本发明涉及道路工程材料,具体的,涉及一种提高钢渣集料稳定性的改性剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、钢渣集料是指将钢渣破碎、筛分后作为混合料骨料的粒料,因其具有一定的热稳定性以及良好的硬度、强度、耐冲击性和耐磨性等力学性能,在道路工程应用中有着很大的潜力和前景。目前,钢渣集料已被广泛应用于路用沥青混合料中,这不但节省了成本,减少了对环境的污染,还延长了路面的使用寿命。
2、但由于钢渣中存在游离氧化钙和游离氧化镁,这导致钢渣集料的浸水膨胀率较高。在钢渣集料应用于沥青混合料时,钢渣集料的浸水膨胀会降低沥青混合料的性能,严重时甚至使沥青混合料出现开裂,造成路面破坏,产生安全隐患。因此,为了降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性,研发一种可提高钢渣集料稳定性的改性剂具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提出一种提高钢渣集料稳定性的改性剂及其制备方法和应用,解决了相关技术中钢渣集料浸水膨胀率较高的问题。
2、本发明的技术方案如下:
3、本发明提出一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,包括以下质量份的组分:三元氯醋树脂20~30份、酚醛树脂10~15份、乙酰丙酮3~14份、硫酸钠3.5~6.5份、稳定剂1~2份、环己酮80份。
4、三元氯醋树脂可选自羟基改性三元氯醋树脂、羧基改性三元氯醋树脂中的一种或两种;羟基改性三元氯醋树脂可选自tp-500a、tp-500s、vinnol-e22/48a等;羧基改性三元氯醋树脂可选自tp-400m、dy-vmch-1、mc-1a等;酚醛树脂可选自2402酚醛树脂、sp-1068、pr-4582l等。
5、作为进一步的技术方案,所述乙酰丙酮和硫酸钠的质量比为1~2:1。
6、当乙酰丙酮和硫酸钠的质量比为1~2:1时,有助于进一步降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性。
7、作为进一步的技术方案,所述三元氯醋树脂包括羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂。
8、当三元氯醋树脂包括羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂时,一方面可以进一步防止改性剂在钢渣集料表面形成的改性层发生破裂,进一步降低浸水膨胀风险,另一方面可以进一步抑制钢渣集料中游离氧化钙和游离氧化镁的水化,从而进一步降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性。
9、作为进一步的技术方案,所述羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂的质量比为1:9~9:1。
10、当羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂的质量比为1:9~9:1时,能进一步降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性。
11、作为进一步的技术方案,所述羟基改性三元氯醋树脂的质量小于所述羧基改性三元氯醋树脂的质量。
12、当羟基改性三元氯醋树脂的质量小于羧基改性三元氯醋树脂的质量时,有助于进一步降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性。
13、作为进一步的技术方案,所述稳定剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的一种或多种。
14、稳定剂的加入,可以提高改性剂在钢渣集料表面形成的改性层的稳定性,降低钢渣集料浸水膨胀的风险,提高钢渣集料的稳定性。
15、本发明还提出所述的提高钢渣集料稳定性的改性剂的制备方法,包括以下步骤:将乙酰丙酮、硫酸钠和环己酮混合均匀,加入剩余组分,剪切,得到改性剂。
16、作为进一步的技术方案,所述剪切时,速度为4000~6000r/min,时间为10~20min。
17、本发明还提出所述的提高钢渣集料稳定性的改性剂或所述的制备方法制备得到的改性剂在钢渣集料表面改性中的应用。
18、作为进一步的技术方案,包括以下步骤:将钢渣集料和改性剂拌合,烘干,得到改性后的钢渣集料。
19、作为进一步的技术方案,所述钢渣集料和改性剂的质量比为10000:2~4。
20、作为进一步的技术方案,所述烘干时,温度为65~75℃。
21、本发明的工作原理及有益效果为:
22、本发明中,改性剂可以在钢渣集料表面形成改性层,达到填补钢渣集料表面微孔和抑制游离氧化钙、游离氧化镁水化的双重作用,其中:
23、(1)改性剂中的三元氯醋树脂可防止在使用过程中改性层出现破裂,降低了钢渣浸水膨胀的风险,提高了钢渣集料的稳定性;
24、(2)通过改性剂中的乙酰丙酮和硫酸钠的有机无机协同增效,可抑制钢渣集料中游离氧化钙和游离氧化镁的水化,从而降低钢渣集料的浸水膨胀率,提高钢渣集料的稳定性。
1.一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,其特征在于,包括以下质量份的组分:三元氯醋树脂20~30份、酚醛树脂10~15份、乙酰丙酮3~14份、硫酸钠3.5~6.5份、稳定剂1~2份、环己酮80份。
2.根据权利要求1所述的一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,其特征在于,所述乙酰丙酮和硫酸钠的质量比为1~2:1。
3.根据权利要求1所述的一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,其特征在于,所述三元氯醋树脂包括羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂。
4.根据权利要求3所述的一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,其特征在于,所述羟基改性三元氯醋树脂和羧基改性三元氯醋树脂的质量比为1:9~9:1。
5.根据权利要求1所述的一种提高钢渣集料稳定性的改性剂,其特征在于,所述稳定剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的一种或多种。
6.一种如权利要求1~5任意一项所述的提高钢渣集料稳定性的改性剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将乙酰丙酮、硫酸钠和环己酮混合均匀,加入剩余组分,剪切,得到改性剂。
7.根据权利要求6所述的提高钢渣集料稳定性的改性剂的制备方法,其特征在于,所述剪切时,速度为4000~6000r/min,时间为10~20min。
8.根据权利要求1~5任意一项所述的一种提高钢渣集料稳定性的改性剂或权利要求6~7任意一项所述的制备方法制备得到的改性剂在钢渣集料表面改性中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,包括以下步骤:将钢渣集料和改性剂拌合,烘干,得到改性后的钢渣集料。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述钢渣集料和改性剂的质量比为10000:2~4。