一種環保築路劑及其製備方法和應用與流程
2023-05-15 04:02:53 1
1.本技術涉及一種環保築路劑及其製備方法和應用，屬於築路材料領域。
背景技術：
2.瀝青、混凝土路面經過長期的發展，使用性能不斷被拓展和改善，已逐漸成熟，成為目前世界高等級公路中的主要路面結構，但也存在造價較高、養護維護要求高、高能耗、高排放的缺點。
3.我國道路在養護維修過程中，由於普遍採用挖補和銑刨重鋪的傳統工藝，瀝青混合料不能回收利用，由此帶來兩大問題：一是廢料的遺棄、堆放佔用大量土地，造成環境汙染；二是大量舊瀝青、舊集料不予利用，資源浪費。隨著我國瀝青路面養護技術的發展和人們環保意識的增強，提供一種環保、經濟、低能耗，可回收的路面材料是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現要素：
4.為解決上述問題，本技術提供了一種環保築路劑及其製備方法和應用，使得所有鬆散的土壤微粒聚合併固結硬化，從而減少路面的揚塵，起到抑塵的效果，經濟、重載、綠色環保、並且可以回收利用。
5.本發明是通過以下的技術方案實現，一種環保築路劑，以重量份數計，由以下原料組成：木質素磺酸鹽40-46份、矽酸鹽0.1-0.2份、草酸鹽0.1-0.2份、乳酸鹽0.8-1.3份、硫酸鹽0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、鹼性氧化物0.3-0.5份、生物酶類固化劑0.7-1.2份、防腐殺菌劑0.05-0.15份和水46-48份。
6.優選地，所述木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈣和木質素磺酸鎂的混合物；
7.其中，所述木質素磺酸鈣與所述木質素磺酸鎂的重量比為1:1.1-1.4。
8.優選地，所述矽酸鹽為矽酸鈣
、
矽酸鈉、矽酸鉀任意一種。
9.優選地，所述草酸鹽為草酸鈣。
10.優選地，所述乳酸鹽為乳酸鈉或乳酸鈣。
11.優選地，所述硫酸鹽為硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鈉任意一種。
12.優選地，所述滷化鹽為氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵任意一種。
13.優選地，生物酶類固化劑為泰然酶土壤固化劑，所述防腐殺菌劑為卡松防腐劑。
14.優選地，一種環保築路劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：
15.(1)向化工粉體攪拌機中加入46-48份水和40-46份木質素磺酸鹽，攪拌25-35分鐘至全部溶解；
16.(2)再加入矽酸鈣0.1-0.2份、草酸鈣0.1-0.2份、微晶纖維素0.1-0.2份、乳酸鈉0.8-1.3份、硫酸鉀0.7-1.2份、甘油0.5-1.0份、氯化鈣0.3-0.5份、泰然酶土壤固化劑0.7-1.2份、卡松防腐劑0.05-0.15份對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌20-30分鐘至全部溶解；
17.(3)最後投入乙醇0.5-1.0份，攪拌15-25分鐘，沉降穩定後，得到環保築路劑。
18.優選地，所述環保築路劑適於在溫度為10-60℃條件下使用。
19.本技術所提供的一種環保築路劑，具有以下化學機理。
20.(1)築路劑與土壤中土粒礦物的粒子表面發生表面化學改性，消除或降低土粒粒子之間的互相排斥的狀態，築路劑與水作用後產生的ca
2+
、mg
2+
、al
3+
等正價金屬離子能與土膠粒表面吸附層中的na
+
、k
+
中和土壤中的負電荷，降低土粒之間的電勢，使土顆粒相互靠近。
21.(2)築路劑中添加有矽酸鹽、鋁酸鹽等相關物質，加入土壤後在水的作用下，產生各種連續化學反應生成凝膠狀的水化物，包圍土壤顆粒，並硬化形成骨架，增加土壤顆粒之間的粘結強度和穩定性。
