CN105385174A - 一种沥青增稠剂及沥青胶结料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青增稠剂及沥青胶结料。是由D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖、L-甘露糖组成且具有四糖重复单位的高分子多糖，其化学组成为2.8％～7.5％的乙酰基、11.6％～14.9％葡萄酸醛酸。所述的沥青胶结料，含有上述增稠剂，质量百分含量为0.2％～3.0％。本发明的增稠剂是一种高分子量的多糖，在低剪切速率下，聚合物分子链能够相互缠绕和卷曲，从而增加沥青体系的表观粘度；在高剪切速率下，聚合体结构解聚为无规则的线性结构，使粘度迅速降低；当剪切速率解除时，其分子结构恢复到双螺旋网状聚合体状态，使沥青胶结料的粘度又恢复到最大。

Description

一种沥青增稠剂及沥青胶结料

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及工程路用沥青材料技术，具体涉及一种沥青增稠剂及使用该增稠剂的沥青胶结料。

背景技术

目前，我国公路建设正在迅速发展。沥青路面因其在行车舒适性、使用性能、建设速度以及维护便利等方面的明显优势，已经成为我国公路路面建设领域最主要的组成部分。随着交通量的持续提升及普遍存在的超载运输情况，加之我国气候和自然环境十分复杂，种种原因造成了大量的新建公路早期破坏现象。

新材料的应用是解决路面早期破坏现象的重要突破口之一。沥青的性能是决定路面质量和使用寿命的关键因素，普通沥青对温度敏感，高温易流淌，低温呈脆性，越来越不能满足现阶段高速公路对沥青的要求。而且，普通沥青用作粘结材料时，往往由于其粘度很小，路面渗水严重，在水的作用下，使沥青从骨料表面脱落，通车不久后就会导致沥青路面出现松散、车辙、坑槽、剥离等病害。为有效克服普通沥青的缺点，采用适当的外掺剂来改善普通沥青的性能是沥青道路发展的一大趋势。

CN1765999A公开了一种沥青增稠剂及沥青组合物，其所用的增稠剂包括金属化合物和含苯环的过氧化物。提出了向直馏沥青或沥青原料中加入该增稠剂，引发沥青氧化、缩聚等一系列复杂反应，使沥青中的活性组分转化成较为稳定的物质，从而使沥青产品的针入度得以改善。但该发明中增稠剂含钡、锰、铅、镉和银等重金属元素，而重金属具有富集性，很难在环境中降解，进入大气、水、土壤容易引起严重的环境污染问题。

CN102061099A公开了一种强粘结性乳化改性沥青及其制备方法，该发明中的增稠剂为甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或甲基羟乙基纤维素。该发明的强粘结性乳化改性沥青可以用作超薄磨耗层粘层油或石屑封层粘结材料，用作粘层油时可以提高层间粘结力，用作石屑封层时可以提高封层强度及其抵抗变形的能力。

CN102898850A公开了一种改性乳化沥青防水密封膏及其制备方法，该发明中的增稠剂为膨润土、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、聚乙烯醇、纤维素醚、聚丙烯酰胺、硅凝胶、明胶的一种或一种以上的混合物。提出了运用较大量的增稠剂调整合适的改性乳化沥青防水密封膏体系的粘稠度，使得改性乳化沥青防水密封膏能够良好的粘附于较光滑PPR或PVC管材表面上，实现对PPR或PVC给排水管与沥青混凝土基面连接处有良好的密封。

综上所述，虽然目前对沥青增稠剂及沥青胶结料的研究及应用已取得了一定的成果，但还存在诸多不足之处，不能很好的应用到公路工程建设中。因此，寻找一种沥青增稠剂使沥青胶结料具有更加优异的流变性能显得十分必要。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种沥青增稠剂及使用该增稠剂的沥青胶结料，掺加本发明增稠剂的沥青胶结料具有假塑性流体特性，其体系表现出剪切变稀现象，从而使沥青胶结料能更好的应用到公路工程建设中。

为了达到上述目的，采用技术方案如下：

一种沥青增稠剂，是由D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖、L-甘露糖组成且具有四糖重复单位的高分子多糖，其化学组成为2.8％～7.5％的乙酰基、11.6％～14.9％葡萄酸醛酸，中性糖甘露糖、葡萄糖和鼠李糖的摩尔比为1:(1.8-2.2):(1.8-2.2)。

按上述方案，所述高分子多糖以鞘氨醇单胞菌为生产菌株，置于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中发酵，从发酵产物中提取而来。

按上述方案，所述高分子多糖侧链由单链的L-甘露糖或单链的L-鼠李糖构成，连接鼠李糖的几率为2/3。

一种沥青胶结料，含有上述增稠剂，质量百分含量为0.2％～3.0％。

上述沥青胶结料的制备方法，包括以下步骤：

将基质沥青加热至软化点或熔点之上，然后加入沥青增稠剂。

具有以下有益效果：

本发明采用的一种沥青增稠剂在较低掺量下就能够显著的改善沥青产品的粘度，从而赋予沥青体系优异的流变性能。添加该增稠剂的沥青胶结料是一种假塑性流体，表现出剪切变稀现象，其粘度随剪切速率的增大而明显降低。

