一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料技术

本发明专利技术属于道路材料技术领域，具体涉及一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料。本发明专利技术的改性再生骨料的制备方法包括下述步骤：将聚乙烯醇、丙烯酰胺和石墨烯分散液混合，并加热至聚乙烯醇和丙烯酰胺完全溶解；将经步骤(1)处理所得的混合物冷却至室温，加入纳米蒙脱石和过硫酸铵，升温反应，得到石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶；将再生骨料浸泡于石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶水溶液中，浸泡结束后，风干，即得改性再生骨料。本发明专利技术的改性再生骨料孔隙率明显下降，力学性能和导热、导电性得到明显提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料


[0001]本专利技术属于道路材料
，具体涉及一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料。

技术介绍

[0002]我国沥青路面占现有公路路面的90％以上，将再生骨料制备成沥青混合料应用于道路建设中对资源节约、环境保护有着重要的意义。然而再生骨料在上阶段服役及破碎过程中会产生较多裂缝与损伤，造成其制备的沥青混合料性能下降，限制了再生骨料的大规模应用。同时，我国寒冷地区沥青混合料路面会产生收缩裂缝，冬季降雪会使路面结冰，对行车安全造成严重影响。因此，近年来对于如何大规模应用再生骨料、并且快速有效地清除路面积雪成为一项亟待解决的技术问题。
[0003]对于再生骨料的强化方法主要有球磨法、泥浆裹覆法。球磨法将再生骨料置于球磨机中进行球磨，以清除骨料表面覆盖的残余砂浆，能够有效降低再生骨料的压碎值。但骨料在球磨过程中会产生新的裂缝，导致性能下降；泥浆裹覆法将再生骨料表面裹覆上硅灰、粉煤灰制成的泥浆，以填补骨料的裂缝。然而泥浆与骨料表面的融合性较差，覆盖在骨料表面的泥浆将成为新的薄弱区域，影响再生骨料的使用。
[0004]对于除雪化冰方法有清除法和融化法。撒盐法，利用盐与水的作用降低水的冰点，使积雪自动融化。但是撒盐法会锈蚀钢筋纤维，使路面剥落破坏；清除法依靠人工采用工具将路面冰雪清除，效率较低。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料，以解决或改善现有技术中的再生骨料存在的容易产生裂缝或存在薄弱区域而应用受到限制，使沥青混合料的性能下降的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改性再生骨料的制备方法，包括下述步骤：(1)将聚乙烯醇、丙烯酰胺和石墨烯分散液混合，并加热至聚乙烯醇和丙烯酰胺完全溶解；(2)将经步骤(1)处理所得的混合物冷却至室温，加入纳米蒙脱石和过硫酸铵，升温至55～65℃反应8～12h，得到石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶；(3)将所述石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶溶解于去离子水中，得到石墨烯/聚乙烯醇/ 聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶溶液；(4)将再生骨料浸泡于所述石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶水溶液中，浸泡结束后，风干，即得所述改性再生骨料。
[0008]优选地，步骤(1)中，所述聚乙烯醇、丙烯酰胺和石墨烯分散液的质量比为(1～1.5):(3～4):(10～15)；所述石墨烯分散液中，石墨烯的质量分数为0.2％；所述加热的温度为85
±
2℃。
[0009]优选地，步骤(2)中，所述纳米蒙脱石与聚乙烯醇的质量比为 0.173％～0.255％。
[0010]优选地，步骤(2)中，所述过硫酸铵与聚乙烯醇的质量比为 0.26％～0.385％。
[0011]优选地，步骤(3)中，所述去离子水与聚乙烯醇的质量比为(1000～1500):1；步骤(4)中，所述浸泡的时间为24
±
2h。
[0012]本专利技术还提供了一种改性再生骨料，其采用下述技术方案：一种改性再生骨料，所述改性再生骨料采用如上所述的方法制备得到。
[0013]本专利技术还提供了一种导电再生骨料沥青混合料，其采用下述技术方案：一种导电再生骨料沥青混合料，以质量百分数计，所述导电再生骨料沥青混合料包括：如上所述的改性再生骨料65％～75％、机制砂5％～23％、钢渣 4％～20％、SBS改性沥青4％～5％和矿粉2％～4％。
[0014]优选地，所述钢渣为自然陈化钢渣，所述钢渣的粒径＜2.36mm。
[0015]优选地，包括下述步骤：步骤一，将所述SBS改性沥青加热至熔融状态，保温备用；步骤二，将所述改性再生骨料、机制砂、矿粉和钢渣混合均匀，预热，得到改性再生骨料、机制砂、矿粉和钢渣的混合物；步骤三，对拌和锅进行加热，先加入经步骤二处理得到的改性再生骨料、机制砂、矿粉和钢渣的混合物，再加入经步骤一处理得到的所述SBS改性沥青，即得所述导电再生骨料沥青混合料。
