專利名稱：：一種環保高性能阻燃瀝青混合料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及道路浙青路面材料制備領域，特別涉及一種環保高性能阻燃浙青混合料及其制備方法。
背景技術：
：浙青是由碳、氫為主要元素組成的有機高分子化合物，具有易燃的特點。浙青燃燒的過程，首先熔融、滴落、流淌，接著是熔珠燃燒、再由燃燒的熔珠灑落、流淌，造成火勢蔓延擴大。浙青的燃燒是一個放熱、分解的化學過程，燃燒中分解出氫、甲烷、苯及烷烴類易燃氣體，這些氣體的燃燒又進一步能夠加快浙青的熱分解，尤其是在隧道中，一旦發生火災，火勢擴展快、范圍廣、損失大。公路隧道的不斷涌現和隧道交通量的增大，隧道火災發生的頻率也會逐漸增大。由于隧道的封閉性，一旦發生火災事故，其后果不堪設想。目前我國已建成投入使用的隧道安全措施堪憂，安全隱患很大。隧道火災事故的巨大損失，引起了人們對隧道的安全性與火災問題的極大關注。這些路面需要具有較好的阻燃性能，以保證安全。許多國家已經把隧道火災防治的研究列為重要的課題。我國近年來也已經開始重視對隧道火災的研究，力圖將隧道火災的危險與損失降到最低點。而提高浙青的阻燃性，鋪筑阻燃浙青混凝土路面是目前減少隧道中浙青路面火災人員傷亡和物質損失的重要措施之一。另外，隨著交通量的增大、軸載的加重以及交通的渠化，對路面的性能提出了更高的要求。為了延長道路的使用壽命，減少維修養護費用，必須采用有效的改性增強方法和手段來提高浙青混合料的使用品質。纖維改性浙青混合料是一種通過摻入纖維材料，改善浙青膠漿以及浙青混合料的綜合性能，從而提高浙青路面使用品質的復合材料。相比于其它改性方法，如聚合物改性浙青，纖維改性浙青混凝土的突出特點是能阻止混凝土結構裂縫的擴展并減少車轍流動變形和疲勞破壞的出現，對延長浙青路面的使用壽命具有顯著作用。目前用于浙青混凝土的纖維有聚合物纖維、木質素纖維和礦物纖維。聚合物纖維可以改善浙青混凝土的高溫變形和開裂性，但是聚合物纖維在浙青混合料制備過程中，因為局部過熱出現破壞，而且有些聚合物纖維與浙青的粘結性能較差。木質素纖維雖然與浙青間具有較好的粘結性能，但是對浙青混合料的高溫性能、抗疲勞性能、抗開裂性能幾乎沒有改善作用。礦物纖維與浙青間具有較好的粘結性能，確保對浙青的加筋作用，而且不受浙青混合料高溫拌合影響，適合路面的各種高低溫工作環境。因此，用于浙青混合料纖維需要在浙青混合料拌和時不變質并且均勻分散并能保持長久功效。現有技術中用于浙青混合料的聚合物纖維和木質素纖維很難達到滿意的性價比效果。目前國內外對浙青混合料的路用性能和阻燃性能采用兩種方法進行研究和改善，即采用一定的改性劑改善浙青混合料的路用性能和阻燃性能，同時采用另外一種或幾種改性劑進一步改善浙青混凝土的阻燃性能，這既增加了材料成本也給施工帶來了困難。特別是某些阻燃浙青在施工時揮發的煙氣中含有阻燃劑，威脅到施工人員的身體健康，污染了空氣。
發明內容本發明針對上述浙青混合料存在的問題，本發明的的在于提供一種成本低、阻燃性能好并且易于施工的環保高性能阻燃浙青混合料及其制備方法，該浙青混合料能夠同時提高路面的阻燃性能、溫抗車轍能力、低溫抗裂能力和抗疲勞破壞能力，延長路面的使用壽命；并且能夠降低阻燃劑的使用量，保證施工環保，降低污染和危害。為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。(1)一種環保高性能阻燃浙青混合料，其特征在于，其配料比例按100份重量計包括浙青110份；水鎂石礦物纖維0.10.5份；阻燃劑00.3份；碎石89.298.8份。該技術方案的進一步優化方案為，其配料比例按100份重量計包括浙青4.96份；水鎂石礦物纖維0.10.5份；阻燃劑00.3份；碎石93.595份。