一种道路用抗剥落剂材料的制备方法及应用技术

一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将氢氧化钙与水在室温下按照质量比1:1.5的比例混合，将其制备成均匀的石灰浆待用；步骤2，将热水，乳化剂，盐酸按照质量比1:0.08:0.08的比例混合并搅拌，制备成乳液；之后乳液倒入胶体磨中，同时，将与乳液等质量的沥青缓慢倒入胶体磨中形成混合液；最后，混合液在胶体磨中共同乳化2～3min后，再盛放至烧杯中，完成乳化沥青制备；步骤3，将制备好的石灰浆与乳化沥青按照质量比2.5:6.08的比例混合并搅拌均匀；步骤4，将步骤3中的混合液，烘干去除水分的，完成道路用抗剥落剂材料的制备。本发明专利技术的道路用抗剥落剂材料显著改善沥青混合料的水稳定性和沥青与集料之间的粘附性能。

Preparation and application of a kind of anti-stripping agent material for road

The preparation method of a road anti-stripping agent material includes the following steps: step 1, mixing calcium hydroxide and water at room temperature in proportion of 1:1.5 mass ratio to prepare a uniform lime slurry for use; step 2, mixing hot water, emulsifier and hydrochloric acid in proportion of 1:0.08:0.08 mass ratio and stirring to prepare the lime slurry. Then, the emulsion is poured into the colloid mill, and at the same time, it will slowly pour into the colloid mill with the quality asphalt and form the mixing liquid. Finally, the mixture is emulsified 2 to 3min in the colloid mill and then put into the beaker, and then the emulsified asphalt is prepared. Step 3, the prepared lime slurry and the emulsified asphalt are in accordance with the mass ratio of 2.. 5:6.08 mixing proportion and stirring evenly; Step 4, the mixture in Step 3 is dried to remove moisture, and the preparation of anti-stripping agent material for road is completed. The pavement anti-stripping agent material of the invention can significantly improve the water stability of asphalt mixture and the adhesion performance between asphalt and aggregate.

