一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及沥青混凝土的制备技术领域，尤其涉及一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用。所述方法包括：1)将4种工业固废材料与表面活性剂按一定比例混合，进行超微粉碎后制成一定粒度的粉体，并密封包装，得到本发明专利技术所述的赤泥基纳米抗剥落剂；2)将步骤1)中得到的赤泥基纳米按照一定比例加入70#道路基质沥青中制得加入抗剥落剂的沥青；3)使用步骤2)中得到的沥青制备花岗岩沥青混凝土。本发明专利技术通过使用赤泥基纳米抗剥落剂掺入花岗岩沥青混凝土中，可以有效提高花岗岩沥青混凝土的高低温性能和抗水损害能力，有效保证了花岗岩沥青混凝土的服役性能。

A red mud based nano anti stripping agent and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及沥青混凝土的制备
，尤其涉及一种适用于花岗岩沥青混凝土的赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用。
技术介绍
本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。自1988年沈阳至大连高速公路建成通车以来，我国高速公路以前所未有的速度发展。截至2017年底，我国高速公路通车里程已经突破13.6万公里，位居世界第一位，其中沥青路面占据了90％以上的比例。通常热拌沥青混合料所用的石料为石灰岩、玄武岩等碱性或中性石料，他们与弱酸性的沥青黏附性较好，不易剥落。石料是不可再生资源，随着高速公路建设与养护步伐的加快，玄武岩与石灰岩的存储量越来越少，给高速公路建设与管理者们带来极大的压力。与此同时，石料在我国的分布极不均衡，如我国的内蒙古、山西、广东、广西、福建等地，玄武岩、石灰岩等沥青路面通常采用的石料匮乏，给当地公路建设者们带来极大的不便，制约了沥青路面的发展。而在山东地区，石灰岩主要分布在鲁中和鲁南地区，而玄武岩主要分布在鲁中的少部分地区，储量极为有限，而作为山东省对外开放主要阵地的胶东半岛地区以花岗岩为主。加之环境保护意识的日益增强，山东地区众多石料厂关闭，导致优质集料供不应求，严重影响了当地的交通基础设施建设。为了保证工程进度，高速公路建设与管理单位不得不从外地购置优质集料，长途运输产生额外成本，导致石料价格疯涨，不符合我国交通行业所提倡的可持续发展与集约发展。因此，寻找替代材料迫在眉睫。截止2018年底，山东省高速公路通车里程已经突破6000公里，在建高速公路里程超过2300公里。预计到2022年通车里程将超过8000公里。其中，有接近1/3的高速公路位于胶东半岛地区，这些高速公路沿途石灰岩、玄武岩等优质集料比较稀缺，而花岗岩类酸性集料却相当丰富，由于它与沥青的黏附性问题而限制使用。如果花岗岩能够作为沥青路面的集料,不仅能充分发挥花岗岩良好的物理力学性能增加路面的使用寿命,而且能决解胶东半岛地区高速路面优质石料短缺的问题,避免了资源的浪费,降低了工程的生产成本,缩短了工期同时带动了当地相关产业的发展,由此所带来的经济效益和社会效益将是巨大的。因此，如何提供一种合理可行的方法提高花岗岩与沥青的黏附性，是十分必要的,它既能降低工程造价,节约成本,又可以为沥青路面新材料提供理论依据与技术支持。为了改善花岗岩集料与沥青的黏附性，国内外学者也进行了大量的研究，随着表面化学的迅速发展,各种表面活性剂得到开发,许多抗剥落剂也应运而生。抗剥落剂作为连接集料和沥青的桥梁,通过亲油基团与沥青结合,亲水基团与集料结合,提高沥青与集料的粘附性。但是，目前有机抗剥落剂市场较为混乱，材料质量参差不齐。另外，掺入一定量的消石灰也可以提高花岗岩集料与沥青的黏附性，从而改善花岗岩沥青混凝土的抗水损害能力。但是随着环保政策的加强，消石灰产量明显下降，导致消石灰价格高企，并且质量难以控制。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术旨在提供一种赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法和应用，该抗剥落剂以固体废弃物作为主要原材料，不仅可以有效改善花岗岩集料与沥青黏附性较差的问题，而且可以提高花岗岩沥青混凝土的高温稳定性，有效防止花岗岩沥青混凝土的水损坏与高温车辙。同时，抗剥落剂的主要材料为赤泥，可以显著降低原材料成本，并具有良好的环境效益。本专利技术第一目的：提供一种赤泥基纳米抗剥落剂。本专利技术第二目的：提供一种赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法。本专利技术第三目的：提供一种花岗岩沥青混凝土。本专利技术第四目的：提供一种花岗岩沥青混凝土的制备方法。本专利技术第五目的：提供所述赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法制备的产品、花岗岩沥青混凝土及其制备方法制备的产品的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开一种赤泥基纳米抗剥落剂，以重量份计，其原料组成为：赤泥75-90份，消石灰2-5份，白泥5-10份，粉煤灰2-5份，表面活性剂1-5份。其次，本专利技术公开一种赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别破碎后进行烘干，以去除其中的水分；将烘干后得到的各原料按比例混合，然后进行球磨，得到粉体混合物；(2)将步骤(1)的粉体混合物与表面活性剂混匀，然后进行粉碎，即得。再次，本专利技术提出一种花岗岩沥青混凝土，以重量份计，其原料组成为：粗集料50-80份，细集料20-50份，沥青3-6份，抗剥落剂1-3份，填料2-6份，所述抗剥落剂为本专利技术提供的赤泥基纳米抗剥落剂。再其次，本专利技术公开一种花岗岩沥青混凝土的制备方法，包括如下步骤：S1、将粗集料、细集料分别预热后作为沥青混合料的集料备用；将填料在烘干后作为沥青混合料的填料备用；S2、将沥青加热使其完全融化，然后加入赤泥基纳米抗剥落剂，搅拌均匀，得到加入抗剥落剂的沥青；S3、将粗集料、细集料混合后搅拌，使粗细集料进行预混合，然后将得到的粗细集料的混合物与步骤S2得到的加入抗剥落剂的沥青混合，搅拌均匀，最后加入步骤S1中的填料，混匀，即得花岗岩沥青混凝土。最后，本专利技术公开述赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法制备的产品、花岗岩沥青混凝土及其制备方法制备的产品在公路中的应用。与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：(1)本专利技术提供的赤泥基纳米抗剥落剂，主要成分为固体废弃物，将其大规模应用于公路工程建设中，不仅可以保护环境，而且可以大量处理废渣，降低施工成本与工业生产成本。(2)针对花岗岩的矿物组成与表面形貌特点，采用有机-无机复合改性技术，研发结构稳定性、黏附性和相溶性协调统一的高性能沥青抗剥落剂，解决了酸性花岗岩集料与沥青黏附性较弱的问题，有效提高了沥青路面的服役性能。(3)本专利技术可以显著提高花岗岩沥青混凝土的抗水损害能力，减少沥青路面的早期病害，可以在沥青路面中使用花岗岩代替玄武岩和石灰岩，降低工程造价,节约成本。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如，在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如前文所述，如何提供一种合理可行的方法提高花岗岩与沥青的黏附性，是十分必要的,它既能降低工程造价,节约成本,又可以为沥青路面新材料提供理论依据与技术支持。因此，本专利技术适用于花岗岩沥青混凝土的赤泥基纳米抗剥落剂及其制备方法。在一些典型的实施方式中，所述赤泥为烧结法赤泥和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种赤泥基纳米抗剥落剂，其特征在于，以重量份计，其原料组成为：赤泥75-90份，消石灰2-5份，白泥5-10份，粉煤灰2-5份，表面活性剂1-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种赤泥基纳米抗剥落剂，其特征在于，以重量份计，其原料组成为：赤泥75-90份，消石灰2-5份，白泥5-10份，粉煤灰2-5份，表面活性剂1-5份。


