CN108517127A - 一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料及其制备方法，其以质量百分数计包括以下组分：46.5％～63.5％的基质沥青；25％～35％的煤直接液化残渣(DCLR)；6％～10％的芳烃油；4％～6％的SBS改性剂；1.5％～2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。本发明的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料硬化强度高、稳定性好、流动性好，且成本低。

Description

一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料及其制备方法。

背景技术

随着公路和城市道路运输的高速化、重载化给道路基础设施的建设和运行带来严峻挑战。在交通荷载过大、设计施工不当、自然因素等综合作用下，一些道路基层、路基出现了不同类型、程度的损坏，主要表现为裂缝、车辙、坑槽和局部沉陷等形式。注浆技术是常见的道路快速养护方式之一，当前我国道路注浆以水泥基、地聚物材料为主。水泥基浆材成本低，结石体强度高且抗渗性较强，但是由于水泥材料本身的特点，存在稳定性差、易离析而产生泌水和沉淀、可注性低以及凝结时间长等缺点；地聚物注浆养护时间虽然低于水泥基注浆，但仍然需要1～3天，且地聚物注浆材料价格昂贵，注浆受地质和气候条件影响较大。沥青不溶于水，硬化时间快，经改性后具有较好的流动性能、硬化强度和耐久性，对现代交通道路的维修加固具有较好的适应性。因此，亟须研究和开发沥青注浆材料。

沥青改性剂主要有聚合物和非聚合物两种。在非聚合物中，特立尼达湖沥青(TLA)因其性能良好而在各国改性沥青中普遍应用。但TLA来源有限，仅在特立尼达一带，而且价格也比较高，约9000元/吨，限制了它的广泛使用。

发明内容

本发明为了解决现有注浆材料硬化强度低、稳定性差、流动性能差、成本高的问题，从而提供了一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料及其制备方法，所述煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料硬化强度高、稳定性好、流动性好，且成本低。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其包括以下组分：

46.5％～63.5％的基质沥青；

25％～35％的煤直接液化残渣(DCLR)；

6％～10％的芳烃油；

4％～6％的SBS改性剂；

1.5％～2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

本发明中，所述煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料较佳地包括以下组分：

46.5％～55％的基质沥青；

30％～35％的煤直接液化残渣；

8％～10％的芳烃油；

5％～6％的SBS改性剂；

2％～2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

本发明中，所述煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料更佳地由以下组分组成：

46.5％的基质沥青；

35％的煤直接液化残渣；

10％的芳烃油；

6％的SBS改性剂；

2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

本发明中，所述基质沥青为本领域常规沥青，较佳地为70#煤沥青。

本发明中，所述煤直接液化残渣较佳地由神华鄂尔多斯煤制油分公司提供。

本发明中，所述SBS改性剂为本领域常规SBS改性剂，其型号较佳地为6302H。

本发明中，所述芳烃油为本领域常规芳烃油。芳烃油又称芳香烃油，富含芳香烃，所述的芳烃油中芳烃含量≥85％，灰分≤0.05％，水分≤0.01％，凝固点＜5℃，闪点≥220℃，凝固点低于5℃便于在常温下施工。

本发明还提供了上述煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料的制备方法，其可为本领域常规制备方法，较佳地包括以下步骤：将所述的基质沥青、煤直接液化残渣、芳烃油和SBS改性剂按照上述配比混合均匀，在170～190℃下研磨30～50分钟，再搅拌50～70分钟，即可。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过煤直接液化残渣与芳烃油、SBS改性剂和羟乙基乙撑双硬脂酰胺同时使用对沥青进行改进，得到的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，针入度小于10(0.1mm)，软化点大于75℃，且48h后软化点差不大于2℃，稳定性高，耐久性良好；其粘度在180℃时小于3Pa·s，流动性好，扩散半径在1.5～3.0m范围内，适于注浆施工。另外，煤直接液化残渣作为煤在加氢液化过程的副产物，价格便宜，只有400～500元/吨，本发明还优选成本较低的煤沥青，将这两种价格较低的材料，妥善利用，大大降低了成本，达到废物利用与变废为宝的目的。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

