CN111777945A - 一种高性能含砂雾封层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高性能含砂雾封层材料及其制备方法,所属道路工程技术领域,材料组成包括,两性离子乳化沥青、悬浮增稠剂、增粘增韧剂、成膜剂、悬浮剂、防腐剂和抗滑细砂;制备方法包括制备基料、制备含砂雾封层浓缩液、制备高性能含砂雾封层材料及施工。本发明得到的含砂雾封层材料的指干时间为10~30min,60℃拉拔强度为0.35~1.1MPa,湿轮磨耗值为22.8~56g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。本发明的高温拉拔强度较现有传统含砂雾封层材料至少提高20%,可解决现有材料高温粘结性差、耐磨耗性差的问题,且具有干燥时间短、养护效果好、使用寿命长等优势。
Description
技术领域
本发明属于道路工程技术领域,特别涉及一种高性能含砂雾封层材料及其制备方法。
背景技术
含砂雾封层是以乳化沥青或煤沥青基材料、陶土、聚合物添加剂等材料为主要成分的雾封层材料与砂组成的混合料,是一种沥青路面预防性养护材料,采用专用的高压喷洒车,在沥青路面上喷洒形成薄层修复保护层,起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用,并能延缓路面沥青老化、降低沥青面层温度、提高路面抗滑性能、快速黑化路面,达到显著改善路面外观、提高行驶安全性、延长路面使用寿命、降低沥青路面建养成本等效果。
煤沥青基含砂雾封层材料采用高温精炼的煤沥青做基质,含有矿物填料、表面活性剂、热混橡胶和催化橡胶等物质,这种材料喷洒到沥青路面后,一般需要养生4~6小时,养护时间较长,并且煤沥青中的主要成分含有芳烃组份,这种组份具有致癌性,因此,煤沥青基含砂雾封层材料的使用会在一定程度上对人体健康造成伤害并对环境造成污染。
乳化沥青基含砂雾封层多采用阳离子乳化沥青作为基液,阳离子乳化沥青中的沥青微粒表面带有正电荷,当与矿料表面接触时,由于异性相吸的作用,使沥青微粒很快地吸附到矿料的表面上,即使石料表面带有水膜仍然可以吸附,因此阳离子乳化沥青在阴湿天气或者低温季节(5℃以上)仍然可以正常施工。目前,各国使用的乳化沥青中,阳离子乳化沥青占比在90%以上。阴离子乳化沥青粘结性差,干燥时间长,较少在含砂雾封层中使用。
其中,阳离子乳化沥青基含砂雾封层材料可通过掺加环氧树脂来提高高温粘结力,继而提高含砂雾封层的耐磨耗性,但是环氧树脂需要加入固化剂才能固化,而在加入固化剂后,两组分随即开始反应,如果因为天气等原因而导致现场不能施工,那么材料需要迅速处理掉,否则固化后会堵塞设备,无法清理,并且材料丢弃还会造成材料浪费甚至环境污染;而即使正常施工完成后,若不及时清理干净,一旦环氧树脂固化,设备也很难清理干净。因此,环氧树脂乳化沥青含砂雾封层存在施工组织难度较大,时间不易把控的问题,此外,环氧树脂低温固化性能差,一般需在10℃以上固化,在10℃以下则固化缓慢,正常温度条件下,完全成型时间也需要4~5小时,施工时间也较长,对交通影响大,并且环氧树脂材料彻底固化后,其硬脆性显著,伸长率低,耐冲击性差,在荷载作用下容易开裂。另外,环氧树脂中一般含有芳香醚键,其固化物经日光照射后易降解断链,耐候性差。
总之,目前现有技术中的含砂雾封层材料还存在着有污染性或者材料硬脆、耐冲击性差、耐磨耗性差、使用寿命短、施工时间长、对交通影响大等问题。
发明内容
为解决现有技术的含砂雾封层材料中仍存在污染性、固化物柔韧性差、耐磨耗性差、施工时间长等技术问题,本发明提供了一种高性能含砂雾封层材料及其制备方法,制成高性能含砂雾封层材料用于道路施工,大幅提高封层施工效率,对沥青路面的预防性养护效果好,延长使用寿命。其具体技术方案如下:
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:两性离子乳化沥青100份、悬浮增稠剂0.1份~2.5份、增粘增韧剂8份~200份、成膜剂0.1份~15份、悬浮剂5份~30份、防腐剂0.003份~0.3份和抗滑细砂25份~150份;
所述两性离子乳化沥青为两性离子SBS改性乳化沥青、两性离子SBR改性乳化沥青或两性离子普通乳化沥青,所述两性离子乳化沥青的固含量为(35~60)%;
所述悬浮增稠剂为黄原胶,所述黄原胶的粒度目数为40目~200目;
所述增粘增韧剂为丙烯酸乳液、氯丁胶乳中的一种或两种组成,所述增粘增韧剂的固含量为(30~70)%;
所述成膜剂为醇脂-12;
所述悬浮剂为高岭土,所述高岭土的粒度目数为200目~2000目;
所述防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠中的一种或两种组成;
所述抗滑细砂为金刚砂、石英砂或玄武岩砂中的一种或多种组成,所述抗滑细砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为(15~30)%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为(35~60)%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为(15~30)%;
所述高性能含砂雾封层材料的指干时间为10~30min,60℃拉拔强度为0.35~1.1MPa,湿轮磨耗值为22.8~56g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的(35~60)%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在(130~175)℃;
所述原料沥青为SBS改性沥青、SBR改性沥青或基质沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的(0.01~0.02)%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的(0.5~2)%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在(55~65)℃;
所述稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为氨基酸型两性表面活性剂;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=(35~60):(40~65),控制固含量在(35~60)%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀地分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份的两性离子乳化沥青通过(1~2.5)mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.1份~2.5份的悬浮增稠剂搅拌15min~30min,然后依次加入8份~200份增粘增韧剂、0.1份~15份的成膜剂,继续搅拌5min~30min,最后依次加入5份~30份悬浮剂、0.003份~0.3份的防腐剂,继续搅拌5min~15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入25份~150份的抗滑细砂,搅拌10min~20min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
本发明的一种高性能含砂雾封层材料及其制备方法,与现有技术相比,有益效果为:
一、本发明采用两性离子乳化沥青体系,提高了高性能含砂雾封层体系的兼容性与离子稳定性。
二、两性离子乳化沥青体系中,加入丙烯酸乳液与氯丁胶乳作为增粘结与增韧剂,结合了这两种材料的优点,使得高性能含砂雾封层材料与原路面粘附性好,高温粘结力高,低温柔韧性好,耐磨耗性能强,并且两种增粘增韧材料的有机挥发物几乎为0,更加安全环保。
三、喷涂后干燥速度快,对交通影响小。
四、使用单组分丙烯酸树脂与氯丁胶乳作为增粘结与增韧剂,不喷涂则不会固化,可长期储存,对施工时间更容易把握,设备更容易清理,也不会造成材料浪费。
