[发明专利]沥青路面用秸秆纤维的制备方法及其应用

说明书

沥青路面用秸秆纤维的制备方法及其应用，本发明涉及一种沥青路面用的纤维材料的制备方法以及在改性沥青中的应用，它为了利用废弃秸秆材料，缓解环境污染问题。制备方法：一、将玉米秸秆的皮穰分离，清洗秸秆皮；二、将烘干的秸秆皮剪成条状，粉碎后进行研磨，得到研磨后的玉米秸秆纤维；三、将研磨后的玉米秸秆纤维浸入到质量浓度为0.25％～3％的氢氧化钠溶液中，在50～90℃的温度下恒温搅拌反应15～60分钟，冲洗后得到沥青路面用秸秆纤维材料。应用：将该秸秆纤维作为外掺剂掺入改性沥青。本发明得到的玉米秸秆纤维材料用于沥青胶浆中，纤维分布更加均匀分散，秸秆纤维本身具有良好的吸油性能，吸油倍率达到25以上。

技术领域

本发明涉及一种沥青路面用的纤维材料的制备方法以及在改性沥青中的应用。

背景技术

改性沥青是指掺加树脂、聚合物、磨细的橡胶粉、纤维或其他材料等外掺剂，使得沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青胶结料。目前应用和研究较为广泛的改性剂是各种聚合物改性剂如SBS、SBR、PE、EVA等，但相比基质沥青，用聚合物改性沥青铺筑路面价格昂贵，建设费用过高；其次聚合物改性沥青在使用上存在存储不稳定和混合料拌和施工条件苛刻等问题。因此，虽然目前聚合物改性剂得到广泛认可和应用，但开发新的更加合理和有优势的道路沥青改性剂和改性沥青生产技术势在必行。目前，国内外学者通过向沥青混凝土中掺加纤维增强路用性能，并取得了不错的效果，运用在沥青路面的纤维种类有很多，例如玄武岩纤维、木质素纤维和植物纤维等，沥青路面掺加纤维后将大大提高使用寿命。

中国作为农业大国，每年粮食产量居世界第一，作为农副产品的秸秆产量达到8亿吨左右，随着农业科技的不断进步，产量将会逐渐增多。秸秆作为可再生利用资源已经引起世界各国的关注，合理回收和利用农副产品秸秆资源在很大程度上能缓解环境的压力和使用有限资源的压力。

发明内容

本发明的目的是为了利用废弃秸秆材料，缓解环境污染问题，通过物理化学手段对秸秆进行处理，并将其应用到沥青材料中，改善沥青路用性能，进而提供一种沥青路面用秸秆纤维的制备方法及其应用。

本发明沥青路面用秸秆纤维的制备方法按下列步骤实现：

一、将玉米秸秆的皮穰分离，使用水对分离得到的秸秆皮进行清洗，烘干至恒重，得到烘干的秸秆皮；

二、将烘干的秸秆皮剪成条状，采用锤式粉碎机进行粉碎，得到玉米秸秆纤维，然后将玉米秸秆纤维放入研磨机中研磨处理，得到研磨后的玉米秸秆纤维；

三、将研磨后的玉米秸秆纤维浸入到质量浓度为0.25％～3％的氢氧化钠溶液中，在50～90℃的温度下恒温搅拌反应15～60分钟，反应完成后用去离子水进行冲洗，烘干至恒重得到沥青路面用秸秆纤维材料。

本发明沥青路面用秸秆纤维的应用是将沥青路面用秸秆纤维作为外掺剂掺入改性沥青。

本发明先对秸秆皮进行粉碎打磨，由于秸秆纤维长短以及粗细程度会影响到吸油量，因此通过控制秸秆粉碎时间，进而控制纤维吸油率，然后通过氢氧化钠溶液处理玉米秸秆纤维，通过化学溶液浸泡去除秸秆纤维中部分木质素、半纤维素以及表面的果胶、蜡质等成分，此外氢氧化钠溶液预处理使得玉米秸秆纤维产生皂化反应，其中芳环相连的脂类基本被除去，使其原来表面光滑没有明显破损以及孔隙的秸秆纤维材料，通过处理后表面呈现明显的沟壑以及细纤维化，使得秸秆纤维表面变得粗糙，内部孔隙变大，增加秸秆纤维材料的吸油率，并且氢氧化钠溶液的浓度、搅拌温度以及搅拌时间对秸秆纤维材料的吸油率有着明显影响，因此对玉米秸秆纤维材料化学处理过程进行定性定量控制。

本发明得到的玉米秸秆纤维材料用于沥青胶浆中，与常规的木质素纤维掺入沥青中相比，纤维分布更加均匀分散，秸秆纤维本身具有良好的吸油性能，吸油倍率达到25以上，热稳定性能较好，对沥青胶浆性能具有良好的改善效果。