一种导电沥青混凝土添加剂及其制备制造技术

本发明专利技术涉及沥青混凝土添加剂技术领域，具体涉及一种导电沥青混凝土添加剂及其制备，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4‑6份，煅烧无烟煤6‑8份，改性钢渣20‑25份，片沸石40‑45份，玄武岩石料50‑65份，制备包括以下步骤：改性钢渣的制备、煅烧无烟煤的制备和各原料的混合。煅烧无烟煤趋于石墨化，增强导电性能，结构紧凑，化学性能稳定，提高沥青混凝土路面的稳定度和抗疲劳性能。改性钢渣结构跨过片沸石、玄武岩石料与煅烧无烟煤、短切碳纤维形成导电通路，将临近多个孤立的导电链连接起来形成三维导线网络。导电沥青混凝土添加剂替代传统集料，导电性能稳定，提高资源的利用率，延长沥青路面的使用寿命。

A kind of conductive asphalt concrete additive and its preparation

The invention relates to the technical field of asphalt concrete additives, in particular to a conductive asphalt concrete additive and its preparation, which is prepared from the following weight parts of raw materials: short carbon fiber 4_6 phr, calcined anthracite 6_8 phr, modified steel slag 20_25 phr, sheet zeolite 40_45 phr, basalt material 50_5 phr, and the preparation includes: The following steps are taken: the preparation of modified steel slag, the preparation of calcined anthracite and the mixing of raw materials. The calcined anthracite tends to be graphitized, which enhances the conductivity, compact structure, stable chemical performance, and improves the stability and fatigue resistance of asphalt concrete pavement. The modified steel slag structure crosses the lamellar zeolite, basalt material, calcined anthracite and chopped carbon fiber to form a conductive path, connecting adjacent isolated conductive chains to form a three-dimensional conductive network. Conductive asphalt concrete additives instead of traditional aggregate, conductive performance is stable, improve the utilization of resources, extend the life of asphalt pavement.