五、采用不同粒径抗滑细砂,并掺加高岭土,使得涂层在磨耗的过程中,涂层内部仍有细砂或者矿质颗粒存在,一方面提高了材料的耐磨耗性,另一方面,避免传统雾封层材料颗粒磨掉后,涂层内缺少抗滑细砂而导致路面出现打滑情况。
六、采用复配的增稠剂悬浮剂,大大提高了喷涂液的悬浮稳定性,以保证抗滑细砂在喷涂液中稳定悬浮,施工中不沉底,细砂分布更均匀,施工可靠性高,并且含有防腐剂,可存储较长时间,而使材料不会产生发霉、变质,或者产生刺激性气味等,适用于更大面积工程项目的施工。
七、高岭土可提高沥青胶结料的粘结性与高温稳定性,并且可增加涂布层的厚度,提高雾封层的抗磨耗性与耐久性。
综上所述,本发明得到的含砂雾封层材料的指干时间为10~30min,60℃拉拔强度为0.35~1.1MPa,湿轮磨耗值为22.8~56g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年,各项指标均达到了较高性能。本发明的高温拉拔强度较现有传统含砂雾封层材料至少提高20%,可解决现有材料高温粘结性差、耐磨耗性差的问题;并且从指干时间、湿轮磨耗值等指标来看,本发明的高性能含砂雾封层材料较现有材料的施工效率以及施工后耐磨耗性均得到了较大提高。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为50%的两性离子SBS改性乳化沥青100份、粒度目数为80目的黄原胶0.15份、固含量为40%的增粘增韧剂18份、醇脂-12为0.1份、粒度目数为800目的高岭土13份、苯甲酸钠0.01份和金刚砂25份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占16份,氯丁胶乳占2份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为25%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为50%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为25%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的50%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在170℃;所述原料沥青为SBS改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的2%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在60℃;
所述稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=50:50,控制固含量在50%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBS改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBS改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为50%的两性离子SBS改性乳化沥青通过1.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.15份粒度目数为80目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入16份丙烯酸乳液,2份氯丁胶乳、0.1份醇脂-12,继续搅拌15min,最后依次加入13份粒度目数为800目的高岭土、0.01份苯甲酸钠,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入25份金刚砂,搅拌10min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为15min,60℃拉拔强度为0.398MPa,湿轮磨耗值为30.8g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例2
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为55%的两性离子普通乳化沥青100份、粒度目数为80目的黄原胶0.2份、固含量为60%的增粘增韧剂58份、醇脂-12为0.3份、粒度目数为600目的高岭土20份、山梨酸钾0.01份和金刚砂35份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占50份,氯丁胶乳占8份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为30%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为45%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为25%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的55%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在150℃;所述原料沥青为90#基质沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.01%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在55℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=55:45,控制固含量在55%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子普通乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子普通乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为55%的两性离子普通乳化沥青通过1.5mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.2份粒度目数为80目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入50份丙烯酸乳液,8份氯丁胶乳、0.3份醇脂-12,继续搅拌25min,最后依次加入20份粒度目数为600目的高岭土、0.01份山梨酸钾,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入35份金刚砂,搅拌10min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为10min,60℃拉拔强度为0.366MPa,湿轮磨耗值为22.8g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例3
