本發(fā)明屬于建筑材料，尤其涉及一種利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法。

背景技術：

1、瀝青路面由于其行車舒適性，工期以及后期維護方面的優(yōu)勢，在現(xiàn)代交通路面的應用越來越廣泛。但由于現(xiàn)代道路交通流量的迅猛增長、貨車的軸載大大增加等因素影響，瀝青路面的一些典型病害問題也日益受到關注，如車轍病害以及開裂病害，對瀝青的改性研究具有廣闊應用前景。

2、建筑中常采用聚苯乙烯板保溫材料，根據(jù)成型工藝不同，可以分為eps（發(fā)泡聚苯乙烯）和xps（擠塑聚苯乙烯）兩種類型。這些材料在自然中很難降解，直接燃燒處理會產(chǎn)生有毒氣體，因此如何對建筑固廢中的聚苯乙烯進行無害化、資源化利用是一個非常棘手的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有的技術不足，提供一種利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法，通過將建筑固廢中回收的聚苯乙烯和水泥制成復合改性劑，用以對瀝青改性，既可以改善瀝青的高低溫性能以及路用性能，又可實現(xiàn)廢舊聚苯乙烯泡沫這種非常難處理的建筑垃圾的回收利用，實現(xiàn)固廢資源化高效利用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、一種瀝青復合改性劑，包括摻量為0.1-6%（質量百分比）的廢舊聚苯乙烯，以及摻量為0.1-4%（質量百分比）的水泥。優(yōu)選的，包括摻量為3.5-4.5%的廢舊聚苯乙烯，以及摻量為2-3%的水泥。

4、一種改性瀝青，按照質量百分比包括：基質瀝青88-99.8%、水泥0.1-4%以及聚苯乙烯0.1-8%。優(yōu)選的，按照質量百分比包括：基質瀝青93-94%、水泥2-3%以及聚苯乙烯3.5-4.5%。

5、一種利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法，包括以下步驟：

6、將廢舊聚苯乙烯清洗除雜、干燥后粉碎成聚苯乙烯顆粒備用，然后將基質瀝青邊加熱邊攪拌，使瀝青各向分布均勻，待加熱至160-180℃時摻入聚苯乙烯顆粒以及水泥，攪拌均勻，之后放入120-160℃烘箱中恒溫培育0.5-3h，使得聚苯乙烯在瀝青中充分溶脹。隨著聚苯乙烯摻入量的增加，相應的攪拌時間根據(jù)改性瀝青的狀態(tài)也適當增加。然后放入高速剪切機中以200-400r/min攪拌3-10min，使聚苯乙烯高分子充分舒展、溶解、均勻分布，并消除瀝青表面氣泡，最后再放入120-160℃烘箱中恒溫培育15-60min，得到改性瀝青。

7、所述廢舊聚苯乙烯的摻量為0.1-6%，所述水泥的摻量為0.1-4%。優(yōu)選的，所述廢舊聚苯乙烯的摻量為3.5-4.5%，所述水泥的摻量為2-3%。更優(yōu)選的，所述廢舊聚苯乙烯的摻量為4%，所述水泥的摻量為2.5%。

8、優(yōu)選的，所述廢舊聚苯乙烯來源于發(fā)泡聚苯乙烯eps或者擠塑聚苯乙烯xps。這兩種材料本質都是聚苯乙烯，區(qū)別在于成型方法，為使得廢舊聚苯乙烯與瀝青充分融合，為此將廢舊聚苯乙烯水洗除塵去雜干燥后用粉碎機破碎成顆粒狀，，再揀去一些雜質，即可獲得聚苯乙烯顆粒。

9、優(yōu)選的，摻入聚苯乙烯顆粒以及水泥后的攪拌方法為：先人工攪拌2-8min，再用高速剪切機先以200-400r/min速度攪拌8-20min，再以500-700r/min速度攪拌15-40min。

10、聚苯乙烯顆粒、水泥的粒徑盡量小，所述聚苯乙烯顆粒、水泥的粒徑為0.1-3000μm，優(yōu)選的為0.1-500μm。

11、優(yōu)選的，所述聚苯乙烯顆粒經(jīng)加熱至熔融狀態(tài)后再摻入基質瀝青中。

12、優(yōu)選的，利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法包括以下步驟：

13、將廢舊聚苯乙烯清洗、干燥后粉碎成聚苯乙烯顆粒備用，然后將基質瀝青邊加熱邊攪拌，待加熱至160-180℃時摻入熔融聚苯乙烯顆粒以及水泥，摻入后先人工攪拌2-8min，再用高速剪切機先以200-400r/min速度攪拌8-20min，再以500-700r/min速度攪拌15-40min，之后放入120-160℃烘箱中恒溫培育0.5-3h，然后放入高速剪切機中以200-400r/min攪拌3-10min，最后再放入120-160℃烘箱中恒溫培育15-60min，得到改性瀝青。

