一种抗凝冰剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种抗凝冰剂及其制备方法和应用，属于高寒山区路面抗凝冰技术领域，该抗凝冰剂由以下质量份的原料组成：复合盐饱和溶液460～560份、缓蚀剂60～80份、疏水活性剂130～165份、裹附材料230～280份。本发明专利技术中抗凝冰剂中复合盐以单组分盐的溶解度以及饱和溶液的相变点为指标进行筛选，其次基于混料设计中三组分单纯型质心设计思想，以融冰量为指标选出目标值最大的配比组合；在路面使用年限内控制盐化物均匀释放，保障其使用耐久性，并将其用于制备抗凝混凝土中，得到适用于高寒地区的具有优异高温性能和水稳定性能的抗凝冰沥青混凝土，可解决高寒地区道路行车安全等问题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种抗凝冰剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高寒山区路面抗凝冰
，具体涉及到一种抗凝冰剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]川西高寒山区多数属于高寒、高海拔地区，紫外线强烈，日照温差大，天气变化无常，雨雾等不利天气状况随时发生。高海拔和较大的昼夜温差导致秋冬季节多大雾和结冰天气发生，冬季冰雪及涎流冰路段严重威胁驾驶人员的安全。
[0003]高寒地区路面由于空气湿度大极易在沥青路面上形成凝冰，对公路造成影响造成巨大的人员伤亡和财产损失，已成为困扰西部交通部门的技术难题。路面凝冰的危害大于路面积冰，正常干燥状态下的沥青路面的摩擦系数为0.6，有积冰覆盖的路面摩擦系数为0.2，而凝冰覆盖的路面的摩擦系数只有0.15。路面凝冰在白天气温升高，凝冰融化成水，但融化的冰水又没有及时的排除路面以外，再加上由于气温低湿度大无法蒸发，残留在路面上，在夜间温度降低或气温骤降的情况下，融化的冰水又凝结成冰，使路面的抗滑系数降低，导致车辆的制动稳定性和转向操作稳定性都将变差，进而引发交通事故。目前抗凝冰沥青混合料拌和方式多为热拌型，由于川西高寒地区年平均最低气温会达到
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5℃，冬季该温度环境下热拌沥青混合料进行路面铺筑和修补时存在施工效率低、交通压力大等诸多缺点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术的目的是提供一种抗凝冰剂及其制备方法和应用。
[0005]为达上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0006]本专利技术提供一种抗凝冰剂，由以下质量份的原料组成：复合盐饱和溶液460～560份、缓蚀剂60～80份、疏水活性剂130～165份、裹附材料230～280份。
[0007]进一步地，复合盐饱和溶液与裹附材料的质量比为2:1。
[0008]进一步地，上述抗凝冰剂，由以下质量份的原料组成：复合盐饱和溶液500份、缓蚀剂75份、疏水活性剂150份、裹附材料250份。
[0009]进一步地，复合盐由质量比为0.5～1:0.1～0.3:0.02～0.1的氯化钠、氯化镁和氯化钙组成；质量比优选为0.79:0.16:0.05；裹附材料为斜发沸石或粉煤灰，其平均粒径为40～90目；缓蚀剂为聚磷酸盐，如三聚磷酸钠等；疏水活性剂为甲基硅酸钠。
[0010]本专利技术还提供上述抗凝冰剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]步骤(1)：室温下分别配制氯化钠饱和水溶液、氯化镁饱和水溶液和氯化钙饱和水溶液，按照溶质质量配比组成复合型抗凝冰溶液；
[0012]步骤(2)：称取干燥后的斜发沸石加入步骤(1)所得的复合型抗凝冰溶液中，超声搅拌20～60分钟，静置，130～150℃温度下蒸发至恒重后得到抗凝冰集料；
[0013]步骤(3)：将步骤(2)所得的抗凝冰集料加入到缓蚀剂饱和溶液中，超声搅拌20～60分钟，静置，130～150℃温度下蒸发至恒重后得到复合粉体填料；
[0014]步骤(4)：于70～90℃温度下，将疏水活性剂与步骤(3)所得的复合粉体填料进行拌和改性处理，然后在90～105℃条件下真空烘干至恒重，研磨筛分，即可。
[0015]本专利技术的抗凝冰剂中复合盐以单组分盐的溶解度以及饱和溶液的相变点为指标进行筛选，其次基于混料设计中三组分单纯型质心设计思想，以融冰量为指标选出目标值最大的配比组合；缓蚀剂为聚磷酸盐，目的为通过与水中的钙离子或腐蚀产物亚铁离子相结合，生成以聚合磷酸钙铁为主要成份的化合物，依靠腐蚀沉淀膜保护金属不被腐蚀；疏水活性剂为甲基硅酸钠，包覆在复合填料表面，减缓盐化物的释放，在路面使用年限内控制盐化物均匀释放，保障其使用耐久性。
[0016]本专利技术还提供上述抗凝冰剂在制备抗凝混凝土中的应用。
[0017]本专利技术还提供一种适用于高寒地区的抗凝冰沥青混凝土，包括以下质量份的组分：集料90～100份、矿粉1～10份、沥青1～10份、添加剂0.1～2份和灌浆材料2.5～5份；其中，灌浆材料由以下质量份的成分组成：水泥1～2份、砂0.1～0.5份、上述的抗凝冰剂0.2～0.7份和水0.5～1份。