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为45%的两性离子SBR改性乳化沥青100份、粒度目数为40目的黄原胶0.5份、固含量为70%的增粘增韧剂105份、醇脂-12为5份、粒度目数为200目的高岭土30份、山梨酸钾0.01份和金刚砂80份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占100份,氯丁胶乳占5份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为20%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为60%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为20%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的45%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在165℃;所述原料沥青为SBR改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1.5%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在65℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=45:55,控制固含量在45%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBR改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBR改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为45%的两性离子SBR改性乳化沥青通过1.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.5份粒度目数为40目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入100份丙烯酸乳液,5份氯丁胶乳、5份醇脂-12,继续搅拌15min,最后依次加入30份粒度目数为200目的高岭土、0.01份山梨酸钾,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入80份金刚砂,搅拌10min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为20min,60℃拉拔强度为0.35MPa,湿轮磨耗值为38.9g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例4
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为55%的两性离子普通乳化沥青100份、粒度目数为200目的黄原胶0.1份、固含量为35%的增粘增韧剂59份、醇脂-12为2份、粒度目数为2000目的高岭土8份、苯甲酸钠0.01份和金刚砂50份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占50份,氯丁胶乳占9份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为15%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为60%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为25%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的55%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在160℃;所述原料沥青为90#基质沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1.0%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在55℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=55:45,控制固含量在55%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子普通乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子普通乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为55%的两性离子普通乳化沥青通过1.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.1份粒度目数为200目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入50份丙烯酸乳液,9份氯丁胶乳、2份醇脂-12,继续搅拌15min,最后依次加入8份粒度目数为2000目的高岭土、0.01份苯甲酸钠,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入50份金刚砂,搅拌10min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为25min,60℃拉拔强度为0.91MPa,湿轮磨耗值为45.6g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例5
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为45%的两性离子SBS改性乳化沥青100份、粒度目数为200目的黄原胶0.1份、固含量为30%的增粘增韧剂72份、醇脂-12为6份、粒度目数为325目的高岭土25份、苯甲酸钠0.01份和金刚砂100份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占60份,氯丁胶乳占12份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为25%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为55%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为20%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的45%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在165℃;所述原料沥青为SBS改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1.8%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在60℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=45:55,控制固含量在45%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBS改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBS改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为45%的两性离子SBS改性乳化沥青通过1.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.1份粒度目数为200目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入60份丙烯酸乳液,12份氯丁胶乳、6份醇脂-12,继续搅拌15min,最后依次加入25份粒度目数为325目的高岭土、0.01份苯甲酸钠,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入100份金刚砂,搅拌10min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为30min,60℃拉拔强度为1.1MPa,湿轮磨耗值为56g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例6
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为50%的两性离子SBR改性乳化沥青100份、粒度目数为80目的黄原胶0.26份、固含量为45%的增粘增韧剂23份、醇脂-12为0.8份、粒度目数为800目的高岭土16份、苯甲酸钠0.1份和金刚砂53份;
