一種導(dǎo)熱瀝青混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)熱瀝青混凝土，由以下重量份的原料制成：瀝青4～15份，集料100份，礦粉1～5份，碳化硅微粉0.2～5份，復(fù)合添加劑0.1～2份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成：表面改性劑5%～40%，硫磺粉25%～60%，表面活性劑35%。另外，本發(fā)明還公開了該導(dǎo)熱瀝青混凝土的制備方法。本發(fā)明的導(dǎo)熱瀝青混凝土利用碳化硅微粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性，獲得導(dǎo)熱瀝青結(jié)合料，然后與集料和礦粉拌合形成導(dǎo)熱瀝青混凝土，所得的導(dǎo)熱瀝青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)于普通瀝青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使瀝青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高，制備的導(dǎo)熱瀝青混凝土擁有優(yōu)良的綜合路用性能。
【專利說明】一種導(dǎo)熱瀝青混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于浙青混凝土材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種導(dǎo)熱浙青混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青混凝土是礦質(zhì)混合料與浙青結(jié)合料經(jīng)拌制和壓實(shí)成型后所得到的，是現(xiàn)代道路路面結(jié)構(gòu)的主要材料之一，廣泛應(yīng)用于各類道路路面，尤其適合高速行車道路路面。浙青混凝土路面具有良好的力學(xué)性質(zhì)和路用性能，鋪面平整無接縫，減振細(xì)聲，行車舒適、交通安全性高等優(yōu)點(diǎn)，而且浙青路面可實(shí)現(xiàn)路面材料的再生，因此在公路建設(shè)中受到廣大設(shè)計(jì)者和建設(shè)者的青睞。
[0003]寒區(qū)冬季路面積雪結(jié)冰會(huì)給道路暢通和行車安全帶來嚴(yán)重的不良影響。由于冰雪覆蓋路面是大大降低路面的摩擦系數(shù)，使汽車制動(dòng)距離明顯延長，使交通事故的發(fā)生率大大增加。因此，為了保障道路暢通和行車安全，避免或減少交通事故，提高道路通行能力和運(yùn)營效益，必須采取措施清除路面冰雪。目前普遍采用的方法還以傳統(tǒng)的撒融雪劑和人工機(jī)械清除為主。然而撒融雪劑不僅腐蝕各種道路設(shè)施，加速路面破壞，還會(huì)污染地下水資源；機(jī)械清除法使用的破冰機(jī)具也會(huì)對(duì)路面會(huì)產(chǎn)生破壞作用，嚴(yán)重影響路面壽命。
[0004]因此，開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新型路面除冰雪技術(shù)具有重要意義。目前，國內(nèi)外關(guān)于路面積雪結(jié)冰問題的解決方法主要包括撒融雪劑、撒布砂石材料、機(jī)械清除方法、熱力融冰雪方法、自應(yīng)力彈性路面鋪裝技術(shù)、導(dǎo)電鋪面融冰雪技術(shù)等。其中，路面熱力融冰雪技術(shù)是利用對(duì)地面加熱使冰雪融化，具有良好的應(yīng)用前景。這種技術(shù)采用的方法有地?zé)峁芊?、電熱絲法、紅外線燈照加熱法、發(fā)熱電纜法等。該技術(shù)的基本原理是在路面內(nèi)部，借助一定的結(jié)構(gòu)將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱量傳遞到路表。為了使該技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)路面除冰雪，技術(shù)關(guān)鍵是路面材料必須具有良好的導(dǎo)熱性。對(duì)于浙青路面而言，要求浙青混凝土在滿足浙青路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)性能要求的同時(shí)，具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種導(dǎo)熱浙青混凝土。該導(dǎo)熱浙青混凝土利用碳化硅微粉對(duì)浙青進(jìn)行改性，獲得導(dǎo)熱浙青結(jié)合料，然后與集料和礦粉拌合形成導(dǎo)熱浙青混凝土，所得的導(dǎo)熱浙青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)于普通浙青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使浙青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高。同時(shí)，擁有優(yōu)良的綜合路用性能，特別是高溫穩(wěn)定性相對(duì)于普通浙青混凝土顯著提高，能夠滿足浙青路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)浙青混凝土各項(xiàng)性能的要求，可以用于高等級(jí)公路浙青路面的施工。由于導(dǎo)熱浙青混凝土突出的導(dǎo)熱性能和高溫穩(wěn)定性，可以用于寒區(qū)浙青路面除冰雪、浙青路面熱量收集利用和重載抗車轍浙青路面。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青4?15份，集料100份，礦粉I?5份，碳化硅微粉0.2?5份，復(fù)合添加劑0.1?2份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑5%?40%，硫磺粉25%?60%，表面活性劑35%。
[0007]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，由以下重量份的原料制成:浙青5?10份，集料100份，礦粉2?4份，碳化硅微粉0.5?3份，復(fù)合添加劑0.5?I份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑20%?30%，硫磺粉35%?45%，表面活性劑35%。
[0008]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，由以下重量份的原料制成:浙青5份,集料100份,礦粉3份，碳化硅微粉I份，復(fù)合添加劑0.6份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑25%，硫磺粉40%，表面活性劑35%。
[0009]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，所述浙青為石油浙青、煤浙青或聚合物改性浙青，或者為石油浙青、煤浙青、天然浙青和聚合物改性浙青中的至少兩種。
[0010]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，所述碳化硅微粉為α -碳化硅微粉和/或β -碳化娃微粉，碳化娃微粉的平均粒度不大于200目。
[0011]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，所述表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硼酸酯偶聯(lián)劑。
[0012]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝 土，所述硫磺粉的平均粒度不大于100目。