将70#煤沥青、神华液化残渣(取自神华鄂尔多斯煤制油分公司)、芳烃油、6302H型SBS、羟乙基乙撑双硬脂酰胺按照63.5：25：6：4：1.5的质量比称取，置于胶体磨中，在180℃下研磨40分钟，在搅拌60分钟，即可。

实施例2

本实施例中70#煤沥青、神华液化残渣(取自神华鄂尔多斯煤制油分公司)、芳烃油、6302H型SBS、羟乙基乙撑双硬脂酰胺的质量比为55：30：8：5：2，制备工艺和步骤均同实施例1。

实施例3

本实施例中70#煤沥青、神华液化残渣(取自神华鄂尔多斯煤制油分公司)、芳烃油、6302H型SBS、羟乙基乙撑双硬脂酰胺的质量比为46.5：35：10：6：2.5，制备工艺和步骤均同实施例1。

对比例1

本对比例中70#煤沥青、神华液化残渣(取自神华鄂尔多斯煤制油分公司)、芳烃油、6302H型SBS、羟乙基乙撑双硬脂酰胺的质量比为68.5：20：6：4：1.5，制备工艺和步骤均同实施例1。

对比例2

本对比例中70#煤沥青、神华液化残渣(取自神华鄂尔多斯煤制油分公司)、芳烃油、6302H型SBS、羟乙基乙撑双硬脂酰胺的质量比为41.5：40：10：6：2.5，制备工艺和步骤均同实施例1。

效果实施例

1、针入度的测定：沥青针入度是指根据《T0604-2011沥青针入度试验》的方法，在25℃下，测定的5s时间内载重100g的标准尖针垂直穿入试样的深度。由于沥青针入度的单位为0.1mm，本发明的沥青针入度是在该深度的基础上乘以10得到的数值。

2、软化点的测定：沥青软化点的测试方法根据《T0606-2011沥青软化点试验(环球法)》，即将试样注于规定尺寸的铜环内，保持规定的温度5℃至少15分钟后，在铜环正上方放钢球，开动搅拌器，开始加热，使水温在3分钟内调节至每分钟上升5℃±0.5℃，记录每分钟上升的温度值；当试样受热软化逐渐下坠，至与下层地板表面接触时，读取温度值，记为软化点。

3、48h后软化点之差的测定：根据《T0661-2011聚合物改性沥青离析试验》进行测定注浆沥青的48h后软化点之差。

4、粘度的测定：粘度根据《T0619-2011沥青运动粘度试验(毛细管法)》测定180℃下注浆沥青的粘度。

5、扩散半径的测定：扩散半径采用本领域常规方法进行测定，即在注浆孔周边1m开始，向外每隔30cm钻芯取样，查看注浆沥青是否到达，到达后再依次向外递增，直至注浆沥青达到的极限，记录为注浆扩散半径。

本发明实施例1～3和对比例1和2制得的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料的性能，如表1所示：

表1

表2为沥青注浆材料主要性能指标。

表2

Claims (7)

1.一种煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，以质量百分数计，包括以下组分：

46.5％～63.5％的基质沥青；

25％～35％的煤直接液化残渣；

6％～10％的芳烃油；

4％～6％的SBS改性剂；

1.5％～2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

2.根据权利要求1所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，包括以下组分：

46.5％～55％的基质沥青；

30％～35％的煤直接液化残渣；

8％～10％的芳烃油；

5％～6％的SBS改性剂；

2％～2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

3.根据权利要求1所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，由以下组分组成：

46.5％的基质沥青；

35％的煤直接液化残渣；

10％的芳烃油；

6％的SBS改性剂；

2.5％的羟乙基乙撑双硬脂酰胺。

4.根据权利要求1所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，所述基质沥青为70#煤沥青。

5.根据权利要求1所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，所述煤直接液化残渣由神华鄂尔多斯煤制油分公司提供。

6.根据权利要求1所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料，其特征在于，所述SBS改性剂的型号为6302H。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的煤直接液化残渣硬质热沥青注浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述的基质沥青、煤直接液化残渣、芳烃油、SBS改性剂和羟乙基乙撑双硬脂酰胺按照上述配比混合均匀，在170～190℃下研磨30～50分钟，再搅拌50～70分钟，即可。