一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及公路工程沥青路面材料制备领域，公开了一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒及其制备方法和应用。一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将蔗渣原料净化、去杂，加入碱液浸泡，取出蔗渣，调节pH至6.0～8.5，得饱水蔗渣；步骤2，向饱水蔗渣中加入酶进行水解，取出，得饱和面干蔗渣，将饱和面干蔗渣切碎分散、干燥，得到蔗渣纤维；步骤3，将减压瓦斯油与蔗渣纤维进行预混、搅拌，得到第一混合物；步骤4，在第一混合物中掺入活性白土，搅拌，得到第二混合物；步骤5，对第二混合物进行造粒，得到沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒。本发明专利技术的蔗渣纤维复合颗粒具有良好的防水与防腐效果，以及良好的耐热及抗降解性能。以及良好的耐热及抗降解性能。以及良好的耐热及抗降解性能。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及公路工程沥青路面材料制备领域，具体涉及一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]纤维沥青混凝土能显著改善沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害及抗疲劳开裂等路用性能，已广泛应用于高等级公路路面工程。近年来，探索农林固废纤维化应用于沥青路面工程引起了工程界的普遍关注，以减少道路建设对合成纤维、木质纤维的依赖和木材的消耗，也有效降低农林废弃物堆放造成的环境污染和资源浪费。
[0003]作为农林固废之一的制糖蔗渣，制备的蔗渣纤维与沥青混合料具有良好的兼容性，提升混合料路用性能明显。蔗渣来源广泛，存量大，制备的蔗渣纤维应用于高等级沥青路面中，不仅低碳、环保，也降低了现有沥青路面用纤维的制备成本，解决蔗渣环境污染和资源浪费的难题，而且有助于延伸甘蔗产业和蔗渣利用范围，促使蔗渣利用的附加值大大提高。与不可逆有机纤维和从木材中提炼的木质素纤维相比，蔗渣纤维将是一种全新的绿色、生态、环境友好型工程材料。
[0004]沥青路面处于持续的交通荷载、湿热循环等多因素作用下，蔗渣纤维是否具有良好的耐水、抗热性能是其能否大规模推广应用的关键，也是业界关注的焦点问题。专利技术专利CN108751768B公布的“一种沥青路面用蔗渣纤维的制备方法”、专利技术专利CN109972403B公布的“一种植物纤维的加工处理方法”，通过表面改性等措施能改善蔗渣纤维的粘结、耐水、抗热等技术性能。然而，现有蔗渣纤维防水性及耐腐蚀性仍然较差，耐热及抗降解性能不佳，影响蔗渣纤维在沥青路面中的使用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒及其制备方法和应用，解决现有技术中蔗渣纤维防水性及耐腐蚀性较差、耐热及抗降解性能不佳的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。
[0007]一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，将蔗渣原料净化、去杂，加入碱液浸泡；取出蔗渣，调节pH至6.0～8.5，得饱水蔗渣；
[0009]步骤2，向饱水蔗渣中加入酶进行水解，取出，得饱和面干蔗渣；将饱和面干蔗渣切碎分散、干燥，得到蔗渣纤维；
[0010]步骤3，将减压瓦斯油与蔗渣纤维进行预混、搅拌，得到第一混合物；
[0011]步骤4，在第一混合物中掺入活性白土，搅拌，得到第二混合物；
[0012]步骤5，对第二混合物进行造粒，得到沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒。
[0013]优选的，步骤1中碱液为氢氧化钠溶液，其质量浓度为3～8％。
[0014]优选的，步骤2中酶为多聚半乳糖醛酸水解酶，酶的质量为饱水蔗渣质量的1～3％。
[0015]优选的，步骤2中饱和面干蔗渣切碎分散的具体方法为：
[0016]向饱和面干蔗渣中加水，将饱和面干蔗渣和水的混合物加入剪切设备内进行切碎分散；饱和面干蔗渣和水的质量比为(1∶3)～(1：2)，剪切设备的转速为4500～5500r/min，剪切分散的时间为180～210s。
[0017]优选的，步骤3中减压瓦斯油为原油经减压蒸馏所得到的沸程范围约为350～500℃的馏分油。
[0018]优选的，步骤3中减压瓦斯油用量为蔗渣纤维质量的6％～12％，预混搅拌时间为10min～20min。
[0019]优选的，步骤4中活性白土，由白土经浓度为10％～15％的稀硫酸活化制成。