該技術方案的進一步特點在于所述水鎂石礦物纖維的技術要求為(a)化學成分為=SiO2:13%，MgO6165%,Al2O30.2l%，Fe2030.61.9%,FeO26%，Ca00.11%，H202530%;(b)物理性質比重2.352.50，硬度1.53.5，密度2.352.45g/cm3，抗拉強度8901285Mpa，導熱系數0.120.23/(w/m.k)，脫水溫度為400500°C，電阻率Pv=5.9XIO6/(Ω.cm)；Ps=3·64·5XIO6/(Ω.cm)。所述阻燃劑為金屬氧化物的水合物，其技術要求為分解溫度>300°C，有效含量^90%，含水率<3%。(2)上述的環保高性能阻燃浙青混合料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟首先，按配料比例稱取浙青、水鎂石礦物纖維、阻燃劑、碎石，備用；再在120180°C拌和溫度條件下，將水鎂石礦物纖維加入碎石中干拌，然后加入浙青再進行拌和，最后加入阻燃劑后進行拌和均勻后，即制得環保高性能阻燃浙青混合料。該技術方案的進一步技術特點在于，所述水鎂石礦物纖維和阻燃劑的粒徑均小于0.075mmo本發明將水鎂石礦物纖維摻入到浙青混合料中，可以明顯提高浙青混凝土的高溫穩定性、低溫抗裂性、抗疲勞性和耐久性；而且水鎂石礦物纖維又是一種很好的阻燃劑，可以抑制浙青中烴類氧化初期產生的活性自由基，在浙青表面形成保護膜，切斷熱量、氧氣向浙青內的傳遞，提高了浙青混合料的阻燃性能，大幅減少了阻燃劑的摻入量，解決了施工中的環保問題；此外，成本較低。具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。對照例混合料級配類型SMA13浙青木質素纖維碎石=60.393.7首先，將預先加熱到180190°C的碎石按照預先計算的比例加入到拌合缸內，并加入稱量好的木質素纖維，進行干拌約10秒，使纖維均勻分布在碎石中；其次，將已加熱到165175°C的熱浙青按照設計用量加入到拌缸內進行攪拌約40秒，直到碎石上裹滿浙青且無花白料為止；混合料溫度控制在170180°C之間，成型溫度為150155°C。實施例1混合料級配類型SMA13浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鋁碎石=6份0.2份0.1份93.7份。實施例2混合料級配類型SMA13浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鎂碎石=5.8份0.3份0份93.9份。實施例3混合料級配類型AC13浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鋁碎石=5份0.3份0.2份94.5份。實施例4混合料級配類型AC13浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鎂碎石=5.3份0.5份0份94.2份。實施例5混合料級配類型SuperpaveI2·5浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鋁碎石=4.9份0.1份0.3份94.7份。實施例6混合料級配類型SuperpaveI2·5浙青水鎂石礦物纖維氫氧化鎂碎石=5份0.3份0.1份94.6份。實施例16的環保高性能阻燃浙青混合料的制備方法中，首先，按的配料比例稱取浙青、水鎂石礦物纖維、阻燃劑、碎石，備用；其中，水鎂石礦物纖維的技術要求為(a)化學成分為=SiO2:13%，MgO:6165%，Al2O30.21%,Fe2O30.61.9%,FeO:26%，CaO0.11%，H2O:2530%；(b)物理性質比重2.352.50，硬度1.53.5，密度2.352.45g/cm3,抗拉強度8901285Mpa，導熱系數0.120.23/(w/m.k)，脫水溫度為400500°C，電阻率Pv=5.9XIO6/(Ω.cm)；Ps=3·64·5XIO6/(Ω.cm)。