氧薄层抗滑磨耗层应用的关键。高铝含量的铝矾土经过煅烧后可以制备一种具有抗破碎能力强、抗磨损、抗腐蚀和较高硬度的材料，可以作为水泥的磨料。但是，生产具有较好硬度、抗磨性和抗滑性能的熟铝矾土对原材料中氧化铝含量要求较高，使低氧化铝含量的铝矾土矿物得不到有效利用。这不仅浪费了优质铝矿资源，而且不利于其作为抗滑磨耗集料的广泛应用。
技术实现思路
为克服现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提出一种路面抗滑磨耗层用集料及制备方法，该路面防滑磨耗层用集料具有抗破碎能力强、抗磨损、抗滑、抗腐蚀和较高硬度等优点。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种路面抗滑磨耗层用集料，按照质量百分数计，由铝矾土矿70％-98％以及还原物质2％-30％制得，其中，还原物质为无烟煤、焦炭、单质铝中的一种或多种任意比例的混合物。所述铝矾土矿中Al2O3的质量含量≥40％。所述铝矾土矿中Al2O3的粒径为3-30mm。该路面抗滑磨耗层用集料按照质量百分数计，Al2O3≥75％，Fe2O3≤8％，SiO2≤15％，TiO2≤5％，含水量不大于2％。一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将70％-98％铝矾土矿料和2％-30％还原物质混合均匀，加热到1000℃-2050℃，保温30-180min后，将液态及粒径小于3mm物质去除掉，冷却到室温，得到路面抗滑磨耗层用集料；其中，还原物质为无烟煤、焦炭、单质铝中的一种或多种任意比例的混合物。所述铝矾土矿中Al2O3的质量含量≥40％，Al2O3的粒径为3-30mm。加热是在煅烧炉或熔炼炉中。若是加热温度高于1800℃时，先冷却到1800℃，然后将液态及粒径小于3mm物质去除掉，再自然冷却至室温。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：由于铝矾土矿含有Al2O3、Fe2O3、TiO2、SiO2和水，Al2O3含量的增加可以有效改善集料的硬度、抗磨性和抗滑性能，所以本专利技术通过煅烧除去铝矾土矿物的水分和有机杂质，提高铝矾土的致密度，从而增加铝矾土中Al2O3含量，进而改善其物理性能和化学性能。在高温条件下，利用还原物质将铝矾土矿中Fe2O3、TiO2、SiO2和部分Al2O3还原为单质，还原的单质铝或添加的铝可以与Fe2O3、TiO2、SiO2氧化物产生铝热反应，使单质铝被氧化为Al2O3。还原的单质Fe、Ti和Si熔点低，在熔炼过程中沉降在矿料的底部，方便进行分离，分离后
矿料中Al2O3含量可以明显增加。此制备方法不但可以利用高铝含量的铝矾土制备抗滑磨耗层集料，也可以利用低含量的铝矾土制备抗滑磨耗层集料。本专利技术由铝矾土与还原剂通过一定的煅烧和熔炼方法制备的路面抗滑耐磨层用集料，可用于路面抗滑磨耗层用集料，也可用于沥青混凝土和水泥混凝土中提高其耐磨性、抗滑性和抗腐蚀性能。该集料不仅提供优秀的宏观纹理构造，还可以提供优秀的微观纹理构造，确保长期抗滑能力。本专利技术可以用低Al2O3含量的铝矾土进行制备高硬度、耐磨损和抗滑性能优良的集料，且制备的集料中Al2O3含量≥75％。本专利技术路面抗滑磨耗层集料的制备方法简单，容易控制。该专利技术也可用于耐火材料和研磨材料的制备领域。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本专利技术中的Al2O3的粒径均为3-30mm。实施例1：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将95％的铝矾土矿(含质量百分含量为75％的Al2O3)和5％的无烟煤预混均匀放入煅烧炉中，加热到1600℃，保温30min，将底部粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，将不同粒径范围的集料进行分离，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。实施例2：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将75％的铝矾土矿(含质量百分含量为80％的Al2O3)和25％的焦炭预混均匀放入煅烧炉中，加热到1700℃，保温45min，将底部粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。实施例3：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将70％的铝矾土矿(含质量百分含量为75％的Al2O3)和30％的无烟煤和焦炭预(无烟煤和焦炭预的质量比为1:1)混均匀放入煅烧炉中，加热到1700℃，保温45min，将底部粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。实施例4：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，80％的铝矾土矿(含质量百分含量为60％的Al2O3)和20％的无烟煤和焦炭(无烟煤和焦炭的质量比为1:1)预混均匀放入煅烧炉中，加热到1900℃，保温80min，降温到1800℃，将底部粒径小于3mm物质去掉，冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。实施例5：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将85％的铝矾土矿(含质量百分含量为50％的Al2O3)和15％的无烟煤、焦炭和铝(无烟煤、焦炭和铝质量比为2:1:1)预混均匀放入煅烧炉中，加热到2000℃，保温135min，降温到1800℃，将底部液体和粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。实施例6：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将80％的铝矾土矿(含质量百分含量为40％的Al2O3)和20％的无烟煤、焦炭和铝(无烟煤、焦炭和铝质量比为4:2:3)预混均匀放入煅烧炉中，加热到2050℃，保温175min，降温到1800℃，将底部液体和粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎机破碎和筛分，得到路面抗滑磨耗层用集料，性能指标见见表1。表1 路面抗滑磨耗层用集料的性能从表1可以看出，摩尔硬度高达9.6，坚固性高达4.5％，洛杉矶磨耗损失高达8.9％。实施例7：一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，按质量百分比计，将98％的铝矾土矿(含质量百分含量为40％的Al2O3)和2％的铝预混均匀放入熔炼炉中，加热到1000℃，保温180min，将底部粒径小于3mm物质去掉，自然冷却到室温后用颚式破碎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面抗滑磨耗层用集料，其特征在于：按照质量百分数计，由铝矾土矿70％‑98％以及还原物质2％‑30％制得，其中，还原物质为无烟煤、焦炭、单质铝中的一种或多种任意比例的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种路面抗滑磨耗层用集料，其特征在于：按照质量百分数计，由铝矾土矿70％-98％以及还原物质2％-30％制得，其中，还原物质为无烟煤、焦炭、单质铝中的一种或多种任意比例的混合物。2.根据权利要求1所述的一种路面抗滑磨耗层用集料，其特征在于：所述铝矾土矿中Al2O3的质量含量≥40％。3.根据权利要求1所述的一种路面抗滑磨耗层用集料，其特征在于：所述铝矾土矿中Al2O3的粒径为3-30mm。4.根据权利要求1所述的一种路面抗滑磨耗层用集料，其特征在于：该路面抗滑磨耗层用集料按照质量百分数计，Al2O3≥75％，Fe2O3≤8％，SiO2≤15％，TiO2≤5％，含水量不大于2％。5.一种路面抗滑磨耗层用集料的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，将70％-...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛培良，罗伟华，周振君，姜艺，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61