【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程材料及制备，涉及一种赤泥基复合沥青抗老化剂、制备方法及应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分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。
2、随着经济的快速发展，道路工程建设取得了重大成就。而随着服役时间延长，沥青路面与氧气、紫外线充分接触以及在车辆荷载的重复作用下，沥青路面因沥青老化导致病害频发。目前针对沥青路面老化问题主要采用添加防老化材料的方法（抗氧化剂、紫外光吸收剂、纳米氧化物等），虽都能产生一定的抗老化效果，但都存在一定的短板，亟待寻求一种性能优良且价格低廉的沥青抗老化剂。
3、赤泥是碱法处理铝土矿提取氧化铝后排放的不溶性固体工业废弃物。赤泥堆存不仅占用大量土地，同时也对周围土体和地下水环境带来安全隐患，赤泥的规模化、减量化利用仍是一个世界性难题。赤泥具有微观多孔结构和表面活性，可以与沥青有效结合并形成紫外光、氧气的阻隔通道，具有提高沥青混合料抗老化性能与力学性能的潜力，且现有研究表明赤泥通过吸收轻质组分和阻碍氧扩散来增强沥青的抗热氧老化性能。但赤泥与沥青混合后，会因赤泥的多孔结构将更多的自由沥青吸附成结构沥青，从而会降低沥青的低温性能。同时赤泥容易与沥青中的弱酸性基团发生反应，表现在宏观上即为沥青膜易被水剥离，从而导致沥青-集料界面粘附性的降低，即赤泥的加入会使沥青混合料的水稳定性不足。为此，专利cn114538821a公开了一种复合改性赤泥基沥青抗老化剂，包括：赤泥40-70份
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种赤泥基复合沥青抗老化剂，不仅可以提高沥青混合料的抗老化性能，同时还能实现赤泥的高值化利用。本专利技术使用纳米材料与活性剂对赤泥进行复配改性，发现：复配后的赤泥基抗老化剂的掺入可以有效地提高改性沥青的抗老化性能，且纳米材料的加入可解决赤泥加入所带来的水稳定性不足的问题。使用阳离子表面活性剂可与赤泥表面的离子发生离子交换，使得活性剂的大离子集团交换到赤泥表面，从而增加赤泥的比表面积与孔隙体积，进一步提升抗老化性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种赤泥基复合沥青抗老化剂，由如下重量份的原料组成：赤泥100份，纳米材料20-40份，阳离子表面活性剂10份，硅烷偶联剂1份；
4、所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，或，十八烷基三甲基溴化铵。
5、进一步地，所述赤泥为烧结法赤泥。
6、进一步地，所述赤泥还可以是拜耳法赤泥。
7、进一步地，所述纳米材料为纳米氧化锌，或，纳米二氧化钛。使用纳米材料可以提高沥青混合料的高温性能和水稳定性。
8、进一步地，所述硅烷偶联剂为kh-560。使用硅烷偶联剂不仅可以使得赤泥在沥青中的均匀分散，而且可以使沥青胶浆在浸水条件下与集料的粘结界面更完整，减少了沥青胶浆与集料的黏附破坏，即：硅烷偶联剂的加入可以提升沥青-集料的界面强度与水稳定性。
9、需要说明的是，本专利技术的硅烷偶联剂还可以采用钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂替代。
10、本专利技术的第二个方面，提供了一种赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法，包括：
11、将赤泥进行烘干、破碎处理，备用；
12、取烘干、破碎后的赤泥和水混合均匀，得到赤泥浆料；
13、向所述赤泥浆料中加入阳离子表面活性剂，进行离子交换反应，反应完成后，抽滤，将沉淀物烘干、研磨，再加入纳米材料，混合均匀，得到赤泥纳米材料粉体；
14、将偶联剂水解液喷洒在赤泥纳米材料粉体表面进行改性，改性完成后将混合物倒出，室温下反应，然后干燥，破碎、研磨，即得。
15、进一步地，离子交换反应的条件为于80℃下搅拌3h。
16、进一步的，所述偶联剂水解液的配置方法为将硅烷偶联剂添加到水中，搅拌至水解完成，即得；
17、优选地，硅烷偶联剂与水的质量比为1：9-12。
18、更具体地，赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法包括如下步骤：
19、(1)将赤泥进行烘干破碎处理，备用；
20、(2)按20：1的液固比取赤泥和去离子水混合，搅拌30min；