【技术实现步骤摘要】
一种道路用抗剥落剂材料的制备方法及应用
本专利技术属于道路建筑材料领域，特别涉及一种道路用抗剥落剂材料的制备方法及应用。
技术介绍
在沥青路面中，由于道路石油沥青中含有沥青酸等酸性成分表现弱酸性，在工程中为了增强沥青与集料之间的粘附性及沥青混合料水稳定性能通常选用碱性或中性集料，如石灰岩、辉绿岩等。但是，随着公路事业的迅速发展，特别是高等级公路的发展，对优质集料的需求量也越来越大，导致中碱性集料贮量不断减少，酸性集料的使用量逐渐增加，如花岗岩等，由于酸性集料与沥青之间的粘附性及沥青混合料的水稳定性较低等问题限制了其使用，为了改善酸性集料带来的这些问题，抗剥落剂被广泛使用在酸性集料的沥青混合料中。常用的抗剥落剂主要有有机类和无机类，有机类产品主要有胺类和非胺类，由于有机类抗剥落剂热稳定性不好高温易分解、长期效果差等特点限制了它的使用。消石灰(强氧化钙)对沥青与集料粘附性改善效果明显，长期效果良好，但是目前的应用方法不规范，且应用过程中容易造成大量污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种道路用抗剥落剂材料的制备方法及应用，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将氢氧化钙与水在室温下按照质量比1:1.5的比例混合，将其制备成均匀的石灰浆待用；步骤2，将热水，乳化剂，盐酸按照质量比1:0.08:0.08的比例混合并搅拌，制备成乳液；之后乳液倒入胶体磨中，同时，将与乳液等质量的沥青缓慢倒入胶体磨中形成混合液；最后，混合液在胶体磨中共同乳化2～3min后，再盛放至烧杯中，完成乳化沥青制备；步骤3，将制备好的石灰浆与乳化沥青按照质量比2.5:6.08的比例混合并搅拌均匀；步骤4，将步骤3中的混合液，烘干去除水分的，完成道路用抗剥落剂材料的制备。进一步的，道路用抗剥落剂材料中，质量百分比为单位，氢氧化钙占80％～83％、沥青占15％～18％、沥青乳化剂占0.5％～1％、盐酸占0.5％～1％。进一步的，步骤1中，混合后的氢氧化钙与水用搅拌机以4000r/min的速度搅拌15～20min，形成石灰浆。进一步的，步骤2中，热水温度为70℃～80℃，沥青为150℃的90#沥青。进一步的，步骤4中，步骤3中的混合液在110～120℃的高温环境中烘干30～35min。进一步的，一种道路用抗剥落剂材料的应用，基于上述任意一项所述的道路用抗剥落剂材料，包括以下步骤：②取道路用抗剥落剂材料，用量为沥青质量的3.5％～5.5％；②将道路用抗剥落剂材料加入150℃-160℃的沥青中，搅拌10-15min，拌和均匀。③将上述步骤制备的备具有抗剥落剂的沥青加入到沥青集料中，制备成沥青混合料，用于铺路。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术的道路用抗剥落剂材料可以显著改善沥青混合料的水稳定性和沥青与集料之间的粘附性能，特别是对于花岗岩等酸性集料改善效果更加明显。在沥青中加入石灰可以改善沥青与集料的粘附性，增强混合料抵抗水损害能力，主要是因为石灰增强了沥青的极性，从而使得液态沥青表面能增加，与集料接触角减小。在内掺石灰对基质沥青改性之后，沥青的极性发生了很大的变化，这可以从图1石灰改性前后固态沥青表面能极性分量的数值变化中看出来。石灰改性沥青极性变化主要来自两个方面：(1)增强沥青中原有极性分子或官能团的极性。石灰有效成分是Ca(OH)2，为强碱性物质，会与沥青中的有机基酸、有机酸酐等酸性物质发生化学反应，从而产生一部分有机钙盐，这些有机钙盐都有很强的极性，与集料中矿物质的极性接近，可以形成强于有机酸或酸酐的粘结，同时这些有机盐与集料粘结之后，同样可以起到中间桥梁的作用，连接沥青中的各种集团和集料，形成较之前更好地粘结；(2)增加沥青中极性分子的占比和吸附更多的极性分子在沥青—集料界面上聚集。前面说到，石灰主要成分是Ca(OH)2，Ca(OH)2也是极性的，同时石灰又具有很高的孔隙率(一般的矿物填料孔隙率在30％～34％之间，而石灰的孔隙率一般在60％～70％之间，是一般填料的2倍左右)。在石灰改性沥青中，未与基质沥青中的酸或酸酐等酸性物质发生化学反应的石灰分子均匀的分布在沥青中，将沥青中剩余的2-喹啉等剩余的极性分子聚集或粘结在空隙中。已有研究表明，这个过程是不可逆的，即被石灰颗粒吸附之后便不能再与之分离。当沥青与酸性集料拌和时，石灰颗粒或吸附着沥青中非极性分子或吸附着沥青中的2-喹啉等极性分子共同与集料发生粘结作用，从而增大了沥青与集料之间的粘附功，提高了其抵抗水损害的能力。