[发明专利]一种路用粉煤灰复合改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及沥青路面材料领域，尤其涉及一种路用粉煤灰复合改性剂及其制备方法。

背景技术

沥青路面的水损害问题一直是破坏沥青正常使用的最严重的病害之一，目前已有许多科 研人士参与其中，致力于改善沥青路面的水稳定性能和耐久性能。

目前主要的解决措施大体上分为三种：一是在设计的时候就采用较合理的级配；二是在 高等级公路上，直接使用质量和化学活性较好的材料，例如：集料全部采用优良的碱性或基 性石料，而沥青再经过严格工艺改性，以提高路面的耐用性；三是在沥青中掺加某些改性剂， 通过提高集料与沥青间的粘附性，改变沥青与集料之间的粘附结构，或生成某些憎水基团， 防止水分子进入沥青与石料之间的空间而发生剥离。这些措施在不同程度上改善了沥青路面 的路用性能并延长了服役时间。

在级配已经确定且石料和沥青一定的情况下，通常采用的一项改性措施是掺加抗剥离剂， 即：在沥青中掺加有机抗剥离剂或在沥青混合料拌和过程中掺加无机抗剥落剂如消石灰，水 泥，增加沥青与集料的粘附性以抵抗水的侵害。但它们分别存在价格较高、增加了施工工序 或效果不明显等问题，限制了在沥青混合料中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种成本较低的路用沥青混合料复合改性材料，掺 入沥青混合料中后，能大幅提高集料与沥青的黏附性，增强其水稳性能。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的路用粉煤灰复合改性剂，其主要由粉煤灰、偶联剂、活化剂和粘附增强剂 所组成，按重量计，各组成含量为：粉煤灰80-90％，偶联剂2-5％，活化剂5-8％，粘附增强 剂3-7％。

所述硅烷偶联剂为R-氨丙基三乙氧基硅烷，化学分子式为Nn-CH₂-CH₂-CH₂-Si(OC₂H₅)₃， 其中Si(OC₂H₅)₃基团容易于粉煤灰中的SiO₂反应形成稳定的基团。

采用的活化剂为Na₂SiO₄粉末或NaOH粉末。

所述的粘附增强剂为Ca(OH)₂粉末，易与沥青中的羧酸(RCOOH)发生缩水反应。

所采用的粉煤灰为煤发电厂所产生的原状粉煤灰，其粒度为：0.6mm通过率为100％， 0.15mm通过率为90-100％，0.075通过率为80-94％。

所述原状粉煤灰，其成份质量含量为：SiO₂含量＞50％，Al₂O₃含量＞25％，Fe₂O₃含量＞4％； MgO、CaO、SO₃以及R₂O的含量均小于4％。

本发明提供的上述路用粉煤灰复合改性剂，其采用包括以下步骤的方法制成：

1)在室温下置一容器，按配比称取硅烷偶联剂后按照1份硅烷偶联剂与100份乙醇的比 例相溶解，配成硅烷偶联剂溶液，搅拌10-15min；

2)按配比称取原状粉煤灰粉、Ca(OH)₂粉末、Na₂SiO₄粉末或NaOH粉末，均置于阴凉 干燥处备用；

3)将称取的三种干燥粉末混合在一起，并在搅拌过程中，倒入硅烷偶联剂溶液，搅拌均 匀，待乙醇挥发至只是勉强润湿粉末表面时，将制得的混合物于阴凉处干燥，至此，得到路 用粉煤灰复合改性剂。

本发明提供的上述路用粉煤灰复合改性剂，其用于沥青路面材料的改性。在改性过程中， 将所述路用粉煤灰复合改性剂掺入到沥青和集料中，拌匀后得到改性的沥青路面材料，其掺 入量占沥青路面材料总质量的3-6％。

在拌匀过程中，控制温度为160-170℃，拌和时间为80-90s，使所述路用粉煤灰复合改性 材料中的硅烷偶联剂均匀裹附在集料表面，形成憎水亲油薄膜，再加入沥青进行常规搅拌。

所使用的沥青为SBS改性沥青，道路石油沥青或特立尼达湖沥青。

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：