22.本技術的有益效果包括但不限於：
23.1、根據本技術提供的一種環保築路劑及其製備方法和應用，其環保築路劑兼容性廣、生產簡單易操作、無腐蝕性、綠色環保，可在在礦山重載運輸道路、工程施工便道、新能源(光伏、風能等)發電場內外道路、林業保育/防火通道、油氣管道巡檢路等應用。
24.2、根據本技術提供的一種環保築路劑及其製備方法和應用，築路劑原料由多聚糖、複合澱粉以及礦物質組成，多聚糖使築路材料相互黏合，更加穩定；複合澱粉增大了築路材料的抗水性、耐久性；礦物質的加入提高了土壤承載力；最終使得所有鬆散的土壤微粒聚合併固結硬化，從而減少路面的揚塵，起到抑塵的效果。
25.3、根據本技術提供的一種環保築路劑及其製備方法和應用，使用此築路劑修築的路面廢棄後，可以打碎拆除，就地還田，實現重複利用，降本增效。
具體實施方式
26.下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，在此指出以下實施例不能理解為對本發明保護範圍的限制，本領域普通技術人員根據本發明的內容作出一些簡單的替換或調整，均在本發明的保護範圍之內。
27.如無特別說明，本技術的實施例中的原料均通過商業途徑購買。
28.實施例1
29.一種環保築路劑的製備方法，包括以下步驟：
30.(1)向化工粉體攪拌機中加入46份水、19份木質素磺酸鎂和23份木質素磺酸鈣，攪拌25分鐘至全部溶解；
31.(2)再加入矽酸鈣0.1份、草酸鈣0.1份、微晶纖維素0.1份、乳酸鈣0.8份、硫酸鎂0.7份、甘油0.5份、氯化鎂0.3份、泰然酶土壤固化劑0.7份、卡松防腐劑0.05份對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌25分鐘至全部溶解；
32.(3)最後投入乙醇1.0份，攪拌15分鐘，待攪拌機內產品沉降穩定後，得到築路劑a。
33.(4)築路劑a與水1:1稀釋攪拌，對路面進行填補、刮平、碾壓，得到路面a。
34.實施例2
35.一種環保築路劑的製備方法，包括以下步驟：
36.(1)向化工粉體攪拌機中加入48份水和21份木質素磺酸鎂、25份木質素磺酸鈣，攪拌6分鐘至全部溶解；
37.(2)再加入矽酸鈉0.2份、草酸鈣0.2份、微晶纖維素0.2份、乳酸鈉1.3份、硫酸鉀1.2份、甘油1.0份、氯化鈣0.5份、泰然酶土壤固化劑1.2份、卡松防腐劑0.15份對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌25分鐘至全部溶解；
38.(3)最後投入乙醇1.0份，攪拌20分鐘，待攪拌機內產品沉降穩定後，得到築路劑b。
39.(4)築路劑b與水1:1稀釋攪拌，對路面進行填補、刮平、碾壓，得到路面b。
40.實施例3
41.一種環保築路劑的製備方法，包括以下步驟：
42.(1)向化工粉體攪拌機中加入47份水和20份木質素磺酸鎂、24份木質素磺酸鈣，攪拌35分鐘至全部溶解；
43.(2)再加入矽酸鈣0.15份、草酸鈣0.15份、微晶纖維素0.15份、乳酸鈉1.2份、硫酸鉀0.9份、甘油0.8份、氯化鈣0.4份、泰然酶土壤固化劑0.9份、卡松防腐劑0.1份，對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌30分鐘至全部溶解；
44.(3)最後投入乙醇0.8份，攪拌25分鐘，待攪拌機內產品沉降穩定後，得到築路劑c。
45.(4)築路劑c與水1:1稀釋攪拌，對路面進行填補、刮平、碾壓，得到路面c。
46.實施例4
47.一種環保築路劑的製備方法，包括以下步驟：
48.(1)向化工粉體攪拌機中加入47份水和21份木質素磺酸鎂、25份木質素磺酸鈣，攪拌25分鐘至全部溶解；
49.(2)再加入矽酸鉀0.1份、草酸鈣0.2份、微晶纖維素0.2份、乳酸鈉0.9份、硫酸鉀0.7份、甘油0.8份、氯化鈣0.3份、泰然酶土壤固化劑0.8份、卡松防腐劑0.15份對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌25分鐘至全部溶解；