【技术实现步骤摘要】
一种导电沥青混凝土添加剂及其制备
本专利技术涉及沥青混凝土添加剂
，具体涉及一种导电沥青混凝土添加剂及其制备。
技术介绍
沥青混凝土广泛应用于高等级公路和机场跑道等。常规沥青混合料的电阻率约为107-109Ω·m，属于绝缘体材料。导电沥青混凝土在实现沥青路面融雪除冰、安全监测和智能化管理等方面具有重要作用和广阔的应用前景。传统的导电沥青混凝土的主要实施方式是在常规沥青混凝土原料中掺加碳纤维、石墨粉和刚屑等导电相材料改善常规沥青混凝土的导电性能，但是碳纤维、石墨粉不仅价格昂贵，大幅度提升成本，而且很难在常规沥青混凝土原料中混合均匀，容易絮结成团；而刚屑掺入沥青混凝土中会随着时间的延长发生表面钝化的现象，导致电阻率随着时间的延长明显增大。占据沥青混凝土大部分体积的传统成分的集料不仅不能提高沥青混凝土的导电性能，而且还会隔断导电相形成的部分导电网络。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种导电沥青混凝土添加剂及其制备，替代传统成分的集料，掺入沥青混凝土中提高沥青混凝土的导电性能，导电性能稳定，改善对恶劣气候的应变能力，提高资源的利用率，延长沥青路面的使用寿命。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4-6份，煅烧无烟煤6-8份，改性钢渣20-25份，片沸石40-45份，玄武岩石料50-65份。进一步的，一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维5-6份，煅烧无烟煤7-8份，改性钢渣20-22份，片沸石40-42份，玄武岩石料55-60份。进一步的，一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维5份，煅烧无烟煤8份，改性钢渣20份，片沸石40份，玄武岩石料60份。进一步的，所述片沸石的硬度为3.6-4.0莫氏，密度为2.12-2.16g·cm-3。上述导电沥青混凝土添加剂的制备，包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星球磨机中混合细磨1h，制得改性钢渣；(2)通过电热煅烧炉对无烟煤进行煅烧，制得预煅烧无烟煤，将预煅烧无烟煤置于150℃、5.0％的NaOH溶液中反应2h后，再置于50℃、5.0％的HCl溶液中反应1h，干燥，制得煅烧无烟煤；(3)将粉碎的玄武岩石料和片沸石混合均匀，再加入步骤(1)、(2)的产物混合均匀，最后加入短切碳纤维混合均匀，制得导电沥青混凝土添加剂。进一步的，所述转炉钢渣与3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量比是100:1。进一步的，所述煅烧包括第一煅烧阶段和第二煅烧阶段，所述第一煅烧阶段的温度为780-810℃，所述第二煅烧阶段的温度为1710-1750℃。进一步的，所述预煅烧无烟煤的粒度范围是100-200目。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益如下：煅烧无烟煤的制备过程中，第一煅烧阶段除去无烟煤中的挥发组分和水分，第二煅烧阶段，无烟煤的无定形炭微晶结构中结合的H、O、N和S等元素不断逸出，沿微晶层面的宽度方向尺寸增加，促使煅烧无烟煤趋于石墨化，导电性能大大增强，同时使煅烧无烟煤结构紧凑，使得最终制得的沥青混凝土路面耐高温，化学性能稳定，提高沥青混凝土路面的稳定度和抗疲劳性能。经3-氨基丙基三甲氧基硅烷改性后的钢渣结构由不规则形状变得更加规整，并且增加了长径比，跨过片沸石、玄武岩石料与煅烧无烟煤、短切碳纤维形成导电通路，促进导电粒子在分布在片沸石和玄武岩石料表面的分布，起到导电桥梁的作用，将临近多个孤立的导电链连接起来形成三维导线网络。同时，当沥青混凝土路面产生微小裂纹时，一方面短切碳纤维的层间连接不规则，能够防止滑移，增强强度，能够起到阻止裂纹扩展的作用，另一方面短切碳纤维跨过裂纹，联结两边的导电链，防止三维导电网络的中断。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维5份，煅烧无烟煤8份，改性钢渣20份，片沸石40份，玄武岩石料60份。其制备包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星球磨机中混合细磨1h，转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量比是100：1，制得改性钢渣；(2)通过电热煅烧炉对无烟煤进行煅烧，煅烧包括第一煅烧阶段和第二煅烧阶段，第一煅烧阶段的温度为780℃，第二煅烧阶段的温度为1710℃，制得预煅烧无烟煤，将预煅烧无烟煤置于150℃、5.0％的NaOH溶液中反应2h后，再置于50℃、5.0％的HCl溶液中反应1h，干燥，制得煅烧无烟煤；(3)将粉碎的玄武岩石料和片沸石混合均匀，再加入步骤(1)、(2)的产物混合均匀，最后加入短切碳纤维混合均匀，制得导电沥青混凝土添加剂。实施例2：一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4份，煅烧无烟煤6份，改性钢渣20份，片沸石40份，玄武岩石料65份。其制备包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星球磨机中混合细磨1h，转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量比是100：1，制得改性钢渣；(2)通过电热煅烧炉对无烟煤进行煅烧，煅烧包括第一煅烧阶段和第二煅烧阶段，第一煅烧阶段的温度为790℃，第二煅烧阶段的温度为1730℃，制得预煅烧无烟煤，将预煅烧无烟煤置于150℃、5.0％的NaOH溶液中反应2h后，再置于50℃、5.0％的HCl溶液中反应1h，干燥，制得煅烧无烟煤；(3)将粉碎的玄武岩石料和片沸石混合均匀，再加入步骤(1)、(2)的产物混合均匀，最后加入短切碳纤维混合均匀，制得导电沥青混凝土添加剂。实施例3：一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维6份，煅烧无烟煤8份，改性钢渣25份，片沸石45份，玄武岩石料50份。其制备包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星球磨机中混合细磨1h，转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量比是100：1，制得改性钢渣；(2)通过电热煅烧炉对无烟煤进行煅烧，煅烧包括第一煅烧阶段和第二煅烧阶段，第一煅烧阶段的温度为800℃，第二煅烧阶段的温度为1750℃，制得预煅烧无烟煤，将预煅烧无烟煤置于150℃、5.0％的NaOH溶液中反应2h后，再置于50℃、5.0％的HCl溶液中反应1h，干燥，制得煅烧无烟煤；(3)将粉碎的玄武岩石料和片沸石混合均匀，再加入步骤(1)、(2)的产物混合均匀，最后加入短切碳纤维混合均匀，制得导电沥青混凝土添加剂。实施例4：一种导电沥青混凝土添加剂，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4份，煅烧无烟煤6份，改性钢渣20份，片沸石40份，玄武岩石料50份。其制备包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星球磨机中混合细磨1h，转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的重量比是100：1，制得改性钢渣；(2)通过电热煅烧炉对无烟煤进行煅烧，煅烧包括第一煅烧阶段和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电沥青混凝土添加剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4‑6份，煅烧无烟煤6‑8份，改性钢渣20‑25份，片沸石40‑45份，玄武岩石料50‑65份。

【技术特征摘要】
1.一种导电沥青混凝土添加剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维4-6份，煅烧无烟煤6-8份，改性钢渣20-25份，片沸石40-45份，玄武岩石料50-65份。2.如权利要求1所述的导电沥青混凝土添加剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维5-6份，煅烧无烟煤7-8份，改性钢渣20-22份，片沸石40-42份，玄武岩石料55-60份。3.如权利要求2所述的导电沥青混凝土添加剂，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：短切碳纤维5份，煅烧无烟煤8份，改性钢渣20份，片沸石40份，玄武岩石料60份。4.如权利要求1或2所述的导电沥青混凝土添加剂，其特征在于，所述片沸石的硬度为3.6-4.0莫氏，密度为2.12-2.16g·cm-3。5.一种导电沥青混凝土添加剂的制备，其特征在于，包括以下步骤：(1)将转炉钢渣和3-氨基丙基三甲氧基硅烷置于行星...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙，许召圣，梁正，孟祥银，
申请(专利权)人：和县祥龙沥青混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34