[0013]上述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇或十二烷基硫酸鈉。
[0014]另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述導(dǎo)熱浙青混凝土的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0015]步驟一、將浙青加熱至完全熔融，然后在200rpm?500rpm的攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入碳化硅微粉和復(fù)合添加劑，得到混合物；
[0016]步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C?180°C的條件下高速剪切攪拌5min?60min，得到導(dǎo)熱浙青結(jié)合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm?5000rpm ；
[0017]步驟三、將集料和礦粉在160°C?180°C下拌合5s?30s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導(dǎo)熱浙青結(jié)合料，拌合45s?180s后成型，得到導(dǎo)熱浙青混凝土。
[0018]所述重量份可以為克、兩、斤、公斤、噸等重量計(jì)量單位。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、本發(fā)明的導(dǎo)熱浙青混凝土利用碳化硅微粉對(duì)浙青進(jìn)行改性，獲得導(dǎo)熱浙青結(jié)合料，然后與集料和礦粉拌合形成導(dǎo)熱浙青混凝土，所得的導(dǎo)熱浙青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)于普通浙青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使浙青混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)明顯提聞。
[0021]2、本發(fā)明制備的導(dǎo)熱浙青混凝土擁有優(yōu)良的綜合路用性能，特別是高溫穩(wěn)定性相對(duì)于普通浙青混凝土顯著提高，能夠滿足浙青路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)浙青混凝土各項(xiàng)性能的要求，可以用于高等級(jí)公路浙青路面的施工。由于導(dǎo)熱浙青混凝土突出的導(dǎo)熱性能和高溫穩(wěn)定性，可以用于寒區(qū)浙青路面除冰雪、浙青路面熱量收集利用和重載抗車轍浙青路面。
[0022]下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【具體實(shí)施方式】[0023]實(shí)施例1
[0024]步驟一、將4kg90號(hào)石油浙青加熱至完全熔融,然后在200rpm的低速攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入0.2kg平均粒度為200目的α -碳化硅微粉和0.1kg復(fù)合添加劑，得到混合物；所述復(fù)合添加劑由0.005kg硅烷偶聯(lián)劑KH550，0.06kg平均粒度為100目的硫磺粉和0.035kg十二烷基磺酸鈉組成；
[0025]步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C的條件下高速剪切攪拌5min，得到導(dǎo)熱浙青結(jié)合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm ；
[0026]步驟三、將IOOkg集料和Ikg礦粉在160°C下拌合5s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導(dǎo)熱浙青結(jié)合料，拌合45s后成型，得到導(dǎo)熱浙青混凝土。
[0027]采用本實(shí)施例所用的浙青制備混凝土 (表中普通浙青混凝土)，與本實(shí)施例制備的導(dǎo)熱浙青混凝土的性能進(jìn)行比較，結(jié)果見表I。
[0028]表I兩種浙青混凝土的性能比較
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青4?15份，集料100份,礦粉I?5份,碳化娃微粉0.2?5份，復(fù)合添加劑0.1?2份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑5%?40%，硫磺粉25%?60%，表面活性劑35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青5?10份，集料100份，礦粉2?4份，碳化硅微粉0.5?3份，復(fù)合添加劑0.5?I份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑20%?30%，硫磺粉35%?45%，表面活性劑35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青5份，集料100份，礦粉3份，碳化硅微粉I份，復(fù)合添加劑0.6份；所述復(fù)合添加劑由以下質(zhì)量百分比的成分組成:表面改性劑25%，硫磺粉40%，表面活性劑35%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，所述浙青為石油浙青、煤浙青或聚合物改性浙青，或者為石油浙青、煤浙青、天然浙青和聚合物改性浙青中的至少兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，所述碳化硅微粉為α -碳化娃微粉和/或β -碳化娃微粉，碳化娃微粉的平均粒度不大于200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，所述表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或硼酸酯偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，所述硫磺粉的平均權(quán)度不大于100目。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種導(dǎo)熱浙青混凝土，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇或十二烷基硫酸鈉。`
9.一種制備如權(quán)利要求1、2或3所述導(dǎo)熱浙青混凝土的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將浙青加熱至完全熔融,然后在200rpm?500rpm的攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入碳化硅微粉和復(fù)合添加劑，得到混合物； 步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C?180°C的條件下高速剪切攪拌5min?60min，得到導(dǎo)熱浙青結(jié)合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm?5000rpm ； 步驟三、將集料和礦粉在160°C?180°C下拌合5s?30s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導(dǎo)熱浙青結(jié)合料，拌合45s?180s后成型，得到導(dǎo)熱浙青混凝土。
【文檔編號(hào)】C04B26/26GK103435293SQ201310362013
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】張?jiān)銎? 吳興嬌, 南曉粉, 裴建中 申請人:長安大學(xué)