[0018]本专利技术提供的混凝土具体为一种冷补型抗凝冰沥青混凝土，主要针对高寒地区沥青混凝土路面冷补技术，解决高寒地区道路行车安全问题。该抗凝冰沥青混凝土融冰反应更加迅速，作用更加长效，可在常温和雨雪天气下施工，而且成型后能快速形成强度，且拥有较好的高温性能以及水稳定性能，其次能够快速开放交通，缓解养护交通压力。
[0019]进一步地，灌浆材料的填隙率70～75％，单位体积灌浆量为2.2～2.7L。
[0020]进一步地，上述适用于高寒地区的抗凝冰沥青混凝土，包括以下质量份的组分：集料94～97份、矿粉3～6份、沥青3～6份、添加剂0.5～1份和灌浆材料2.5～5份。
[0021]进一步地，沥青:添加剂质量比为70～90:10～30；优选为80:20。
[0022]进一步地，集料为石灰岩集料或玄武岩集料；集料的级配为：粒径在10～15mm的碎石占集料总质量的22％～35％；粒径在5～10mm的碎石占集料总质量的22％～32％；粒径在0.01～5mm的碎石占集料总质量的30％～50％。
[0023]进一步地，沥青为基质沥青或SBS改性沥青。
[0024]进一步地，添加剂由以下质量份的成分组成：溶剂45～55份、增粘树脂25～35份、增塑剂5～15份和防水剂8～12份。
[0025]进一步地，添加剂由以下质量份的成分组成：溶剂50份、增粘树脂30份、增塑剂10份和防水剂10份。
[0026]进一步地，溶剂为轻质溶剂，优选为如轻质柴油(碳原子数10～22混合物)、轻芳烃溶剂油(C9‑
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芳香烃类混合物)等轻质溶剂；增粘树脂为乙烯基三烷氧基硅烷，优选为乙烯基三甲氧基硅烷；增塑剂为甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯和呋喃二甲酸庚酯中的至少一种；防水剂为渗透性防水剂，具体如甲基硅酸钠。
[0027]本专利技术中增塑剂与沥青结合中与空气的氮等分子进行三次结合，使其沥青开始塑化，增强沥青混合料的应变力，使其增强沥青路面的抗车辙能力；在增粘树脂、增塑剂、抗水剂等共同作用下改变了沥青短暂的动力粘度，增强沥青在低温下的粘性从而提高了较低温度下的拌和性能。
[0028]进一步地，灌浆材料由以下质量份的成分组成：水泥1份、砂0.3份、抗凝冰剂0.4份和水0.8份。
[0029]进一步地，水泥为硅酸盐水泥，砂为机制砂。
[0030]本专利技术还提供上述适用于高寒地区的抗凝冰沥青混凝土的施工方法，包括以下步骤：
[0031]步骤(1)：于150～170℃温度下加热沥青，然后加入添加剂搅拌均匀得到沥青液；再依次加入集料和矿粉搅拌均匀，得到冷补型沥青混合料；
[0032]步骤(2)：将路面坑槽周围的病害混合料清理后，再将步骤(1)所得的冷补型沥青混合料填充至坑槽中，压实形成凸型料堆状，然后用平板夯碾压型沥青混合料，使其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗凝冰剂，其特征在于，由以下质量份的原料组成：复合盐饱和溶液460～560份、缓蚀剂60～80份、疏水活性剂130～165份、裹附材料230～280份。2.如权利要求1所述的抗凝冰剂，其特征在于，所述复合盐饱和溶液与裹附材料的质量比为2:1。3.如权利要求1所述的抗凝冰剂，其特征在于，由以下质量份的原料组成：复合盐饱和溶液500份、缓蚀剂75份、疏水活性剂150份、裹附材料250份。4.如权利要求1～3任一项所述的抗凝冰剂，其特征在于，复合盐由质量比为0.5～1:0.1～0.3:0.02～0.1的氯化钠、氯化镁和氯化钙组成；裹附材料为斜发沸石或粉煤灰；缓蚀剂为聚磷酸盐；疏水活性剂为甲基硅酸钠。5.权利要求1～4任一项所述的抗凝冰剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)：室温下分别配制氯化钠饱和水溶液、氯化镁饱和水溶液和氯化钙饱和水溶液，按照溶质质量配比组成复合型抗凝冰溶液；步骤(2)：称取干燥后的斜发沸石加入步骤(1)所得的复合型抗凝冰溶液中，超声搅拌20～60分钟，静置，130～150℃温度下蒸发至恒重后得到抗凝冰集料；步骤(3)：将步骤(2)所得的抗凝冰集料加入到缓蚀剂饱和溶液中，超声搅拌20～60分钟，静置，130～150℃温度下蒸发至恒重后得到复合粉体填料；步骤(4)：于70～90℃温度下，将疏水活性剂与步骤(3)所得的复合粉体填料进行拌和改性处理，然后在90～105℃条件下真空烘干至恒重，研磨筛分，即可。6.权利要求1～4任一项所述的抗凝冰剂在制备抗凝混凝土中的应用。7.一种适用于高寒地区的抗凝冰沥青混凝土，其特征在于，包括以下质量份的组分：集料90～100份、矿粉1～10份、沥青1～10份、添加剂0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晚清，秦浩，曹明明，乔世哲，吴志勇，
申请(专利权)人：四川省交通勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：