21、(3)按照赤泥与活性剂的配比加入阳离子表面活性剂；
22、(4)加入完成后于80℃条件下恒温搅拌3h之后抽滤，将沉淀物置于100℃烘箱中烘干、研磨，按照赤泥与纳米材料配比添加一定量的纳米材料，充分搅拌1h直至均匀；
23、(5)将一定量的硅烷偶联剂添加到水溶液中（硅烷偶联剂与水的质量比为1：9），使用搅拌机充分搅拌30min后，溶液为无色透明即为水解完成；
24、(6)将步骤5所得到的偶联剂水解液均匀的喷洒在赤泥纳米材料粉体表面进行改性，改性完成后将混合物倒出，置于室温条件下，反应30min，然后放入烘箱中105℃直至完全干燥，最后将粉末破碎、研磨得到赤泥基复合沥青抗老化剂。
25、本专利技术的第三个方面，提供了一种改性沥青胶浆，由如下重量份的原料组成：沥青94-98份、上述的赤泥基复合沥青抗老化剂2-6份。
26、优选地，所述沥青为70#基质沥青。
27、需要说明的是，本专利技术对沥青的种类并不作特殊的限定，满足《公路沥青路面施工技术规范》(jtgf40-2004)对沥青的要求即可，例如：还可采用sbs改性沥青等。
28、本专利技术的第四个方面，提供了一种上述改性沥青胶浆的制备方法，包括：
29、将沥青加热融化，再掺入上述赤泥基复合沥青抗老化剂，混合均匀，得到改性沥青胶浆。
30、本专利技术的有益效果
31、（1）本专利技术通过使用阳离子表面活性剂对赤泥进行化学改性，赤泥具有阳离子可交换性，通过离子交换使得表面活性剂上的大离子基团交换到赤泥表面，达到增加赤泥比表面积与孔隙体积的目的，最终实现形成紫外光、氧气的阻隔通道从而提高沥青混合料抗老化性能与力学性能。
32、（2）由于赤泥的加入会使得沥青的水稳定性下降，使用纳米材料与赤泥复配改善水稳定性不足的问题，同时利用纳米材料吸收紫外线进一步提升赤泥基复合抗老化剂的抗老化能力。
33、（3）本专利技术使用硅烷偶联剂对赤泥与纳米材料的混合物进行表面改性，硅烷偶联剂一端可与赤泥表面的羟基发生水解反应生成共价键，另一端与基质沥青的有机官能团通过化学反应形成固定相，使得混合粉体可以更好地溶合、分散到沥青中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，由如下重量份的原料组成：赤泥100份，纳米材料20-40份，阳离子表面活性剂10份，硅烷偶联剂1份；
2.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述赤泥为烧结法赤泥。
3.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述纳米材料为纳米氧化锌，或，纳米二氧化钛。
4.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-560。
5.一种赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于，所述离子交换反应的条件为于80℃下搅拌3h。
7.如权利要求5所述的赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂水解液的配置方法为将硅烷偶联剂添加到水中，搅拌至水解完成，即得。
8.一种改性沥青胶浆，其特征在于，由如下重量份的原料组成：沥青94-98份、权利要求1-4任一项所述的赤泥基复合沥青抗老化剂2-6份。
9.如权利要求8
10.一种权利要求8或9所述改性沥青胶浆的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，由如下重量份的原料组成：赤泥100份，纳米材料20-40份，阳离子表面活性剂10份，硅烷偶联剂1份；
2.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述赤泥为烧结法赤泥。
3.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述纳米材料为纳米氧化锌，或，纳米二氧化钛。
4.如权利要求1所述的赤泥基复合沥青抗老化剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为kh-560。
5.一种赤泥基复合沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张吉哲，岳红亚，刚子璇，陈明辉，吴建东，毕玉峰，徐润，姚占勇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。