本发明的增稠剂是一种高分子量的多糖，在低剪切速率下，聚合物分子链能够相互缠绕和卷曲，从而增加沥青体系的表观粘度；在高剪切速率下，聚合体结构解聚为无规则的线性结构，使粘度迅速降低；当剪切速率解除时，其分子结构恢复到双螺旋网状聚合体状态，使沥青胶结料的粘度又恢复到最大。

本发明的增稠剂具有优异的增稠性，其沥青胶结料具有良好的流变性能，在低剪切速率下具有优异的抗析漏性能，便于储存和运输，在高剪切速率下其沥青混合料具有优异的工作和易性，在实际工程中易于摊铺和碾压。

本发明方法原料易得，制备工艺简单，并且沥青增稠的过程中没有明显的废气排放，能够很好地满足清洁生产的要求。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

本发明所用到的增稠剂，是以鞘氨醇单胞菌为生产菌株，置于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中发酵，从发酵产物中提取而来。

其中培养基按以下配方组成(g/L)：

淀粉：3.2-4；豆粕粉：0.2-0.3；硝酸铵：0.18-0.2；硫酸镁：0.01-0.15；

磷酸氢二钾：0.12-0.15；碳酸钙：0.12-0.15；微量元素：0.0012-0.0015；发酵中培养温度为25-36℃、PH为6.2-6.5，发酵48-96小时后，采用凝胶、萃取技术得到发酵终产物。备用。

实施例1：

取辽宁盘锦提供的90^#重交道路石油沥青200.00g加热至150℃左右使其具有一定的流动性，并按质量含量加入0.2％的增稠剂，搅拌30min使其充分分散和混合，通过DSR测试反映沥青胶结料的粘度与剪切频率的关系。

实施例2：

取辽宁盘锦提供的90^#重交道路石油沥青199.98g加热至150℃左右使其具有一定的流动性，并按质量含量加入0.5％的增稠剂，搅拌30min使其充分分散和混合，通过DSR测试反映沥青胶结料的粘度与剪切频率的关系。

实施例3：

取辽宁盘锦提供的90^#重交道路石油沥青200.26g加热至150℃左右使其具有一定的流动性，并按质量含量加入1.0％的增稠剂，搅拌30min使其充分分散和混合，通过DSR测试反映沥青胶结料的粘度与剪切频率的关系。

实施例4：

取辽宁盘锦提供的90^#重交道路石油沥青200.67g加热至150℃左右使其具有一定的流动性，并按质量含量加入3.0％的增稠剂，搅拌30min使其充分分散和混合，通过DSR测试反映沥青胶结料的粘度与剪切频率的关系。

对比例：

取辽宁盘锦提供的90^#重交道路石油沥青在不添加增稠剂和同样试验参数的条件下进行DSR试验。

通过DSR试验，与90#基质沥青相比，添加0.2％、0.5％、1.0％、3.0％增稠剂的沥青胶结料的粘度分别增长了2、3、5.5和4个数量级，而添加3.0％增稠剂沥青胶结料粘度的增长幅度相对于添加1.0％的而言反而有所下降，所以本发明认为该增稠剂掺加量优选为基质量含量的0.2％～1.0％。另外，随着剪切速率的增大，其沥青胶结料粘度显著降低，表现出剪切稀变现象。应用在实际公路工程的有益效果为：掺加增稠剂使沥青胶结料具有良好的流变性能，具体表现为低剪切速率下沥青的抗析漏性能，便于运输和储存，和高剪切速率下沥青混合料优异的工作和易性，易于摊铺和碾压。

Claims (5)

1.一种沥青增稠剂，其特征在于由D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、L-鼠李糖、L-甘露糖组成且具有四糖重复单位的高分子多糖，其化学组成为2.8％～7.5％的乙酰基、11.6％～14.9％葡萄酸醛酸，中性糖甘露糖、葡萄糖和鼠李糖的摩尔比为1:(1.8-2.2):(1.8-2.2)。

2.如权利要求1所述的沥青增稠剂，其特征在于所述高分子多糖以鞘氨醇单胞菌为生产菌株，置于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中发酵，从发酵产物中提取而来。

3.如权利要求1所述的沥青增稠剂，其特征在于所述高分子多糖侧链由单链的L-甘露糖或单链的L-鼠李糖构成，连接鼠李糖的概率为2/3。

4.一种沥青胶结料，其特征在于含有权利要求1所述的增稠剂，质量百分含量为0.2％～3.0％。

5.如权利要求4所述的沥青胶结料，其特征在于制备过程中，将基质沥青加热至软化点或熔点之上，然后加入沥青增稠剂。