[发明专利]掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：

矿料100份、沥青3～7份、复合秸秆纤维素0.1～0.5份、纳米改性剂0.04～0.13份；其中，纳米改性剂由以下重量份的原料制成：

纳米碳酸钙0.03～0.07份、纳米二氧化硅0.02～0.06份、改性剂0.005～0.014份、分散剂0.002～0.008份；

所述秸秆复合纤维素由以下重量份的原料制成：

棉花秸秆纤维素0.05～0.15份、玉米秸秆纤维素0.04～0.2份、水稻秸秆纤维素0.06～0.16份、活化剂0.013～0.056份。

2.根据权利要求1所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：

矿料100份、沥青4～6份、复合秸秆纤维素0.2～0.4份、纳米改性剂0.07～0.1份；其中，纳米改性剂由以下重量份的原料制成：纳米碳酸钙0.04～0.06份、纳米二氧化硅0.04～0.05份、改性剂0.008～0.011份、分散剂0.004～0.006份；

所述秸秆复合纤维素由以下重量份的原料制成：

棉花秸秆纤维素0.09～0.12份、玉米秸秆纤维素0.07～0.11份、水稻秸秆纤维素0.08～0.12份、活化剂0.026～0.042份。

3.根据权利要求1所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料组成：

矿料100份、沥青4.5份、复合秸秆纤维素0.3份、纳米改性剂0.09份；其中，纳米改性剂由以下重量份的原料制成：

纳米碳酸钙0.05份、纳米二氧化硅0.04份、改性剂0.009份、分散剂0.005份；

所述秸秆复合纤维素由以下重量份的原料制成：

棉花秸秆纤维素0.12份、玉米秸秆纤维素0.09份、水稻秸秆纤维素0.11份、活化剂0.033份。

4.根据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述棉秸秆纤维素、玉米秸秆纤维素或水稻秸秆纤维素的细度≤10mm。

5.根据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的细度≤20nm，纳米二氧化硅的细度≤15nm。

6.据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述改性剂为苯甲酸、单体苯乙烯、聚乙烯乙酸酯中的至少一种。

7.据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯、聚丙烯中的至少一种。

8.据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述活化剂为丙烯酰胺、乙二胺磷酸盐中的至少一种。

9.据权利要求1、2或3所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料，其特征在于，所述沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青中的至少一种；所述矿料级配类型为AC-13型、AC-16型、SMA-136型或OGFC-13型。

10.权利要求1中所述掺加秸秆纤维素的纳米复合改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）纳米改性剂制备：按照权利要求1中所述配比配置各原料；

将纳米碳酸钙、改性剂和分散剂以1：0.08～0.12：0.04～0.06的质量比混合均匀，得到纳米碳酸钙改性剂；

将纳米二氧化硅、改性剂和分散剂以1：0.08～0.12：0.04～0.06的质量比混合均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；

纳米复合改性沥青制备：将沥青加热熔融后加入高速剪切混合乳化机中，调整其转速至2600～3000r/min时，先缓慢加入所述纳米碳酸钙改性剂，再缓慢加入所述纳米二氧化硅改性剂，之后加大转速至5500～6000r/min并升温至160℃，剪切处理65～70分钟后即成；

复合秸秆纤维素制备：为获得秸秆纤维素，首先，取棉秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆分别切断至8～10cm，再进行破碎处理，分别得对应的秆粉末；然后将秸秆粉末以1：7～9的质量比加入到质量百分比浓度为4.5%的硝酸溶液中，于90～100℃水浴中加热100～120min后冷却，冲洗抽滤至滤液呈中性后于55～65℃下烘干，再将烘干后的粉末以1：8～10的质量比加入质量百分比浓度为3.5%的氢氧化钠溶液中，于85～95℃水浴中加热80～100min后冷却，冲洗抽滤至滤液呈中性，最后于55～65℃下烘干，分别得到棉秸秆纤维素、玉米秸秆纤维素和水稻秸秆纤维素；

按权利要求1中所述原料配比，将所得棉花秸秆纤维素、玉米秸秆纤维素、水稻秸秆纤维素、活化剂均匀混合后于65℃下反应5h，即得到复合秸秆纤维素；

（4）改性沥青混合料制备：按权利要求1中所述配比，取矿料加热至175～180℃后与所述复合秸秆纤维素混合搅拌3～5分钟，再加入步骤（2）中所得纳米复合改性沥青，搅拌均匀即成。