14、本發(fā)明的有益效果為：

15、（1）本發(fā)明利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性劑對瀝青進行改性，水泥和聚苯乙烯之間相互黏結，與瀝青共同組成三相連續(xù)網(wǎng)絡結構共混體系，更為穩(wěn)定，從而改善了改性瀝青的高溫性能。聚苯乙烯溶脹于基質瀝青的過程中，吸收瀝青中的輕組分，形成連續(xù)的空間網(wǎng)絡結構，而隨著瀝青中小分子組分的減少，極性組分含量增加，瀝青分子間的相互作用逐漸增大，導致瀝青變硬，抗變形能力增強，改性劑摻量適中時，聚苯乙烯與瀝青能夠較好的相容，聚苯乙烯膨脹較好，在瀝青中能夠較好的溶脹，能夠提高瀝青的延度，即能夠提高瀝青的低溫性能。聚苯乙烯對蠟的吸附作用，能夠形成眾多的結晶中心，由此改變?yōu)r青中石蠟的分布狀況，使瀝青各組分比例達到最佳，而蠟份直接影響瀝青體系的延度及粘附性，所以聚苯乙烯改性瀝青能夠改善瀝青的延度，從而改善瀝青的低溫性能。聚苯乙烯/水泥復合改性能夠整體提升瀝青高低溫性能，其改性機理以物理改性為主。

16、（2）水泥顆粒為多孔隙結構，表面粗糙，與瀝青形成較為致密的整體結構，使瀝青形成更多的結構瀝青，從而顯著提高改性瀝青的高溫性能。

17、（3）將聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青，回收利用聚苯乙烯相關物，相對于其他處理方式，不僅處理成本低，而且可在道路工程中規(guī)?；咝Ю?，減少了廢舊聚苯乙烯堆放占用土地資源和生態(tài)環(huán)境破壞，實現(xiàn)土木行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

技術特征：

1.一種利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述廢舊聚苯乙烯的摻量為3.5-4.5%，所述水泥的摻量為2-3%。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述廢舊聚苯乙烯來源于發(fā)泡聚苯乙烯eps或者擠塑聚苯乙烯xps。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：摻入聚苯乙烯顆粒以及水泥后的攪拌方法為：先人工攪拌2-8min，再用高速剪切機先以200-400r/min速度攪拌8-20min，再以500-700r/min速度攪拌15-40min。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚苯乙烯顆粒經(jīng)加熱至熔融狀態(tài)后再摻入基質瀝青中。

6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：包括以下步驟：

7.一種瀝青復合改性劑，其特征在于：包括摻量為0.1-6%的廢舊聚苯乙烯，以及摻量為0.1-4%的水泥。。

8.根據(jù)權利要求7所述的瀝青復合改性劑，其特征在于：包括摻量為3.5-4.5%的廢舊聚苯乙烯，以及摻量為2-3%的水泥。

9.一種改性瀝青，其特征在于：按照質量百分比包括：基質瀝青88-99.8%、水泥0.1-4%以及聚苯乙烯0.1-8%。

10.根據(jù)權利要求9所述的改性瀝青，其特征在于：按照質量百分比包括：基質瀝青93-94%、水泥2-3%以及聚苯乙烯3.5-4.5%。

技術總結
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，針對現(xiàn)階段聚苯乙烯板這種建筑保溫材料廢棄后難以回收利用的問題，本發(fā)明公開了一種利用廢舊聚苯乙烯和水泥復合改性瀝青的方法，包括以下步驟：將廢舊聚苯乙烯清洗、干燥后粉碎成聚苯乙烯顆粒備用，然后將基質瀝青邊加熱邊攪拌，待加熱至160?180℃時摻入聚苯乙烯顆粒以及水泥，攪拌均勻，之后放入120?160℃烘箱中恒溫培育0.5?3h，然后放入高速剪切機中以200?400r/min攪拌3?10min，最后再放入120?160℃烘箱中恒溫培育15?60min，得到改性瀝青；所述廢舊聚苯乙烯的摻量為0.1?6%，所述水泥的摻量為0.1?4%。本發(fā)明的聚苯乙烯/水泥組成的復合改性劑能夠整體提升瀝青的高低溫性能，實現(xiàn)廢舊聚苯乙烯的回收利用，降低工程造價，實現(xiàn)土木工程材料可持續(xù)發(fā)展。

技術研發(fā)人員：劉彬,雷正凱,萬妮,雷斌,王思遠,葛亞康,多菲,蘭圖均,魏博文
受保護的技術使用者：中國電建集團江西省水電工程局有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9