而且相关研究已经证实了以上理论：张祥将石灰改性沥青与花岗岩集料拌和之后，再用甲苯溶液中将集料表面沥青清洗干净后，发现集料表面仍有一层棕色物质粘附在集料表面，而这层物质就是沥青与石灰反应产生的有机酸盐。美国西部研究中心学者将改性前后的基质沥青分别于花岗岩和石灰岩拌和，然后将集料表面的沥青溶解后，再用溶液将集料表面的不溶物溶解测定其红外光谱，发现石灰改性沥青混合料集料表面的极性物质含量能提高50％左右。综上所述，石灰的加入增大了沥青与酸性集料之间粘附功Wa，从而增强了两者之间的粘结强度。从表面能角度解释是，石灰加入后，使得液态沥青的整体极性增强，从而促进了其液态表面能的增大，并削弱了其与酸性矿质集料极性强度的差值，使两者接触角θ减小，最终，粘附性增强。本专利技术所提供的道路用抗剥落剂材料，对传统的消石灰使用方式进行改进，减小了消石灰的掺量，同时避免了使用过程中的环境污染。本专利技术的道路用抗剥落剂材料的沥青混合料与普通沥青混合料的生产工艺完全相同，不需要添置新的设备，降低生产成本。附图说明图1应用本专利技术前后固态沥青表面能极性分量对比图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步说明：一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将氢氧化钙与水在室温下按照质量比1:1.5的比例混合，将其制备成均匀的石灰浆待用；步骤2，将热水，乳化剂，盐酸按照质量比1:0.08:0.08的比例混合并搅拌，制备成乳液；之后乳液倒入胶体磨中，同时，将与乳液等质量的沥青缓慢倒入胶体磨中形成混合液；最后，混合液在胶体磨中共同乳化2～3min后，再盛放至烧杯中，完成乳化沥青制备；步骤3，将制备好的石灰浆与乳化沥青按照质量比2.5:6.08的比例混合并搅拌均匀；步骤4，将步骤3中的混合液，烘干去除水分的，完成道路用抗剥落剂材料的制备。道路用抗剥落剂材料中，质量百分比为单位，氢氧化钙占80％～83％、沥青占15％～18％、沥青乳化剂占0.5％～1％、盐酸占0.5％～1％。步骤1中，混合后的氢氧化钙与水用搅拌机以4000r/min的速度搅拌15～20min，形成石灰浆。步骤2中，热水温度为70℃～80℃，沥青为150℃的90#沥青。步骤4中，步骤3中的混合液在110～120℃的高温环境中烘干30～35min。一种道路用抗剥落剂材料的应用，基于上述任意一项所述的道路用抗剥落剂材料，包括以下步骤：②取道路用抗剥落剂材料，用量为沥青质量的3.5％～5.5％；②将道路用抗剥落剂材料加入150℃-160℃的沥青中，搅拌10-15min，拌和均匀。③将上述步骤制备的备具有抗剥落剂的沥青加入到沥青集料中，制备成沥青混合料，用于铺路。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将氢氧化钙与水在室温下按照质量比1:1.5的比例混合，将其制备成均匀的石灰浆待用；步骤2，将热水，乳化剂，盐酸按照质量比1:0.08:0.08的比例混合并搅拌，制备成乳液；之后乳液倒入胶体磨中，同时，将与乳液等质量的沥青缓慢倒入胶体磨中形成混合液；最后，混合液在胶体磨中共同乳化2min～3min后，再盛放至烧杯中，完成乳化沥青制备；步骤3，将制备好的石灰浆与乳化沥青按照质量比2.5:6.08的比例混合并搅拌均匀形成混合液；步骤4，将步骤3中的混合液，烘干去除水分的，完成道路用抗剥落剂材料的制备。

【技术特征摘要】
1.一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将氢氧化钙与水在室温下按照质量比1:1.5的比例混合，将其制备成均匀的石灰浆待用；步骤2，将热水，乳化剂，盐酸按照质量比1:0.08:0.08的比例混合并搅拌，制备成乳液；之后乳液倒入胶体磨中，同时，将与乳液等质量的沥青缓慢倒入胶体磨中形成混合液；最后，混合液在胶体磨中共同乳化2min～3min后，再盛放至烧杯中，完成乳化沥青制备；步骤3，将制备好的石灰浆与乳化沥青按照质量比2.5:6.08的比例混合并搅拌均匀形成混合液；步骤4，将步骤3中的混合液，烘干去除水分的，完成道路用抗剥落剂材料的制备。2.根据权利要求1所述的一种道路用抗剥落剂材料的制备方法，其特征在于，道路用抗剥落剂材料中，质量百分比为单位，氢氧化钙占80％～83％、沥青占15％～18％、沥青乳化剂占0.5％～1％、盐酸占0.5％～1％。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩森，李建军，董仕豪，高巍，马英新，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61