2.如权利要求1所述的赤泥基纳米抗剥落剂，其特征在于，所述赤泥为烧结法赤泥和拜耳法赤泥的一种或两种。


3.如权利要求1或2所述的赤泥基纳米抗剥落剂，其特征在于，所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十二烷基、十八烷基季铵盐中的一种或多种。


4.权利要求1-3任一项所述的赤泥基纳米抗剥落剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将赤泥、消石灰、粉煤灰、白泥分别破碎后进行烘干，以去除其中的水分；将烘干后得到的各原料按比例混合，然后进行球磨，得到粉体混合物；
(2)将步骤(1)的粉体混合物与表面活性剂混匀，然后进行粉碎，即得。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烘干温度为100-120℃，时间为1-3h；
优选地，步骤(1)中，所述球磨按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中对填料所要求的粒径；
优选地，步骤(2)中，所述粉碎按照粒度为0.3μm通过率大于90％的标准执行。


6.一种花岗岩沥青混凝土，其特征在于，以重量份计，其原料组成为：粗集料50-80份，细集料20-50份，沥青3-6份，抗剥落剂1-3份，填料2-6份，所述抗剥落剂为权利要求4或5所述的方法制备的赤泥基纳米抗剥落剂。


7.如权利要求6所述的花岗岩沥青...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉哲，李沛钊，姚占勇，梁明，刘贵翔，许尚江，刘伟，
申请(专利权)人：山东大学，齐鲁交通养护股份有限公司，齐鲁交通发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37