一种改性秸秆纤维及其制备方法、以及纤维沥青混合料及其制备方法技术

本发明专利技术属于道路工程技术领域，本发明专利技术公开了一种改性秸秆纤维及其制备方法、以及纤维沥青混合料及其制备方法，该方法通过对农用秸秆段的机械破碎处理，将秸秆段通过物理破碎成纤维状，再将其放入碱溶液中浸泡，去除秸秆纤维中的半纤维素和木质素，使其纤维束疏松进而吸附更多沥青，最后将其浸泡在正庚烷和沥青的混合液中，使得每根纤维都裹附上沥青，伪装成“沥青体”，更好的分散在沥青混合料中，提升秸秆纤维的粘附性及韧性，从而提升纤维沥青混合料的性能，为路用秸秆纤维处理工艺提供了一种新的思路。思路。

【技术实现步骤摘要】
一种改性秸秆纤维及其制备方法、以及纤维沥青混合料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，更具体的说是涉及一种改性秸秆纤维及其制备方法、以及纤维沥青混合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着“乡村振兴战略”的提出以及进一步实施，农村公路建设在乡村经济发展过程中发挥着极大的促进作用。农村沥青路面由于选材要求较低、路面维护不及时等原因易呈现出多种病害，掺加废弃农作物秸秆纤维可在低成本的基础上有效提高沥青路面的路用性能。
[0003]沥青混合料中常掺加的纤维种类有木质素纤维、玄武岩纤维及秸秆纤维，其中秸秆纤维以其取材方便、有效提高沥青胶浆性能、可再生等优点作为首选。但目前秸秆处理工艺常用于饲料行业，路用秸秆纤维处理工艺并不成熟，从而会导致秸秆纤维在沥青混合料拌和过程中分散不均，进而降低了沥青路面的路用性能。
[0004]因此，如何使秸秆纤维在沥青路面中发挥良好的增韧、增粘及加筋作用成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种改性秸秆纤维及其制备方法、以及纤维沥青混合料及其制备方法，有效解决了秸秆纤维在沥青混合料在搅拌过程中分散不均匀的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种改性秸秆纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)机械破碎处理：将秸秆去除叶、穗、节，然后再进行碾压，浸泡，干燥，粉碎得到纤维；
[0009](2)碱溶液浸泡处理：将所得纤维在碱溶液中进行处理，得到碱处理纤维；
[0010](3)将碱处理纤维浸泡在正庚烷和沥青的混合溶液中，即得改性秸秆纤维。
[0011]在步骤(1)中，所述秸秆为棉秸秆、玉米秸秆、稻秸秆中的一种或几种。
[0012]所述纤维的粒径≥0.3mm。
[0013]在步骤(2)中，所述碱溶液为氢氧化钠颗粒与水按质量比为1～10∶100制成的氢氧化钠溶液，处理时间为0.5～2h。
[0014]在步骤(3)中，混合溶液中沥青和正庚烷的质量比为1～10∶100，浸泡处理0.5～1h。
[0015]本专利技术提供了由上述方法所制备的改性秸秆纤维。
[0016]本专利技术提供了包含上述改性秸秆纤维的纤维沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将预热的沥青、预热的粗细集料、改性秸秆纤维和矿粉混合即得纤维沥青混合料。
[0018]混合时，先添加占混合料总质量88.8％～93.1％的预热的粗细集料，再添加占混合料总质量0.1％～0.5％的改性秸秆纤维，搅拌60～90s得到第一混合物；
[0019]再向第一混合物中添加占混合料总质量3.8％～5.7％的预热的沥青，搅拌60～100s得到第二混合物；
[0020]最后向第二混合物中添加占混合料总质量3.0％～5.0％的矿粉，搅拌50～100s即得纤维沥青混合料；
[0021]所述沥青的预热温度为160℃～180℃，粗细集料的预热温度为160℃～180℃。
[0022]所述搅拌均在160～180℃下进行。
[0023]所述沥青为70#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青中的一种；所述矿粉由石灰岩磨制而成，公称粒径≤0.075mm；
[0024]本专利技术还提供了由上述纤维沥青混合料的制备方法所制备得到的纤维沥青混合料。
[0025]本专利技术所述技术方案的原理为：本专利技术通过对农用秸秆段的机械破碎处理，将秸秆段通过物理破碎成纤维状，再将其放入碱溶液中浸泡，去除秸秆纤维中的半纤维素和木质素，使其纤维束疏松进而吸附更多沥青，最后将其浸泡在正庚烷和沥青的混合溶液中，使得每根纤维都裹附上沥青，伪装成“沥青体”，更好的分散在沥青混合料中，提升秸秆纤维的粘附性及韧性，从而提升纤维沥青混合料的性能。
