[发明专利]碳化硅改性沥青混凝土的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅改性沥青混凝土的制备方法，采用化学气相沉积法在碳化硅纤维上镀3‑5nm厚的铁膜，再将镀膜后的碳化硅纤维掺入沥青中；按照级配设计进行配料，将加热的集料置于搅拌锅中，搅拌90s，将改性后的沥青倒入搅拌锅中，搅拌90s；将矿粉放入烘箱中加热至170℃，然后将加热的矿粉倒入搅拌锅进行搅拌，直至拌合均匀，将拌好的沥青混合料进行装模、击实、脱模，制成碳化硅改性沥青混凝土。本方法其制备工艺简单、操作安全，所制备出的沥青混凝土加热效果与加热速率明显提高，同时还提高了沥青混凝土的强度。

技术领域

本发明属于路面工程材料技术领域，涉及一种碳化硅改性沥青混凝土的制备方法。

背景技术

沥青混凝土路面在世界范围内的占比越来越大，并在不断增加。沥青混凝土路面在荷载以及自然因素的长期作用下，各项性能会逐渐降低，路面产生疲劳破坏。因此要确保沥青混凝土路面运行期间具有足够的强度和刚度、足够的稳定性、耐久性和表面平整度，对沥青混凝土路面进行养护必不可少。传统沥青混凝土修补技术存在消耗大量的人力物力、工作效率低、修补效果差等问题。因此寻找合理的方法改善沥青混凝土的病害问题具有重要的现实意义，而具有智能修复功能的碳化硅改性沥青混凝土，恰好能够解决此类问题。

沥青路面的微小裂缝是通过沥青的自修复功能实现的。传统沥青混凝土的自修复速度慢、效果欠佳，通过吸波材料改性的沥青混凝土自修复能力可以得到大大提升。但是对于传统的吸波材料例如钢纤维，在外界温度过高，日照强烈时，钢纤维沥青混凝土作为良导体，自身易吸热升温，导致沥青混凝土内部温度更高，易产生轮辙等病害，加速内部结构老化。而碳化硅本身不易吸收热量，不用担心出现以上问题。对于磁性吸波材料而言磁性金属粉易锈蚀、钝化导致吸波能力变差，与沥青浸润性差易使路面出现松散、开裂等病害。因此传统的吸波材料并不能使沥青混凝土达到理想的修复效果。而通过碳化硅改性的沥青混凝土在微波作用下可以规避以上问题使沥青混凝土具有优良的自修复能力。

像石墨、金属粉等电损耗型材料虽然电导率高，衰减系数大，在理想情况下电磁能转化为热能的效率高。但是由于与空气阻抗不匹配，电磁波很难进入材料表面，从而形成反射波，从而导致高电导率材料很难成为微波吸收材料。相反对于一些相互绝缘的纤维和导电纤维由于具有一定的电阻，电导损耗更多。因此在选择电损耗型材料时良导体并不是最佳选择，相反选择具有一定绝缘性质的半导体材料利用其电阻损耗来产生热能更为可靠高效。碳化硅材料作为半导体材料，在一定范围内电导率可调，阻抗容易与空气匹配，是一种优良的吸波材料。但是纯碳化硅材料电阻较高可达到10⁹-10¹⁰Ω·cm，介电损耗较少，难以达到理想的吸波效果，而可以通过对碳化硅材料进行镀膜处理。引入磁性材料或者元素调节介电性降低电阻率达到所需要的吸波效果，从而制成一种较宽频率吸收范围的吸波材料。通过镀膜处理的碳化硅优良的吸波性能大大增大了沥青混凝土的吸波性能从而提高了其自修复能力。本发明碳化硅材料的特点，对碳化硅进行镀膜处理改变介电性提高其吸波性能，同时针对目前沥青路面病害修复问题，提出将碳化硅作为改性材料，用于提高沥青混凝土的微波吸收性能。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种碳化硅改性沥青混凝土的制备方法，所制备出的沥青混凝土加热效果与加热速率明显提高，同时还提高了沥青混凝土的强度；该制备方法工艺简单、操作安全；路面修复效率高、修补效果明显。

本发明所采用的技术方案是，碳化硅改性沥青混凝土的制备方法，按照如下步骤进行：

步骤S1：将碳化硅纤维放在丙酮溶液中浸泡2h，然后取出用蒸馏水清洗干净；

步骤S2：将碳化硅纤维放入烘箱中，温度为100℃，时间为2h，进行烘干处理；

步骤S3：采用化学气相沉积法在烘干后的碳化硅纤维上镀3-5nm厚的铁膜；

步骤S4：将沥青加热至160℃，再将镀膜后的碳化硅纤维掺入沥青中，利用高速剪切仪进行充分搅拌，得到改性沥青；