一種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方法

一種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方法。一種自融冰微表封層稀漿混合料，它是由集料、填料、水、SBS改性乳化瀝青、無機纖維和融冰劑制備而成；各組分重量配比為：集料100份、填料1～3份、水9～13份、改性乳化瀝青10～15份、無機纖維1～3份、融冰劑2～6份，所述融冰劑為氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物。所述氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物是由鎂鋁基層狀雙氫氧化物、氯化鈉和水按照質量比為3:3:4的比例制備而成。采用本發明制備的微表封層稀漿混合料既可對出現病害的瀝青路面進行維修養護，又可賦予其自融冰功能，而且其融冰性能不受融化雪水或雨水的影響，能夠保持長久有效，并對環境沒有危害。
【專利說明】-種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于道路材料領域，具體涉及一種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方 法。

【背景技術】
[0002] 漸青路面具有行車平穩舒適、噪聲低、養護方便等優點，已在國內外公路建設中得 到廣泛應用，但在環境因素（紫外光、熱、氧、水）和車輛荷載的作用下，漸青路面會發生各 種破壞，如裂縫、車徹、水損害、局部沉陷、松散、脫皮等，少則2?3年，多則3?5年就需要 進行維修養護。目前漸青路面維修養護主要采用表面封層（霧層封層、還原劑封層、石屑封 層、稀漿封層、微表封層等）、裂縫填封和薄層罩面等技術。微表封層是采用適當級配的集 料、填料、纖維、水和改性乳化漸青，按一定比例拌和而成流動狀態的稀漿混合料，用于漸青 路面表層罩面，可有效解決路面裂縫、車徹、水損害、局部沉陷、松散、脫皮等病害，同時微表 封層路面具有良好的抗高溫車徹、抗水損害、抗滑、耐磨性能，而且施工簡單方便，開放交通 快、造價低、壽命長、節能環保，因此，微表封層已在國內外漸青路面維修養護中得到廣泛的 應用。
[0003] 除W上各類病害外，漸青路面在冬季易結冰也是道路危害之一。路面結冰將導致 汽車打滑、剎車失靈、方向失控，極易造成交通事故，嚴重影響道路交通安全。消除冰雪對路 面交通的影響，最常用的方法是在積雪結冰路面撒布氯鹽類融雪化冰劑。但由于氯鹽類融 雪化冰劑所含氯離子不僅對路面周邊的水質、±壤和植被會產生破壞作用，而且會使漸青 與集料的粘附性降低，并對橋梁水泥混凝±中的鋼筋產生嚴重的腐蝕破壞，導致漸青路面 和橋梁的耐久性大大降低。為了減小撒布的氯鹽類融雪化冰劑對漸青路面、橋梁和環境的 影響，自融冰漸青混合料得到了越來越多的應用。所謂自融冰漸青混合料是將氯鹽類融雪 化冰劑慘入熱拌漸青混合料，用其鋪筑的漸青路面，在雨雪天氣受到車輛荷載擠壓作用時， 氯鹽類融冰成分會從不同深度的漸青路層遷移到道路面層，從而實現融雪化冰。
[0004] 目前我國大部分地區漸青路面均存在冬季表面因結冰而影響交通運行的問題，女口 能在漸青路面維修養護過程中賦予其自融冰功能，則可很好地解決該一問題。然而，目前主 要使用在熱拌漸青混合料中的氯鹽類融雪化冰劑可溶于水，在微表封層稀漿混合料中使用 效果較差，且溶化的鹽水對漸青路面、橋梁有腐蝕破壞作用，對周邊的水質、±壤和植被也 會產生破壞作用。
[0005] 為使微表封層稀漿混合料既可解決漸青路面病害，又具有自融冰功能，本發明制 備了氯離子型鎮鉛層狀雙金屬氨氧化物融冰劑，該融冰劑將氯離子引入鎮鉛層狀雙金屬氨 氧化物層間，利用層間氯離子起到降低水的結冰點的作用，同時由于鎮鉛層狀雙金屬氨氧 化物的結構對層間氯離子具有限域作用，限制了氯離子的擴散和流失。采用氯離子型鎮鉛 層狀雙金屬氨氧化物融冰劑制備的微表封層稀漿混合料不僅可W消除漸青路面病害，而且 具有自融冰功能，其融冰性能不受融化雪水或雨水的影響，能夠保持長久有效，并對漸青路 面、橋梁和周邊環境沒有危害。


【發明內容】

[0006] 本發明目的在于提供一種自融冰微表封層稀漿混合料及其制備方法。該微表封層 稀漿混合料不僅可W有效解決漸青路面病害，而且還具有自融冰功能。