[0026]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术将秸秆纤维经过碱溶液处理得到的改性秸秆纤维，其韧性和粘附性能较高，从而掺入改性秸秆纤维的改性沥青混合料的路用性能好，减少路面病害发生几率，延长沥青路面的使用寿命。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种改性秸秆纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)机械破碎处理：将秸秆去除叶、穗、节，然后再进行碾压，浸泡，干燥，粉碎得到纤维；
[0030](2)碱溶液浸泡处理：将所得纤维在碱溶液中进行处理，得到碱处理纤维；
[0031](3)将碱处理纤维浸泡在正庚烷和沥青的混合溶液中，即得改性秸秆纤维。
[0032]在本专利技术所述步骤(1)中，所述秸秆优选为棉秸秆或玉米秸秆；
[0033]所述碾压优选为利用车辆来回碾压1～2次；
[0034]所述浸泡优选为用清水浸泡3～5h或者为采用阴离子渗透剂与清水质量比为1：100的混合液浸泡5～7天后，再用清水进行清洗；
[0035]所述干燥优选为晾晒至表干，并且优选在干燥后将秸秆剪切成8～12mm的小段再进行粉碎；
[0036]所述粉碎优选采用家用高速多功能粉碎机以20000～30000r/min的速率粉碎1～5min，进一步优选为以25000r/min的速率粉碎2.5min。
[0037]在本专利技术所述步骤(1)中，所述纤维的粒径优选≥0.5mm。
[0038]作为优选，在步骤(2)中，所述碱溶液为氢氧化钠颗粒与水按质量比为3～7∶100制成的氢氧化钠溶液，处理时间为1h。
[0039]作为优选，在步骤(3)中，混合溶液中沥青和正庚烷的质量比为3～7∶100，浸泡处理0.5h。
[0040]上述反应在常温下均可进行。
[0041]本专利技术提供了由上述方法所制备的改性秸秆纤维。
[0042]本专利技术提供了包含上述改性秸秆纤维的纤维沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0043]将预热的沥青、预热的粗细集料、改性秸秆纤维和矿粉混合即得纤维沥青混合料。
[0044]作为优选，沥青的预热温度为160℃～175℃，粗细集料的预热温度为160℃～175℃；
[0045]作为优选，混合时先添加占混合料总质量90.0％～93.0％的预热的粗细集料，再添加占混合料总质量0.2％～0.5％的改性秸秆纤维，搅拌60s得到第一混合物；
[0046]再向第一混合物中添加占混合料总质量3.8％～5.0％的预热的沥青，搅拌90s得到第二混合物；
[0047]最后向第二混合物中添加占混合料总质量3.0％～4.5％的矿粉，搅拌60s即得纤维沥青混合料；
[0048]所述搅拌温度优选为160～170℃。
[0049]作为优选，所述沥青为70#基质沥青；
[0050]所述矿粉由石灰岩磨制而成，公称粒径≤0.075mm。
[0051]本专利技术还提供了由上述纤维沥青混合料的制备方法所制备得到的纤维沥青混合料。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性秸秆纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)机械破碎处理：将秸秆去除叶、穗、节，然后再进行碾压，浸泡，干燥，粉碎得到纤维；(2)碱溶液浸泡处理：将所得纤维在碱溶液中进行处理，得到碱处理纤维；(3)将碱处理纤维浸泡在正庚烷和沥青的混合溶液中，即得改性秸秆纤维。2.根据权利要求1所述的一种改性秸秆纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述秸秆为棉秸秆、玉米秸秆、稻秸秆中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的一种改性秸秆纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述纤维的粒径≥0.3mm。4.根据权利要求3所述的一种改性秸秆纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述碱溶液为氢氧化钠颗粒与水按质量比为1～10∶100制成的氢氧化钠溶液，处理时间为0.5～2h。5.根据权利要求4所述的一种改性秸秆纤维的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，混合溶液中沥青和正庚烷的质量比为1～10∶100，浸泡处理0.5～1h。6.权利要求1～5任意一项所述的改性秸秆纤维的制备方法所制备的改性秸秆纤维。7.一种包含权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琨，吴琼，石磊，吴明君，时涛，刘宏，潘立平，马梦瑶，王鹏，迟安宁，逄慧，
申请(专利权)人：济南北方交通工程咨询监理有限公司，
类型：发明
国别省市：