所述增粘增韧剂由丙烯酸乳液和氯丁胶乳两种组成,其中丙烯酸乳液占18份,氯丁胶乳占5份;
所述金刚砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为30%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为45%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为25%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的50%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在170℃;所述原料沥青为SBR改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1.0%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在55℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=50:50,控制固含量在50%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBR改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBR改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为50%的两性离子SBR改性乳化沥青通过1.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.26份粒度目数为80目的黄原胶搅拌30min,然后依次加入18份丙烯酸乳液,5份氯丁胶乳、0.8份醇脂-12,继续搅拌20min,最后依次加入16份粒度目数为800目的高岭土、0.1份苯甲酸钠,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入53份金刚砂,搅拌20min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为16min,60℃拉拔强度为0.76MPa,湿轮磨耗值为55g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例7
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为60%的两性离子SBS改性乳化沥青100份、粒度目数为80目的黄原胶2份、固含量为65%的增粘增韧剂8份、醇脂-12为10份、粒度目数为325目的高岭土5份、苯甲酸钠0.1份、山梨酸钾0.2份和石英砂150份;
所述增粘增韧剂为丙烯酸乳液;
所述石英砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为30%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为40%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为30%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的60%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在145℃;所述原料沥青为SBS改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.02%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的0.5%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在53℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=60:40,控制固含量在60%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBS改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBS改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为60%的两性离子SBS改性乳化沥青通过2.5mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入2份粒度目数为80目的黄原胶搅拌25min,然后依次加入8份丙烯酸乳液、10份醇脂-12,继续搅拌25min,最后依次加入5份粒度目数为325目的高岭土、0.1份苯甲酸钠、0.2份山梨酸钾,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入150份石英砂,搅拌20min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为15min,60℃拉拔强度为1.21MPa,湿轮磨耗值为44.2g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例8
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为35%的两性离子SBR改性乳化沥青100份、粒度目数为40目的黄原胶2.5份、固含量为55%的增粘增韧剂200份、醇脂-12为15份、粒度目数为800目的高岭土17份、山梨酸钾0.003份、苯甲酸钠0.003份和玄武岩砂87份;
所述增粘增韧剂为丙烯酸乳液;
所述玄武岩砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为25%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为60%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为15%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的35%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在130℃;所述原料沥青为SBR改性沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.01%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的0.8%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在62℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=35:65,控制固含量在35%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子SBR改性乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子SBR改性乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为35%的两性离子SBR改性乳化沥青通过2.0mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入2.5份粒度目数为40目的黄原胶搅拌20min,然后依次加入200份丙烯酸乳液、15份醇脂-12,继续搅拌30min,最后依次加入17份粒度目数为800目的高岭土、0.003份苯甲酸钠、0.003份山梨酸钾,继续搅拌20min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入87份玄武岩砂,搅拌15min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为14min,60℃拉拔强度为0.843MPa,湿轮磨耗值为52.1g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