[0007] 為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案為：
[0008] -種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于，它是由集料、填料、水、改性乳化漸 青、無機纖維和融冰劑制備而成；各組分按重量份數計為：集料100份、填料1?3份、水 9?13份、SBS改性乳化漸青10?15份、無機纖維1?3份、融冰劑2?6份，所述融冰劑 為氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物，所述氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物是由鎮鉛基層狀 雙氨氧化物、氯化軸和水按照質量比為3:3:4的比例制備而成。
[0009] 上述方案中，所述氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物的制備方法為；將30份鎮鉛基 層狀雙氨氧化物置于溫度為50(TC的馬弗爐中賠燒2小時，然后將其迅速放入真空干燥器 中，抽真空后冷卻至室溫；將30份氯化軸和40份水在H 口燒瓶中混合，并加熱至7(TC，從 干燥器中取出賠燒并冷卻后的鎮鉛基層狀雙氨氧化物，迅速加入到H 口燒瓶中，在氮氣保 護下攬拌30min，取出混合物用去離子水洗涂過濾，直至洗涂過濾后的濾液用硝酸銀溶液檢 驗不含氯離子，然后將濾餅在IlOC的烘箱中干燥24小時，取出干燥固體在高速粉碎機中 粉碎，再經研磨后過200目篩，得到氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物。
[0010] 上述方案中，所述集料為玄武巖，堅硬、粗趟、耐磨、潔凈，其各項性能符合《公路漸 青路面施工技術規范》佑TJ F 40-2004)中漸青混合料用粗、細集料質量要求。
[0011] 上述方案中，所述填料為P. 042. 5普通娃酸鹽水泥。
[0012] 上述方案中，所述改性乳化漸青為陽離子型SBS改性乳化漸青，其各項性能符合 《公路漸青路面施工技術規范》(GTJ F 40-2004)中改性稀漿封層和微表封層用改性乳化漸 青的技術要求。
[0013] 上述方案中，所述無機纖維是玄武巖纖維，其長度為1. 0?3. 5mm、直徑為3. 0? 8. 0 U m。
[0014] 上述一種自融冰微表封層稀漿混合料的制備方法，其特征在于，它包括如下步 驟：
[0015] (1)氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物的制備：①按各組分質量配比為：鎮鉛基層 狀雙氨氧化物：氯化軸：水=3:3:4,選取鎮鉛基層狀雙氨氧化物、氯化軸和水；②將鎮鉛 基層狀雙氨氧化物置于溫度為50(TC的馬弗爐中賠燒2小時，然后將其迅速放入真空干燥 器中，抽真空后冷卻至室溫；將氯化軸和水在H 口燒瓶中混合，并加熱至7(TC，從干燥器中 取出賠燒并冷卻后的鎮鉛基層狀雙氨氧化物，迅速加入到H 口燒瓶中，在氮氣保護下攬拌 30min，取出混合物用去離子水洗涂過濾，直至洗涂過濾后的濾液用硝酸銀溶液檢驗不含氯 離子，然后將濾餅在IlOC的烘箱中干燥24小時，取出干燥固體在高速粉碎機中粉碎，再經 研磨后過200目篩，得到氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物；
[0016] (2)按各組分重量份數為：集料100份、填料1?3份、水9?13份、改性乳化漸 青10?15份、無機纖維1?3份、融冰劑2?6份，選取集料、填料、水、改性乳化漸青、無 機纖維和融冰劑，所述融冰劑為氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物；
[0017] (3)向集料中依次加入填料、無機纖維和氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物，在 6化/min的速度下攬拌10?20s ;再加入水，在60r/min的速度下攬拌10?20s ;最后加入 改性乳化漸青，在60r/min的速度下攬拌20?30s，得到自融冰微表封層稀漿混合料。