[0020]优选的，步骤4中活性白土用量为第一混合物质量的3％～5％，搅拌时间为10min～20min。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术采用减压瓦斯油对蔗渣纤维进行预裹覆，可显著提高蔗渣纤维憎水性，蔗渣纤维复合颗粒具有良好的防水与防腐效果；此外，减压瓦斯油为石油基产品，与道路沥青具有良好的兼容性，有利于蔗渣纤维复合颗粒与道路沥青之间界面粘结。
[0023]本专利技术采用活性白土去除减压瓦斯油中的部分胶质，使蔗渣纤维中的极性官能团相对减少，疏水性能进一步改善；此外活性白土在蔗渣纤维颗粒表面形成一层含胶质的活性白土界面层，进一步隔绝了外界氧气进入，活性白土的多孔结构特性致使其本身也是一种天然的隔热、抗氧化剂，更有利于提高蔗渣纤维复合颗粒的耐热及抗降解性能。
[0024]应用了本专利技术的蔗渣纤维复合颗粒的沥青混合料，高温稳定性、低温抗裂性和耐久性好，抗疲劳开裂性能提升明显。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0026]图1为本专利技术的蔗渣纤维的扫描电子显微图；
[0027]图2为本专利技术的吸附减压瓦斯油的蔗渣纤维的扫描电子显微图。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。
[0029]甘蔗渣为制糖后的残渣，其成分与木材相似，本专利技术将蔗渣通过适度的碱液处理和表面活性剂浸泡等预处理工序，通过减压瓦斯油和活性白土的复合作用，形成一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒，将其适量掺入沥青混合料中，能有效地提高沥青路面的高温抗车辙、低温抗开裂及水稳定性能，延长沥青路面的使用寿命。
[0030]实施例1
[0031]步骤1，常温下，将蔗渣原料净化、去杂，采用5％氢氧化钠溶液浸泡22小时，取出蔗渣，以5％稀盐酸调节至pH值8.0，得饱水蔗渣；
[0032]步骤2，向饱水蔗渣中加入占饱水状态蔗渣总质量2％的多聚半乳糖醛酸水解酶进行表面活化处理5小时，活化处理温度为60℃，随后捞出沥干至饱和面干状态，得饱和面干蔗渣；将饱和面干蔗渣与水以质量比2∶5混合，加入剪切设备内进行切碎分散，剪切设备转速为5000r/min，剪切分散时间为210s，对剪切分散物进行干燥、筛分，得到长度为1～6mm，长径比为30～50的蔗渣纤维；
[0033]步骤3，将沸程范围为350～500℃、135℃的旋转黏度为280mPa
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s的减压瓦斯油掺入到上述蔗渣纤维中，搅拌20min，得到第一混合物；其中减压瓦斯油质量为蔗渣纤维质量的6％；
[0034]步骤4，在第一混合物中掺入活性白土，搅拌，得到第二混合物；活性白土用量为第一混合物质量的3％，搅拌时间为15min；
[0035]步骤5，采用螺旋造粒机对第二混合物进行挤出造粒，得到直径为5mm、颗粒长度为4～8mm的蔗渣纤维复合颗粒。
[0036]沥青混合料，包含以下原料：石料90份、矿粉5.0份、沥青4.5份和实施例1制备的蔗渣纤维复合颗粒0.1份。
[0037]实施例2
[0038]步骤1，常温下，将蔗渣原料净化、去杂，采用3％氢氧化钠溶液浸泡22小时，取出蔗渣，以5％稀盐酸调节至pH值7.0，得饱水蔗渣；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将蔗渣原料净化、去杂，加入碱液浸泡；取出蔗渣，调节pH至6.0～8.5，得饱水蔗渣；步骤2，向所述饱水蔗渣中加入酶进行水解，取出，得饱和面干蔗渣；将饱和面干蔗渣切碎分散、干燥，得到蔗渣纤维；步骤3，将减压瓦斯油与蔗渣纤维进行预混、搅拌，得到第一混合物；步骤4，在第一混合物中掺入活性白土，搅拌，得到第二混合物；步骤5，对第二混合物进行造粒，得到沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒。2.根据权利要求1所述的沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述碱液为氢氧化钠溶液，其质量浓度为3～8％。3.根据权利要求1所述的沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述酶为多聚半乳糖醛酸水解酶，所述酶的质量为所述饱水蔗渣质量的1～3％。4.根据权利要求1所述的沥青路面用蔗渣纤维复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤2中，饱和面干蔗渣切碎分散的具体方法为：向饱和面干蔗渣中加水，将饱和面干蔗渣和水的混合物加入剪切设备内进行切碎分散，饱和面干蔗渣和水的质量比为(1:3)～(1:2)，所述剪切设备的转速为4500～5500r/min，剪切分散的时间为180～210s。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖仲，刘卫东，毛浩天，张洪刚，黄元库，王涵玉，黄志鹏，马晨杨，陈帝可，陈杰，华敏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：