一種導熱瀝青混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種導熱瀝青混凝土，由以下重量份的原料制成：瀝青4～15份，集料100份，礦粉1～5份，碳化硅微粉0.2～5份，復合添加劑0.1～2份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成：表面改性劑5%～40%，硫磺粉25%～60%，表面活性劑35%。另外，本發明還公開了該導熱瀝青混凝土的制備方法。本發明的導熱瀝青混凝土利用碳化硅微粉對瀝青進行改性，獲得導熱瀝青結合料，然后與集料和礦粉拌合形成導熱瀝青混凝土，所得的導熱瀝青混凝土的導熱系數相對于普通瀝青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使瀝青混凝土的導熱系數明顯提高，制備的導熱瀝青混凝土擁有優良的綜合路用性能。
【專利說明】一種導熱瀝青混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于浙青混凝土材料【技術領域】，具體涉及一種導熱浙青混凝土及其制備方法。
【背景技術】
[0002]浙青混凝土是礦質混合料與浙青結合料經拌制和壓實成型后所得到的，是現代道路路面結構的主要材料之一，廣泛應用于各類道路路面，尤其適合高速行車道路路面。浙青混凝土路面具有良好的力學性質和路用性能，鋪面平整無接縫，減振細聲，行車舒適、交通安全性高等優點，而且浙青路面可實現路面材料的再生，因此在公路建設中受到廣大設計者和建設者的青睞。
[0003]寒區冬季路面積雪結冰會給道路暢通和行車安全帶來嚴重的不良影響。由于冰雪覆蓋路面是大大降低路面的摩擦系數，使汽車制動距離明顯延長，使交通事故的發生率大大增加。因此，為了保障道路暢通和行車安全，避免或減少交通事故，提高道路通行能力和運營效益，必須采取措施清除路面冰雪。目前普遍采用的方法還以傳統的撒融雪劑和人工機械清除為主。然而撒融雪劑不僅腐蝕各種道路設施，加速路面破壞，還會污染地下水資源；機械清除法使用的破冰機具也會對路面會產生破壞作用，嚴重影響路面壽命。
[0004]因此，開發節能環保的新型路面除冰雪技術具有重要意義。目前，國內外關于路面積雪結冰問題的解決方法主要包括撒融雪劑、撒布砂石材料、機械清除方法、熱力融冰雪方法、自應力彈性路面鋪裝技術、導電鋪面融冰雪技術等。其中，路面熱力融冰雪技術是利用對地面加熱使冰雪融化，具有良好的應用前景。這種技術采用的方法有地熱管法、電熱絲法、紅外線燈照加熱法、發熱電纜法等。該技術的基本原理是在路面內部，借助一定的結構將其他形式的能量轉化為熱能，再將熱量傳遞到路表。為了使該技術能夠有效實現路面除冰雪，技術關鍵是路面材料必須具有良好的導熱性。對于浙青路面而言，要求浙青混凝土在滿足浙青路面施工技術規范對性能要求的同時，具有優異的導熱性。
【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種導熱浙青混凝土。該導熱浙青混凝土利用碳化硅微粉對浙青進行改性，獲得導熱浙青結合料，然后與集料和礦粉拌合形成導熱浙青混凝土，所得的導熱浙青混凝土的導熱系數相對于普通浙青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使浙青混凝土的導熱系數明顯提高。同時，擁有優良的綜合路用性能，特別是高溫穩定性相對于普通浙青混凝土顯著提高，能夠滿足浙青路面施工技術規范對浙青混凝土各項性能的要求，可以用于高等級公路浙青路面的施工。由于導熱浙青混凝土突出的導熱性能和高溫穩定性，可以用于寒區浙青路面除冰雪、浙青路面熱量收集利用和重載抗車轍浙青路面。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種導熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青4?15份，集料100份，礦粉I?5份，碳化硅微粉0.2?5份，復合添加劑0.1?2份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑5%?40%，硫磺粉25%?60%，表面活性劑35%。
[0007]上述的一種導熱浙青混凝土，由以下重量份的原料制成:浙青5?10份，集料100份，礦粉2?4份，碳化硅微粉0.5?3份，復合添加劑0.5?I份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑20%?30%，硫磺粉35%?45%，表面活性劑35%。
[0008]上述的一種導熱浙青混凝土，由以下重量份的原料制成:浙青5份,集料100份,礦粉3份，碳化硅微粉I份，復合添加劑0.6份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑25%，硫磺粉40%，表面活性劑35%。
[0009]上述的一種導熱浙青混凝土，所述浙青為石油浙青、煤浙青或聚合物改性浙青，或者為石油浙青、煤浙青、天然浙青和聚合物改性浙青中的至少兩種。
[0010]上述的一種導熱浙青混凝土，所述碳化硅微粉為α -碳化硅微粉和/或β -碳化娃微粉，碳化娃微粉的平均粒度不大于200目。
[0011]上述的一種導熱浙青混凝土，所述表面改性劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或硼酸酯偶聯劑。
[0012]上述的一種導熱浙青混凝 土，所述硫磺粉的平均粒度不大于100目。
[0013]上述的一種導熱浙青混凝土，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇或十二烷基硫酸鈉。
[0014]另外，本發明還提供了一種制備上述導熱浙青混凝土的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0015]步驟一、將浙青加熱至完全熔融，然后在200rpm?500rpm的攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入碳化硅微粉和復合添加劑，得到混合物；