[0016]优选地，步骤二中，所述预热的温度为50～70℃；步骤三中，所述加热的温度为175～185℃。
[0017]有益效果：
[0018](Ⅰ)采用本专利技术的改性再生骨料的制备方法对再生骨料进行改性，再生骨料经过改性后表面及裂缝中覆盖有石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶，再生骨料孔隙率明显下降，性能得到提升。纳米复合水凝胶为三维网状结构，能够有效分散骨料裂纹尖端应力，避免沥青混合料发生冻胀或干缩开裂的问题。
[0019](II)本专利技术采用石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶对再生骨料进行改性，石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶是一种有机交联高分子材料，通过化学交联形成的聚丙烯酰胺网络具有更高的可拉伸性，在水凝胶受到外力破坏后，其动态可逆氢键的恢复，能够实现复合水凝胶的自愈合，提高再生骨料的抗裂性。当含有石墨烯的石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶填充再生骨料缝隙中时，能够降低再生骨料的孔隙率、提高再生骨料的力学特性。
[0020](III)本专利技术的改性再生骨料的制备方法用到的石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶中含有石墨烯，石墨烯具有优异的力学、电学、热学性能。当含有石墨烯的水凝胶填充再生骨料缝隙中时，石墨烯凭借其在基体中的体积效应、表面效应、填充效应，能够降低再生骨料的孔隙率、提高再生骨料的力学特性；同时，石墨烯具有优良的导电性和导热性，能够提高再生骨料沥青混合料的热传导性，有利于沥青路面的融雪化冰功效。
[0021](IV)本专利技术的改性再生骨料的制备方法中，使用无机纳米蒙脱石材料桥接水凝胶单体，纳米蒙脱石是一种含水铝硅酸盐构成的层状矿物，铝硅酸盐可以与氯离子反应生成Friedel盐，从而消耗混合料中的自由氯离子含量，进一步加强混合料的抗氯离子侵蚀性。
[0022](V)本专利技术导电再生骨料沥青混合料使用自然陈化钢渣替代部分机制砂，在保证沥青混合料高低温性能满足路用条件的基础上提高其导电性，与水凝胶中石墨烯进行双重导电加强作用，极大程度提高再生骨料沥青混合料的导电性。
[0023](VI)本专利技术的导电再生骨料沥青混合料具有较好的高低温性能和导电导热性能；在寒冷天气下，当沥青路面与外部电源接通后，电能转化为热能，沥青路面温度升高，可达到融雪除冰的效果。与使用除冰盐相比，操作方法简便，满足环保要求。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]下面将结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性再生骨料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将聚乙烯醇、丙烯酰胺和石墨烯分散液混合，并加热至聚乙烯醇和丙烯酰胺完全溶解；(2)将经步骤(1)处理所得的混合物冷却至室温，加入纳米蒙脱石和过硫酸铵，升温至55～65℃反应8～12h，得到石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶；(3)将所述石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶溶解于去离子水中，得到石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶溶液；(4)将再生骨料浸泡于所述石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶水溶液中，浸泡结束后，风干，即得所述改性再生骨料。2.根据权利要求1所述的改性再生骨料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乙烯醇、丙烯酰胺和石墨烯分散液的质量比为(1～1.5):(3～4):(10～15)；所述石墨烯分散液中，石墨烯的质量分数为0.2％；所述加热的温度为85
±
2℃。3.根据权利要求1所述的改性再生骨料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纳米蒙脱石与聚乙烯醇的质量比为0.173％～0.255％。4.根据权利要求1所述的改性再生骨料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述过硫酸铵与聚乙烯醇的质量比为0.26％～0.385％。5.根据权利要求1所述的改性再生骨料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳育，温小栋，冯蕾，李超恩，殷光吉，周明，孙筠，陈杰，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：