[发明专利]一种温拌沥青混合料助剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种温拌沥青混合料助剂的制备方法以及温拌沥青混合料。

背景技术

当前，能源紧张和大气污染是人类共同面临的两大严峻挑战。为保护生态环境，世界各国严格控制二氧化碳和其它有害气体的排放，节能和环保已成为全社会关注的热点问题，同时节能和环保也是衡量一种应用技术成熟与否的关键指标因素。沥青混合料的生产是道路工程中能耗大户。传统的热拌沥青混合料是一种热拌热铺材料，在拌和、摊铺及碾压时需要较高的温度，因而在生产和施工的过程不仅要消耗大量能源，而且排出大量的废气和粉尘，影响周围的环境质量和施工人员的身体健康，同时沥青还会产生热老化而影响其路用性能。特别是在长隧道沥青路面施工中，热拌沥青混合料在隧道内所造成的高温和有害气体环境对施工人员和设备的危害就更大。冷拌沥青混合料，尽管在环保、节能等方面有一定的优势，但由于其路用性能不稳定，一般只用于路面养护。

为了降低能源消耗和废气排放，人们开始研制一种新的节能环保型沥青混合料，即温拌沥青混合料。温拌沥青混合料是一类拌和温度介于热拌沥青混合料(160℃～180℃)和冷拌沥青混合料(10℃～40℃)之间，性能达到(或接近)热拌沥青混合料的节能环保型沥青混合料。就目前的技术水平而言，温拌沥青混合料的拌和温度一般保持在120～135℃，摊铺和压实温度为100～110℃，相对于热拌沥青混合料，温度降低了15～50℃。

温拌沥青混合料技术的应用，将实现道路建设中能源成本的节约，同时也降低了对环境的污染，成为近年来沥青路面材料领域又一项很有前景的新兴技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种助剂，该助剂加入到常规热拌沥青混合料后，可降低此沥青混合料的拌和及压实温度，并且保持了常规热拌沥青混合料的各项技术指标，使其满足力学性能和路用性能，在工程中使用这种温拌沥青混合料能够降低能源消耗，减少废气排放。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的温拌沥青混合料助剂，按质量计，该助剂由合成沸石93～97％和十水硫酸钠3～7％混匀而成，其中，合成沸石含15～22％的结晶水，十水硫酸钠含55.9％的结晶水。

按质量计，所述合成沸石的化学成分包括：26～35％的SiO₂、28～38％的Al₂O₃、15～20％的Na₂O，黄白色粉末，平均粒径为5～100μm，表观密度为1.5～2.5g/cm³。

所述合成沸石由以下方法制成，其步骤包括：

(1)将粉煤灰粉碎过200目以上筛后与氢氧化钠按质量比1∶1.2～1∶1.5充分混合，然后放银坩埚中于马弗炉中在600～800℃温度下焙烧1～3h，熔融反应得到熟料；

(2)用碱将熟料溶解成溶液，补充蒸馏水、偏铝酸钠及氢氧化钠确保溶液中摩尔量SiO₂/Al₂O₃＝1.4～2.0、Na₂O/SiO₂＝1.6～3.0、H₂O/Na₂O＝35～100，然后经混合、搅拌均匀，得混合物；

(3)将混合物放入三口烧瓶中，在40～80℃下搅拌陈化1～6h，搅拌速率为100～600r/min，得到反应混合物；

(4)将反应混合物于电热恒温油浴锅中，70～100℃下晶化3～24h，然后过滤同时用蒸馏水冲洗至pH＝10～11，于80～85℃下干燥6～12h，研磨后得到合成沸石产品。

本发明提供的温拌沥青混合料助剂，其在常温下，按照总质量的0.3～0.5％与其它原料混合，制成温拌沥青混合料的产品；其它原料为150～165℃的沥青、140～180℃的集料和矿粉填料，它们的质量的配比为现在常用的热拌沥青混合料的配比。

所述温拌沥青混合料可以采用以下的制备步骤：

(1)将温拌助剂与150～165℃的热态沥青同时加入到140～180℃的集料拌和90秒钟后，再加入矿粉填料拌和90秒钟；

(2)击实成型，采用马歇尔击实法，将温拌沥青混凝土双面各击实75次，或者采用轮碾法成型，往返碾压16～20次，或者采用旋转压实法根据具体的情况选择压实次数。

所述常用的热拌沥青混合料的配比可以是：按质量计，沥青∶集料∶矿粉＝(3～6)∶(94～97)∶(0～6)。