[0018] 本發明中，所述鎮鉛基層狀雙氨氧化物是由專利102174269 A公開的方法制備得 至IJ。鎮鉛基層狀雙氨氧化物的化學組成為；Mg〇.67Al〇.33(〇H)2(C〇3)〇.i7'〇.6H2〇。因此，本發明 所述的鎮鉛基層狀雙氨氧化物是碳酸根型鎮鉛基層狀雙氨氧化物，通過對碳酸根型鎮鉛基 層狀雙氨氧化物進行賠燒，將其層間陰離子碳酸根去除，然后將賠燒后的鎮鉛基層狀雙氨 氧化物與氯化軸水溶液相混合，利用鎮鉛基層狀雙氨氧化物的"記憶結構效應"，將氯離子 引入鎮鉛基層狀雙氨氧化物的層間，制備得到氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物。
[0019] 本發明的有益效果是：
[0020] 1、采用制備的氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物作為融冰劑，該融冰劑將氯離子引 入鎮鉛基層狀雙氨氧化物層間，利用層間的氯離子起到降低水的結冰點的作用，并且該融 冰劑不溶于水，可W與集料、填料、水、SBS改性乳化漸青、無機纖維混合，制備出自融冰微表 封層稀漿混合料；
[0021] 2、采用氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物作為融冰劑制備的微表封層稀漿混合料 不僅可W消除漸青路面病害，而且具有自融冰功能；
[0022] 3、由于鎮鉛基層狀雙氨氧化物的結構對層間氯離子具有限域作用，限制了氯離子 的擴散和流失，因此采用氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物作為融冰劑制備的稀漿混合料用 于漸青路面微表封層，其自融冰性能不受融化雪水或雨水的影響，能夠保持長久有效，并對 漸青路面、橋梁和周邊環境沒有危害。

【具體實施方式】
[0023] 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。W下實施例中的份為重量份。
[0024] W下實施例中所采用的融冰劑為氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物，所述氯離子型 鎮鉛基層狀雙氨氧化物通過如下方法制備得到；將30份鎮鉛基層狀雙氨氧化物置于溫度 為50(TC的馬弗爐中賠燒2小時，然后將其迅速放入真空干燥器中，抽真空后冷卻至室溫； 將30份氯化軸和40份水在H 口燒瓶中混合，并加熱至7(TC，從干燥器中取出賠燒并冷卻后 的鎮鉛基層狀雙氨氧化物，迅速加入到H 口燒瓶中，在氮氣保護下攬拌30min，取出混合物 用去離子水洗涂過濾，直至洗涂過濾后的濾液用硝酸銀溶液檢驗不含氯離子，然后將濾餅 在IlOC的烘箱中干燥24小時，取出干燥固體在高速粉碎機中粉碎，再經研磨后過200目 篩，得到氯離子型鎮鉛基層狀雙氨氧化物。
[00巧]所述鎮鉛基層狀雙氨氧化物是由專利CN 102174269 A公開的方法制備得到。鎮 鉛基層狀雙氨氧化物的化學組成為加肖。.6741。.33(〇訪2(〇)3)。.17*〇.6&0。
[0026] 實施例1 :
[0027] 稱取100份玄武巖集料（級配如表1所示，下同）、2份P. 042. 5普通娃酸鹽水泥、 1份玄武巖纖維（纖維長度為1. 0?3. 5mm、直徑為3. 0?8. 0 y m)和4份氯離子型鎮鉛基 層狀雙氨氧化物攬拌均勻，在60r/min的速度下攬拌15s ;再加入11份水攬拌均勻，在60r/ min的速度下攬拌15s ;最后加入12份陽離子型SBS改性乳化漸青（湖北國創高新材料股 份有限公司生產，固含量62 %，蒸發殘留物的25C針入度為5Idmm、軟化點為59C、5C延度 為36cm)，在60r/min的速度下攬拌25s，即制得了自融冰微表封層稀漿混合料。采用該自 融冰微表封層稀漿混合料成型的微表封層不僅可W解決漸青路面病害，而且該微表封層的 表面結冰點為-4. 8C，將其浸泡6小時后其表面結冰點仍為-4. 8C。
[0028] 表1微表封層稀漿混合料所用集料的級配
[0029]

【權利要求】
