[发明专利]有机硅强化剂、再生集料、及沥青混合料与应用

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源循环利用领域，尤其涉及一种有机硅强化剂、再生集料、及沥青混合料与应用。

背景技术

进入二十一世纪以来，随着世界范围内城市化进程的加快，建筑业进入高速发展阶段，建筑垃圾的处理量和处理费用越来越高，由此引起的社会环境问题也越来越多。根据有关资料的测算，我国每年仅施工建设所产生的建筑废渣就有4000万t，其中约34%是混凝土块，则由此产生的废弃混凝土(waste Concrete)就有1360万t，而且随着我国经济建设步伐的进一步加快，今后废弃混凝土也必然随之增加。

另外，钢渣等固体废弃物也逐年增多。据统计，钢渣的产量占到钢铁生产量的18%-20%左右，目前我国积存的钢渣已有2亿多吨，而且每年仍以800-900万吨的排渣量递增，占据了大量的土地资源，同时影响了区域环境。而其中钢渣废料中有的80%未能被有效利用。

目前，这些固体废弃物的处理办法主要是运往郊外弃置或填埋，这既占用土地又影响环境。而将固体废弃物经过破碎、清洗与分级后，按一定的比例与级配混合后作为新的混凝土的集料，称为再生集料。制备的再生集料可以重新用于水泥混凝土或者沥青混合料中。另外，公路建设中集料短缺的问题日益严重。据估算，2011年我国用于公路建设的沥青混凝土达5.7亿吨，消耗了天然碎石骨料近5.1亿吨。对于不可再生的天然砂石资源来说，如此大的消耗量几乎意味着消耗殆尽。在这样的形势下，大规模的应用再生集料成为了解决集料短缺的必由之路。再生集料的应用完全满足世界环境组织提出的“绿色”的三大含义：(1)节约资源、能源；(2)不破坏环境，更应有利于环境；(3)可持续发展，既可满足当代人的需求，又不危害后代人满足其需要的能力。

国内外的研究人员对再生集料的研究和应用已经取得了很多的成果。用途主要集中在在公路沥青混合料，水泥混凝土和钢筋混凝土中以取代部分天然集料。1991年日本政府制定的《资源重新利用促进法》规定建筑施工过程产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾，必须送往“再生资源化设施”进行处理。根据美国联邦公路局统计，截止2003年，美国现在己有超过20个州在公路建设中采用再生混凝土，26个州允许将再生集料作为基层材料，4个州允许将再生集料作为底基层材料，将再生集料应用于基层和底基层的28个州级机构中，有15个制定了关于再生集料和再生集料混凝土的相关规范；在欧洲，在20世纪80年代，荷兰就制定了有关利用再生混凝土集料制备素混凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的规范，丹麦于1990年颁布法规修正案将回收的混凝土按强度分为2类:其中强度为20MPa以下的为第1类，而强度为20-40MPa的为第2类。在使用这些再生集料的过程中，要求各类集料达到一定的技术要求。我国对再生集料混凝土的开发研究晚于发达国家，但近年政府对建筑垃圾的循环再利用高度重视，制定的中长期发展战略鼓励废弃物的开发利用。目前国内数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究，取得了一定进展，并在北京、上海等地的建筑企业在建筑垃圾，固体废弃物回收利用方面做了一些有益的尝试。

再生集料混凝土的各项性能在很大程度上取决于再生集料的性质。为此，国内外对再生集料的性质进行了大量研究并且发现：再生集料与天然集料比，具有孔隙率较高、密度较小、吸水性增强和集料强度较低等特点。其中再生集料的吸水率过高是制约其大规模应用的最重要问题，尤其是应用于沥青混合料中，集料吸水率过高将导致沥青用量的提高，从而明显提高再生集料应用的成本。另外，再生集料的吸水率过高，水分的存在导致再生集料与沥青的粘附性不好，使得水损害发生的机率增高。一般而言，再生细集料的吸水率为10-12%，粗集料的吸水率为2.5-12%。为解决制约再生集料应用的难题，必须要对再生集料进行强化处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有机硅强化剂、再生集料、及沥青混合料与应用方法，使用该有机硅强化剂处理废弃集料后得到的再生集料的吸水率显著降低、并能提高再生集料与沥青的粘附性能。

本发明的技术方案为：

有机硅强化剂，其特征在于，它由下列组分按重量百分比组成：50%-98%的有机硅树脂溶液、1%-30%的渗透剂、及1%-20%的增粘剂。

上述方案中，所述有机硅树脂溶液由质量比为40-60:1-10:2-10:5-15:0-2:10-40的甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、乙醇、碱液和水于反应釜内，在温度为25℃-150℃时反应合成。