阻燃劑為金屬氧化物的水合物，其技術要求為分解溫度>30(TC，有效含量^90%，含水率<3%。再在120180°C拌和溫度條件下，將水鎂石礦物纖維加入碎石中干拌，然后加入浙青再進行拌和，最后加入阻燃劑后進行拌和均勻后，即制得環保高性能阻燃浙青混合料。下面為本發明的實施例樣品與對照例樣品的性能對比，并且實施例和對照例中得到的阻燃浙青混合料按下列標準測試穩定度GB/T0709，動穩定度GB/T0719，劈裂強度GB/T0716，氧指數法GB/T2406.表1是本發明實施例樣品與對照例樣品的穩定度、動穩定度、劈裂強度和疲勞壽命的試驗結果比較，浙青采用改性浙青或普通浙青具有類似結果。對照例樣品是未摻入水鎂石礦物纖維SMA13浙青混合料。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注(1)劈裂強度在-10°C條件下進行測試。(2)疲勞壽命在15°C條件下，采用間接拉伸疲勞試驗方法測試。從表1可以看出，本發明的浙青混合料的氧指數、穩定度、動穩定度、劈裂強度、疲勞壽命等指標均得到了提高，即在保證路面的阻燃性能和環保性能動的同時，其溫抗車轍能力、低溫抗裂能力和抗疲勞破壞能力也得到提高。權利要求一種環保高性能阻燃瀝青混合料，其特征在于，其配料比例按100份重量計包括瀝青1～10份；水鎂石礦物纖維0.1～0.5份；阻燃劑0～0.3份；碎石89.2～98.8份。2.根據權利要求1環保高性能阻燃浙青混合料，其特征在于，其配料比例按100份重量計包括浙青4.96份；水鎂石礦物纖維0.10.5份；阻燃劑00.3份；碎石93.595份。3.根據權利要求1環保高性能阻燃浙青混合料，其特征在于，所述水鎂石礦物纖維的技術要求為:(a)化學成分為=SiO2:13%，Mg0:6165%，Al2O3:0·21%，Fe2O3:0.61.9%,FeO26%,CaO0.11%，H20:2530%；(b)物理性質比重2.352.50，硬度1.53.5，密度2.352.45g/cm3，抗拉強度8901285Mpa，導熱系數0.120.23/(w/m.k)，脫水溫度為4005000C，電阻率Pv=5.9XIO6/(Ω.cm)；Ps=3·64·5XIO6/(Ω.cm)ο4.根據權利要求1環保高性能阻燃浙青混合料，其特征在于，所述阻燃劑為金屬氧化物的水合物，其技術要求為分解溫度>300°C，有效含量>90%，含水率<3%。5.根據權利要求1所述的環保高性能阻燃浙青混合料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟首先，按配料比例稱取浙青、水鎂石礦物纖維、阻燃劑、碎石，備用；再在120180°C拌和溫度條件下，將水鎂石礦物纖維加入碎石中干拌，然后加入浙青再進行拌和，最后加入阻燃劑后進行拌和均勻后，即制得環保高性能阻燃浙青混合料。6.根據權利要求4所述的環保高性能阻燃浙青混合料的制備方法，其特征在于，所述水鎂石礦物纖維和阻燃劑的粒徑均小于0.075mm。全文摘要本發明涉及道路瀝青路面材料制備領域，公開了一種環保高性能阻燃瀝青混合料及其制備方法，其配料比例按100份重量計包括瀝青1～10份；水鎂石礦物纖維0.1～0.5份；阻燃劑0～0.3份；碎石89.2～98.8份；再在120～180℃拌和溫度條件下，將水鎂石礦物纖維加入碎石中干拌，然后加入瀝青再進行拌和，最后加入阻燃劑后進行拌和均勻后，即制得環保高性能阻燃瀝青混合料。文檔編號C04B26/26GK101811845SQ20101016324公開日2010年8月25日申請日期2010年5月5日優先權日2010年5月5日發明者叢培良,李樹東,李祖仲,肖莉,邢明亮,陳拴發申請人:長安大學;德州市交通運輸局