[发明专利]一种界面改性剂及其制备方法和应用、使用方法

说明书

本发明提供了一种界面改性剂及其制备方法和应用、使用方法。该界面改性剂，包括以下重量份的原料：4～20份的铁盐、800～1200份的水以及0.5～1份的酸。本发明的界面改性剂，包括铁盐，经过界面改性剂对酸性集料的处理，在沥青与酸性集料粘结界面上引入铁离子，能够增加界面上的稳定的化学键力，改善沥青与酸性集料的界面相互作用，提高沥青‑酸性石料的黏附等级和黏附耐久性。

技术领域

本发明涉及道路工程的沥青路面材料技术领域，尤其涉及一种界面改性剂及其制备方法和应用、使用方法。

背景技术

沥青路面在各类公路中得以广泛应用。然而，路面的水损害、车辙、松散和剥落等各种病害日益突出，其中水损害已经成为最主要、危害最大的损坏类型。为了减少水损害，保证集料与沥青间的粘附性，通常沥青混凝土采用的优质集料主要为碱性集料或者中偏碱性的石料，包括玄武岩、辉绿岩、石灰岩等，但这些资源有限而且不可再生，沥青路面的快速发展及集料的大量使用，给集料的开采和供应带来了极大的压力，也给一些优质集料紧缺的地区带来了极大的不便。酸性石料与中性或者碱性石料相比，具有很好的耐磨性能和较高的强度等特点，但与沥青的粘附性等级低，导致混合料的水稳定性降低，达不到规范中的相关要求，因此极大限制了酸性石料在公路工程的应用。近几年来，各地纷纷出现已有优质石料资源消耗殆尽，新资源开采由于环保因素受限的情况，工程建设受到显著影响。因此提高酸性石料与沥青的粘附性、增强沥青混合料的粘聚力和强度，以促进酸性集料在沥青路面中的应用等研究愈发受到国内外道路工作者的重视。

集料与沥青的粘附性好坏目前是通过粘附性试验来确定粘附性等级的，其根据“公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)”与“沥青与粗集料的粘附性试验(T0616-1993)”来评定粘附等级；通常碱性集料与沥青的粘附性等级可以达到4级或者5级，酸性集料如片麻岩、花岗岩只有1至2级，《公路沥青路面施工技术规范(JTG_F40-2004》要求集料与沥青的粘附性至少达到4级，因此酸性集料往往在这个技术指标上就达不到标准，极大制约了酸性集料在沥青路面中的应用。

在沥青混合料中添加一些外加剂(例如，石灰、水泥和一些化学类抗剥落剂)已经成为常用的方法，这些方法虽然有一定的改善效果，但是在工程应用上仍然有不尽如人意之处，如液体抗剥落剂在水浸渍过程中会逐渐被溶解而导致粘附性能降低，高聚物改性沥青的长期抗老化性能会逐渐降低等。因此，亟需研发界面改性剂，以提高沥青与酸性集料界面的粘结力。为提高沥青与集料的粘附性能，长期以来各种方法都是基于改善沥青、改善集料表面以及改善界面作用的环境因素开发的。总结起来大致可以分为以下几类：(1)在沥青中掺加有机类抗剥落剂、改性剂，通过亲油基团与沥青结合，亲水基团与集料结合，提高沥青与集料的粘附性；(2)对集料表面采用石灰水进行处理，或者在混合料拌合过程中，直接用消石灰、水泥等碱性物质代替部分矿粉，改善酸碱性环境提高集料对沥青的粘附性能。现在市场上的抗剥离剂绝大部分是从高级脂肪酸衍生出来的胺类化合物，有些加了一些溶剂。胺类表面活性剂与乳化剂的功用是一样的，一端是亲水性的胺基，另一端是融化在沥青中的亲油性的烷基，从而起到抗剥离效果。虽然有机类抗剥落剂能有效的在短期内提高沥青混合料的抗剥落性能、水稳性，但对混合料的老化性能改善效果一直存在质疑。大量实践证明，有机类抗剥落剂类往往在时间稍长的自然老化后，抗剥落性能迅速衰减。石灰、水泥等无机矿物也常被作为一种能够增加沥青与集料之间粘附性的添加剂来使用。有关研究认为这种方法主要利用无机矿物的碱性和它提供的金属阳离子来增强沥青对集料的粘附力，沥青中含有少量的羧酸，使沥青呈酸性，易附着在粒料表面，但遇到水时，因水分子是极性物质，更易替代沥青与集料结合，使得沥青从粒料表面剥落，从而引起路面破坏，也不能长时间的发挥抗剥落效用。

基于目前的抗剥落剂、改性剂或采用消石灰、水泥等碱性物质代替部分矿粉来改善集料与沥青的粘附性存在的缺陷，有必要对此进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种界面改性剂及其制备方法和应用、使用方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。