50.(3)最後投入乙醇0.5份，攪拌15分鐘，待攪拌機內產品沉降穩定後，得到築路劑d。
51.(4)築路劑d與水1:1稀釋攪拌，對路面進行填補、刮平、碾壓,得到路面d。
52.實施例5
53.一種環保築路劑的製備方法，包括以下步驟：
54.(1)向化工粉體攪拌機中加入48份水和21份木質素磺酸鎂、25份木質素磺酸鈣，攪拌26分鐘至全部溶解；
55.(2)再加入矽酸鈣0.2份、草酸鈣0.2份、微晶纖維素0.2份、乳酸鈉1.3份、硫酸鈉0.7份、甘油1.0份、氯化鈣0.5份、泰然酶土壤固化劑1.2份、卡松防腐劑0.15份對原料進行旋流提升混合攪拌，攪拌30分鐘至全部溶解；
56.(3)最後投入乙醇1.0份，攪拌24分鐘，待攪拌機內產品沉降穩定後，得到築路劑e。
57.(4)築路劑e與水1:1稀釋攪拌，對路面進行填補、刮平、碾壓得到路面e。
58.對比例1
59.與實施例3的區別在於：步驟(1)中未放有木質素磺酸鈣和木質素磺酸鎂。
60.對比例2
61.與實施例3的區別在於：步驟(2)中未放有硫酸鉀和氯化鈣。
62.對比例3
63.與實施例3的區別在於：步驟(2)中未放有微晶纖維素。
64.對比例3
65.與實施例3的區別在於：步驟(2)中未放有泰然酶土壤固化劑。
66.實施例1-5均在10-50℃下進行，避免築路劑冷凍，難以施工。
67.對上述實施例1-5和對比例1-4進行耐水性、抗壓回彈模量、抗壓強度、承載比等性能測試，測試如表1所示。
[0068][0069][0070]
由表1可知，在實施例1-5中，實施例3所採用的各比例原料，所築路面的耐水性、抗壓回彈模量、抗壓強度、承載比性能最優。
[0071]
對比例1與實施例1-5相比，所得到的築路劑中缺少木質素磺酸鹽，木質素磺酸鹽起到了還原劑和黏合劑的作用，即對比例1所築路面材料的相互黏合性降低。
[0072]
對比例2與實施例1-5相比，所得到的築路劑中缺少矽酸鹽、鋁酸鹽等相關物質，無法與土壤發生化學反應，包圍土壤顆粒，增強路面的穩定性，並且延緩了土壤路面凝結時間，無法在短時間內達到路面所需強度。
[0073]
對比例3與實施例1-5相比，所得到的的築路劑中缺少微晶纖維素，微晶纖維素起到了黏合劑的作用，即土壤顆粒之間的粘結強度和穩定性降低。
[0074]
對比例4與實施例1-5相比，所得到的築路劑中缺少泰然酶土壤固化劑，經過該築路劑處理過的土壤，其強度、密實度、回彈模量、cbr等性能都會顯著降低，不僅縮短道路的使用壽命，還提高了工程維修成本。
[0075]
以上測試均按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(jtg e51-2009)中第
t0805-1994條規定條件下檢測；
[0076]
(1)實施例1-5中，7天無側限抗壓強度均大於1.5mpa，滿足《公路路面基層是公共技術規範》(jtj034-2000)對道路填料抗壓強度的的要求；
[0077]
(2)實施例1-5中，浸水後強度損失均小於40％，具有良好的耐水性能。
[0078]
(3)實施例1-5中，抗壓回彈量值高，《公路瀝青路面設置規範》(jtg d50-2004)對道路結構層穩固土做出規定，穩固土抗壓回彈模量範圍需要600mpa-800mpa，實施例1-5滿足抗壓回彈模量且均滿足要求，處於較好水平。
[0079]
(4)實施例1-5的承載比均滿足《公路路基設計規範》jtjd30-2004)對路床最小強度cbr值的規定，滿足道路填料的應用要求。
[0080]
以上所述，僅為本技術的實施例而已，本技術的保護範圍並不受這些具體實施例的限制，而是由本技術的權利要求書來確定。對於本領域技術人員來說，本技術可以有各種更改和變化。凡在本技術的技術思想和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護範圍之內。