CN102408732B - 人工合成湖沥青的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种人工合成湖沥青的制备方法，即将53～55％的岩沥青和35～37％的硅藻土及5～10％的辅料，混合均匀后，加热到150～160℃，送入搅拌机中，再混合搅拌30min左右，已无团粒、不结块、无白点，然后送入造粒机中，挤压成米粒大小的颗粒状，质检合格，即为其人工合成湖沥青产品。此人工合成湖沥青，各项性能指标，与TLA湖沥青完全相同，将其加入到石油沥青中作沥青改性剂，高温稳定性、低温抗裂性、水稳性、抗老化、抗疲劳等各种性能，显著改善。其改性效果与TLA湖沥青完全相同，但用量比TLA湖沥青少50％，是一种合成工艺简单，成本低于TLA湖沥青的人工合成沥青改性材料。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种用于道路的沥青改性材料。
技术背景
截至2010年底，我国公路总里程已经达到398.4万km，其中高速公路7.4万km，居世界第二位。80％以上为沥青混凝土路面。在已铺筑的沥青混凝土路面中，普遍存在早期损坏严重和使用寿命短的两大问题。为此，交通部提出要推广改性沥青。推广改性沥青就要使用沥青改性剂。目前市场上有沥青改性剂几十种，其中SBS沥青改性剂应用最广，但价格昂贵，每吨已涨到26000元，而且改性工艺复杂，设备投资大，还存在离析的问题。于是我国从1999年开始，试用南美特立尼达天然湖沥青——TLA湖沥青作沥青改性剂，通过60多条公路、桥梁和机场的试用，证明改性效果良好，性能优良，其使用寿命比SBS改性沥青长，但我国又不产天然湖沥青，于是立项研究，用国产原料，人工合成湖沥青。
发明内容
本发明的目的是：用国产原料，采用新的构思和工艺，研制与南美特立尼达所产的天然湖沥青——TLA湖沥青，性能相同的人工合成湖沥青。
本发明提出的人工合成湖沥青，是基于剖析TLA湖沥青，它是由53～55％的地沥青，35～37％的火山尘和5～10％的有机质和水分组成的而提出的。
本发明提出的人工合成湖沥青，其合成步骤如下：
(1)用岩沥青取代TLA湖沥青中地沥青，用硅藻土取代TLA湖沥青中的火山尘。这两种原料，均需提纯、改性、粉碎，然后配入少量辅料，混合均匀后，经加温、造粒等工序，制备出人工合成湖沥青。
(2)所用的岩沥青，要经过提纯，地沥青含量在96％以上，地沥青中的沥青质含量在34％以上，饱和分在10％以下，加工成600～800目。
(3)所用的硅藻土，硅藻遗骸(生物蛋白石)含量在85％以上，粘土矿物(伊利石、高岭石、蒙脱石)含量在15％以下，经过600～800℃低温长烧，脱水、脱碳、脱羟，提纯、改性、活化、扩容，加工成1000目，筛余小于30％。
(4)所用的辅料，有改性煤沥青、30号沥青、废旧橡胶粉、废旧塑料聚乙烯、SBR五种原料中的一种、二种或几种复配而成。五种辅料中的比例关系，根据所要达到的性能指标，通过试验确定。
(5)岩沥青∶硅藻土∶辅料的复配比例(％)为，53～55∶35～37∶5～10，复配混合均匀后，加热到150～160℃，送入搅拌机中，再混合搅拌30min左右，目测，无团粒、不结块、无白点，然后送入造粒机中，挤压成米粒大小颗粒状，质检合格，即为其人工合成湖沥青。
(6)用本发明制得的人工合成湖沥青，经检测，各项性能指标与TLA湖沥青完全相同，且符合交通部颁发的《沥青混凝土路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