[0016]步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C?180°C的條件下高速剪切攪拌5min?60min，得到導熱浙青結合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm?5000rpm ；
[0017]步驟三、將集料和礦粉在160°C?180°C下拌合5s?30s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導熱浙青結合料，拌合45s?180s后成型，得到導熱浙青混凝土。
[0018]所述重量份可以為克、兩、斤、公斤、噸等重量計量單位。
[0019]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0020]1、本發明的導熱浙青混凝土利用碳化硅微粉對浙青進行改性，獲得導熱浙青結合料，然后與集料和礦粉拌合形成導熱浙青混凝土，所得的導熱浙青混凝土的導熱系數相對于普通浙青混凝土顯著提高。隨著碳化硅微粉含量的不同，可以使浙青混凝土的導熱系數明顯提聞。
[0021]2、本發明制備的導熱浙青混凝土擁有優良的綜合路用性能，特別是高溫穩定性相對于普通浙青混凝土顯著提高，能夠滿足浙青路面施工技術規范對浙青混凝土各項性能的要求，可以用于高等級公路浙青路面的施工。由于導熱浙青混凝土突出的導熱性能和高溫穩定性，可以用于寒區浙青路面除冰雪、浙青路面熱量收集利用和重載抗車轍浙青路面。
[0022]下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【具體實施方式】[0023]實施例1
[0024]步驟一、將4kg90號石油浙青加熱至完全熔融,然后在200rpm的低速攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入0.2kg平均粒度為200目的α -碳化硅微粉和0.1kg復合添加劑，得到混合物；所述復合添加劑由0.005kg硅烷偶聯劑KH550，0.06kg平均粒度為100目的硫磺粉和0.035kg十二烷基磺酸鈉組成；
[0025]步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C的條件下高速剪切攪拌5min，得到導熱浙青結合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm ；
[0026]步驟三、將IOOkg集料和Ikg礦粉在160°C下拌合5s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導熱浙青結合料，拌合45s后成型，得到導熱浙青混凝土。
[0027]采用本實施例所用的浙青制備混凝土 (表中普通浙青混凝土)，與本實施例制備的導熱浙青混凝土的性能進行比較，結果見表I。
[0028]表I兩種浙青混凝土的性能比較
[0029]
【權利要求】
1.一種導熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青4?15份，集料100份,礦粉I?5份,碳化娃微粉0.2?5份，復合添加劑0.1?2份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑5%?40%，硫磺粉25%?60%，表面活性劑35%。
2.根據權利要求1所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青5?10份，集料100份，礦粉2?4份，碳化硅微粉0.5?3份，復合添加劑0.5?I份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑20%?30%，硫磺粉35%?45%，表面活性劑35%。
3.根據權利要求2所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成:浙青5份，集料100份，礦粉3份，碳化硅微粉I份，復合添加劑0.6份；所述復合添加劑由以下質量百分比的成分組成:表面改性劑25%，硫磺粉40%，表面活性劑35%。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，所述浙青為石油浙青、煤浙青或聚合物改性浙青，或者為石油浙青、煤浙青、天然浙青和聚合物改性浙青中的至少兩種。
5.根據權利要求1、2或3所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，所述碳化硅微粉為α -碳化娃微粉和/或β -碳化娃微粉，碳化娃微粉的平均粒度不大于200目。
6.根據權利要求1、2或3所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，所述表面改性劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或硼酸酯偶聯劑。
7.根據權利要求1、2或3所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，所述硫磺粉的平均權度不大于100目。
8.根據權利要求1、2或3所述的一種導熱浙青混凝土，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇或十二烷基硫酸鈉。`
9.一種制備如權利要求1、2或3所述導熱浙青混凝土的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將浙青加熱至完全熔融,然后在200rpm?500rpm的攪拌條件下向熔融的浙青中依次加入碳化硅微粉和復合添加劑，得到混合物； 步驟二、將步驟一中所述混合物在溫度為110°C?180°C的條件下高速剪切攪拌5min?60min，得到導熱浙青結合料；所述高速剪切攪拌的剪切速率為2000rpm?5000rpm ； 步驟三、將集料和礦粉在160°C?180°C下拌合5s?30s，然后向拌合后的集料和礦粉中加入步驟二中所述導熱浙青結合料，拌合45s?180s后成型，得到導熱浙青混凝土。
【文檔編號】C04B26/26GK103435293SQ201310362013
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】張增平, 吳興嬌, 南曉粉, 裴建中 申請人:長安大學