实施例9
一种高性能含砂雾封层材料,组成成分的质量配比为:固含量为40%的两性离子普通乳化沥青100份、粒度目数为40目的黄原胶1.5份、固含量为50%的增粘增韧剂80份、醇脂-12为8份、粒度目数为1250目的高岭土10份、苯甲酸钠0.2份和石英砂120份;
所述增粘增韧剂为氯丁胶乳;
所述石英砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为20%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为55%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为25%;
上述一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的40%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在135℃;所述原料沥青为90#基质沥青;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的0.01%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的1.6%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在64℃;
所述的稳定剂为黄原胶,所述乳化剂为阿克苏AMPHOLAK 7TX;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=40:60,控制固含量在60%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子普通乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子普通乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液
将100份固含量为40%的两性离子普通乳化沥青通过1.5mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入1.5份粒度目数为40目的黄原胶搅拌15min,然后依次加入80份氯丁胶乳、8份醇脂-12,继续搅拌20min,最后依次加入10份粒度目数为1250目的高岭土、0.2份苯甲酸钠,继续搅拌15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工
在施工前,加入120份石英砂,搅拌15min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
将本实施例的高性能含砂雾封层材料进行性能测试,指干时间为17min,60℃拉拔强度为1.086MPa,湿轮磨耗值为35.4g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
综上实施例1-6性能测试,其中60℃拉拔强度在玄武岩石板上进行;由试验结果可知,实施例1-6测得的高温拉拔强度较现有传统含砂雾封层材料至少提高20%,可解决现有材料高温粘结性差、耐磨耗性差的问题,并且从实施例1-6的指干时间、湿轮磨耗值指标来看,本发明的高性能含砂雾封层材料较现有材料的施工效率以及施工后耐磨耗性均得到了较大提高。
Claims (10)
1.一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,组成成分的质量配比为:两性离子乳化沥青100份、悬浮增稠剂0.1份~2.5份、增粘增韧剂8份~200份、成膜剂0.1份~15份、悬浮剂5份~30份、防腐剂0.003份~0.3份和抗滑细砂25份~150份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述两性离子乳化沥青为两性离子SBS改性乳化沥青、两性离子SBR改性乳化沥青或两性离子普通乳化沥青,所述两性离子乳化沥青的固含量为(35~60)%。
3.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述增粘增韧剂为丙烯酸乳液、氯丁胶乳中的一种或两种组成,所述增粘增韧剂的固含量为(30~70)%。
4.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述悬浮增稠剂为黄原胶,所述黄原胶的粒度目数为40目~200目;所述成膜剂为醇脂-12;所述悬浮剂为高岭土,所述高岭土的粒度目数为200目~2000目。
5.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠中的一种或两种组成。
6.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述抗滑细砂为金刚砂、石英砂或玄武岩砂中的一种或多种组成,所述抗滑细砂的粒度级的质量配比为,(0.075≤粒度≤0.15)mm级占比为(15~30)%,(0.15<粒度≤0.3)mm级占比为(35~60)%,(0.3<粒度≤0.6)mm级占比为(15~30)%。
7.根据权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料,其特征在于,所述高性能含砂雾封层材料的指干时间为10~30min,60℃拉拔强度为0.35~1.1MPa,湿轮磨耗值为22.8~56g/m2,金刚砂7天悬浮性均匀,使用寿命大于3年。
8.权利要求1所述的一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:
步骤1,制备基料:
(1)沥青的准备
按预制两性离子乳化沥青总质量的(35~60)%准备原料沥青的加入量,并将沥青温度控制在(130~175)℃;
(2)乳化剂水溶液的准备
首先在乳化剂水溶液罐中垫底水,然后按预制两性离子乳化沥青总质量的(0.01~0.02)%加入稳定剂,搅拌10min以上,紧接着按乳化沥青质量的(0.5~2)%加入乳化剂,搅拌至均匀制成乳化剂水溶液,并使控制乳化剂水溶液温度在(55~65)℃;
(3)沥青的乳化
将沥青和乳化剂水溶液置于乳化机中进行乳化,沥青和乳化剂水溶液加入质量比为,沥青:乳化剂水溶液=(35~60):(40~65),控制固含量在(35~60)%;然后在乳化机中经增压、剪切、研磨,使沥青形成均匀细小的颗粒,稳定均匀的分散在乳化剂水溶液中,并控制乳化沥青的出口温度在(80~90)℃,制成水包油的两性离子乳化沥青;
(4)两性离子乳化沥青的储存
从乳化机中放出两性离子乳化沥青,密封储存备用;
步骤2,制备含砂雾封层浓缩液:
将100份的两性离子乳化沥青通过(1~2.5)mm滤网过滤注入到搅拌桶中,并开动搅拌,然后加入0.1份~2.5份的悬浮增稠剂搅拌15min~30min,然后依次加入8份~200份增粘增韧剂、0.1份~15份的成膜剂,继续搅拌5min~30min,最后依次加入5份~30份悬浮剂、0.003份~0.3份的防腐剂,继续搅拌5min~15min,制得含砂雾封层浓缩液;
步骤3,制备高性能含砂雾封层材料及施工:
在施工前,加入25份~150份的抗滑细砂,搅拌10min~20min至均匀,制得高性能含砂雾封层材料,然后使用道路施工专用设备进行喷涂施工或者人工滚刷施工。
9.根据权利要求8所述的一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,其特征在于,步骤1(1)中,所述原料沥青为SBS改性沥青、SBR改性沥青或基质沥青。
10.根据权利要求8所述的一种高性能含砂雾封层材料的制备方法,其特征在于,步骤1(2)中,所述的稳定剂为黄原胶,所述的乳化剂为氨基酸型两性表面活性剂。
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