1. 一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于，它是由集料、填料、水、改性乳化浙 青、無機纖維和融冰劑制備而成；各組分按重量份數計為：集料100份、填料1?3份、水 9?13份、改性乳化浙青10?15份、無機纖維1?3份、融冰劑2?6份，所述融冰劑為氯 離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物，所述氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物是由鎂鋁基層狀雙氫 氧化物、氯化鈉和水按照質量比為3:3:4的比例制備而成。
2. 根據權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于：所述氯離子 型鎂鋁基層狀雙氫氧化物的制備方法為：將30份鎂鋁基層狀雙氫氧化物置于溫度為500°C 的馬弗爐中焙燒2小時，然后將其迅速放入真空干燥器中，抽真空后冷卻至室溫；將30份氯 化鈉和40份水在三口燒瓶中混合，并加熱至70°C，從干燥器中取出焙燒并冷卻后的鎂鋁基 層狀雙氫氧化物，迅速加入到三口燒瓶中，在氮氣保護下攪拌30min，取出混合物用去離子 水洗滌過濾，直至洗滌過濾后的濾液用硝酸銀溶液檢驗不含氯離子，然后將濾餅在1 l〇°C的 烘箱中干燥24小時，取出干燥固體在高速粉碎機中粉碎，再經研磨后過200目篩，得到氯離 子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物。
3. 根據權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于：所述集料為 玄武巖。
4. 根據權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于：所述填料為 P.0 42. 5普通硅酸鹽水泥。
5. 根據權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于：所述改性乳 化浙青為陽離子型SBS改性乳化浙青。
6. 根據權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀漿混合料，其特征在于：所述無機纖 維是玄武巖纖維，長度為1. 0?3. 5mm、直徑為3. 0?8. 0 μ m。
7. 權利要求1所述的一種自融冰微表封層稀楽混合料的制備方法，其特征在于，它包 括如下步驟： (1) 氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物的制備：①按各組分質量配比為：鎂鋁基層狀雙 氫氧化物：氯化鈉：水=3:3:4,選取鎂鋁基層狀雙氫氧化物、氯化鈉和水；②將鎂鋁基 層狀雙氫氧化物置于溫度為500°C的馬弗爐中焙燒2小時，然后將其迅速放入真空干燥器 中，抽真空后冷卻至室溫；將氯化鈉和水在三口燒瓶中混合，并加熱至70°C，從干燥器中 取出焙燒并冷卻后的鎂鋁基層狀雙氫氧化物，迅速加入到三口燒瓶中，在氮氣保護下攪拌 30min，取出混合物用去離子水洗滌過濾，直至洗滌過濾后的濾液用硝酸銀溶液檢驗不含氯 離子，然后將濾餅在ll〇°C的烘箱中干燥24小時，取出干燥固體在高速粉碎機中粉碎，再經 研磨后過200目篩，得到氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物； (2) 按各組分重量份數為：集料100份、填料1?3份、水9?13份、改性乳化浙青10? 15份、無機纖維1?3份、融冰劑2?6份，選取集料、填料、水、改性乳化浙青、無機纖維和 融冰劑，所述融冰劑為氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物； (3) 向集料中依次加入填料、無機纖維和氯離子型鎂鋁基層狀雙氫氧化物，在60r/min 的速度下攪拌10?20s ;再加入水，在60r/min的速度下攪拌10?20s ;最后加入改性乳化 浙青，在60r/min的速度下攪拌20?30s，得到自融冰微表封層稀楽混合料。
【文檔編號】C04B26/26GK104261729SQ201410489700
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】余劍英, 趙之杰, 彭超, 趙美玲, 徐松, 章燦林, 付靖宜, 謝云飛, 王偉, 楊穩華 申請人:武漢理工大學