用本发明制备的人工合成湖沥青有如下优点：①所用原料岩沥青和硅藻土，国内资源丰富，价格低廉。所用辅料，市场都有销售，废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯，是资源的二次利用，是全球鼓励发展的低碳循环经济，有良好的社会效益和经济效益；②用硅藻土取代火山尘，由于硅藻土对有害气体的吸附比火山尘好，因此在炒拌混合料时，能吸附沥青散发出来的有毒、有害气体，保护了生态环境，也有利于操作人员的身体健康；③售价比进口的TLA湖沥青便宜50％，解决了国内想用TLA湖沥青作沥青改性剂，因价格高，而不能大量使用；④相同的技术指标，其用量比TLA湖沥青减少50％，有利于降低筑路成本；⑤研制的人工合成湖沥青，是一种颗粒状产品，可以用于“干法”混合料改性，不需增加改性设备，用户使用更方便；⑥用本发明制得的人工合成湖沥青作沥青改性剂，已铺路100km、60多万m2，经权威部门检测，各项技术指标与TLA湖沥青作沥青改性剂，完全相同。⑦需要特别说明的是：本发明在辅料中配有改性煤沥青，按交通部颁发的《公路沥青路面施工规范》(JTG F40-2004)第4.5.2条(3)规定：允许煤沥青与道路石油沥青混合使用，以改善渗透性。用量极少。
实施例
下面给出本发明的实施例，它不对本发明构成限制。
实例
取800目岩沥青550g，1000目硅藻土350g，600目改性煤沥青30g，120目废旧橡胶粉30g，废旧塑料聚乙烯40g，共1000g，混合均匀后，加热到150～160℃，送入搅拌机中，再混合搅拌30min，目测，无团粒、不结块、无白点，然后送入造粒机，挤压成米粒大小颗粒，即制得人工合成湖沥青。经检测，各项性能指标与TLA湖沥青完全一致(表1)，用12％的用量，所做的基质沥青改性试验(表2)和混合料改性试验(表3)，也与TLA湖沥青完全一致，这说明人工合成的湖沥青是成功的，而且用量比TLA湖沥青少，成本比TLA湖沥青低。
表1人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青各项性能指标的对比
| 指标 | 人工合成湖沥青 | TLA天然湖沥青 | JTG F40-2004 |
| 外观 | 黑色、粉状或粒状 | 黑色、块状 | |
| 针入度(25℃)/0.1mm | 0～2 | 0～2 | 0～5 |
| 软化点/℃ | 95 | 93 | ≥90 |
| 延度(15℃)/cm | 0～1 | 0～1.1 | |
| 矿物质(灰分)/％ | 34～38 | 38～40 | 33～38 |
| 闪点/℃ | 239 | 238 | |
| 密度/g/cm3 | 1.31 | 1.39 | 1.3～1.5 |
| 加热损失/％ | 0.89 | 1.02 | |
| TFOT后残留针入度比/％ | 79.8 | 79.9 | ≥50 |
表2人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青改性效果的对比
表3人工合成湖沥青与TLA天然湖沥青改性混合料试验结果的对比
Claims (3)
1.人工合成湖沥青的制备方法，其特征在于合成的原料为岩沥青和硅藻土及辅料；其中岩沥青重量比占53％～55％，硅藻土重量比占35％～37％，辅料重量比占5％～10％；所谓辅料即指改性煤沥青、废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯；所用的岩沥青要经过提纯，地沥青含量重量比在96％以上，地沥青中的沥青质含量重量比在34％以上，饱和分重量比在10％以下，且加工成600～800目；岩沥青、硅藻土和辅料合计重量为100％。
2.根据权利要求1所述的人工合成湖沥青的制备方法，其特征在于：所用的硅藻土，硅藻遗骸含量重量比在85％以上，粘土矿物重量比在15％以下，且经过600～800℃低温长烧，脱水、脱碳、脱羟、提纯、改性、活化、扩容，加工成1000目，筛余重量比小于30％。
3.根据权利要求1所述的人工合成湖沥青的制备方法，其特征在于：将所述的岩沥青、硅藻土、改性煤沥青、废旧橡胶粉和废旧塑料聚乙烯，按所述的配比称重，混合均匀后，加热到150～160℃，送入搅拌机中，再混合搅拌30min，目测无团粒、无结块、无白点，然后送入造粒机中，挤压成米粒大小颗粒，质检合格，即为人工合成湖沥青产品。
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