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CN110104981A - 一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法 - Google Patents

一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法，该隔水钢渣集料是表面覆盖有复合隔水材料的普通转炉钢渣，隔水钢渣材料按重量份包括：硅橡胶乳液180～220份，碱性硅溶胶50～70份，粘结剂7～12份，分散剂1～3份，成膜助剂8～14份，催化剂2～4份，分散介质200～300份，交联剂25～38份；其制备方法首先制备复合隔水材料，然后通过喷洒复合隔水材料，利用化学粘结固化反应在钢渣集料表面生成高强度的隔水膜，得到隔水钢渣集料。本发明的隔水钢渣集料吸水率低、抗压强度高、耐磨且与沥青黏附性好，且制备工艺简单、高效。采用隔水钢渣集料替代天然粗骨料制备的钢渣沥青混合料具有良好的水稳定性。

Description

一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法，属于道路工程材料技术领域和固体废弃物处理领域。
背景技术
我国已经成为世界上高速公路里程最长的国家，但是公路网还需要不断完善，公路建设的任务依旧艰巨。公路建设工程量大，需要消耗大量的优质天然集料，导致天然集料匮乏，且过度的开采对环境破坏严重。因此，寻求优质天然骨料的替代材料是当前急需解决的重要难题。另一方面，我国年产钢渣超过1亿吨，但是钢渣综合利用率仅20％，剩余的大量钢渣无处安放，大多通过填埋或堆积处理。由于钢渣内含有重金属成分，填埋会污染土壤，造成不可逆转的环境破坏。堆积不仅占用城市用地，而且会产生有害颗粒，污染大气，威胁居民的健康。因此，实现钢渣的废物资源化利用，提高钢渣的利用率显得尤为重要。
钢渣抗压强度高，表面粗糙，且具有耐磨、抗滑等优点。因此，它可以替代天然石料应用到道路建设中。已有研究表明，使用充分陈化的钢渣制备得到的沥青混凝土具有优良的高温稳定性和水稳定性。在我国目前优质集料短缺的情况下，将钢渣部分或完全代替天然集料应用到沥青混合料中具有巨大的发展潜能，既有利于炼钢工业的可持续发展，又利于避免优质石料的过度开采，保护自然环境。
然而，未陈化的钢渣含有大量的游离氧化钙(f-CaO)和氧化镁，它们与水反应后生成氢氧化物，会产生明显的体积膨胀。这种钢渣如果直接应用在道路工程中，会引起沥青混合料膨胀，导致路面开裂。自然陈化常常需要耗费大量的时间，远远慢于钢渣的生产速度。因此，为了实现钢渣在沥青路面的大规模应用，必须寻找更高效的方法来解决钢渣的体积膨胀问题。
按照钢渣改性处理阶段的不同，可将钢渣体积稳定化处理分为前处理和后处理。前处理主要是针对高温条件下熔融态的钢渣进行，利用高含SiO2、Al2O3的改质剂(比如：河砂、粉煤灰、煤矸石等材料)对热态钢渣进行改质，通过化学反应消除钢渣中游离态的活性成分。这种改性方法在钢渣生产工艺中改变钢渣的化学组成，从根本上降低钢渣中活性成分含量。
后处理主要是针对冷却固态钢渣，根据钢渣改性原理的不同可以分为三种。一是促进钢渣尽可能的水化。钢渣的膨胀潜能在使用之前得到释放，从而缓解钢渣后期的体积膨胀，主要改性方式包括陈化处理、蒸压处理和蒸汽处理；陈化处理时最常用的方法，但是需要时间较长，不利用钢渣的大规模利用；蒸压处理和蒸汽处理能在较短时间内使钢渣达到体积稳定，但是处理工艺复杂，成本较高，也不利于钢渣的推广利用。二是钢渣的碳酸化处理。在高温高压条件下，利用CO2对钢渣进行预处理，在钢渣表面形成一层致密的CaCO3，与上述处理方式一样，处理工艺复杂，成本较高。三是通过无机材料(石灰、水泥、硅灰等)和有机硅树脂等有机材料对钢渣进行包裹，阻碍钢渣与水的接触，活性物质水化体积膨胀无法进行，但是水泥浆改性处理不便，且改性后的钢渣吸水率没有得到好的改善。有机硅树脂属于热固性塑料，脆性较大，需要在高温条件下才能完全固化，且常温下粘度较大，常需要配合有机溶剂稀释后使用，而这些溶剂常具有毒性，会污染环境，危害操作人员的健康
发明内容
技术问题：针对现有钢渣改性技术存在的问题，本发明提供了一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料及其制备方法，该方法对钢渣进行改性，得到改性后的隔水钢渣集料的吸水率低、抗压强度高、耐磨、与沥青黏附性强，且满足道路规范使用要求；其制备方法在常温常压下操作，所处理的钢渣不需要经过长时间的陈化，对设备及场地要求低，制备工艺简单、材料环保且生产效率高；使用隔水钢渣集料生产的钢渣沥青混合料具有良好的水稳定性。
技术方案：本发明提供了一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，所述的隔水钢渣集料是表面覆盖有复合隔水材料的普通转炉钢渣，该复合隔水材料按照重量份包括以下组分：
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量小于5wt％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为50％～65％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阳离子型SBS乳化沥青或阴离子型SBS乳化沥青中的一种。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
所述的交联剂按照重量份包括以下组分：1～3份正硅酸乙酯、5～10份硅烷偶联剂和20～30份的醇类水溶液；其中醇类水溶液为乙醇水溶液或者丙醇水溶液，乙醇水溶液中无水乙醇与蒸馏水的重量比为19：1～9：1，丙醇水溶液中丙醇与蒸馏水的重量比为19：1～9：1。
所述的隔水钢渣集料的吸水率小于1.7％。
本发明还提供了一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)按比例将硅橡胶乳液、碱性硅溶胶、粘结剂、分散剂、成膜助剂和催化剂加到分散介质中，以400～600rpm的转速搅拌15～25min得到混合液；
2)按比例将正硅酸乙酯和硅烷偶联剂加入到醇类水溶液中，以200～300rpm的转速搅拌5～15min，得到交联剂；
3)按比例将交联剂加入到混合液中，以150～300rpm的转速搅拌5～10min，即可得到复合隔水材料；
4)将步骤3)得到的复合隔水材料喷洒于钢渣表面，使复合隔水材料均匀包裹在钢渣集料表面，在室温条件下固化2～5h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的钢渣集料在改性前是经过水洗并烘干预处理的；
步骤4)所述将得到的复合隔水材料喷洒于钢渣表面中，复合隔水材料的占钢渣质量的1％～5％。
本发明制备的复合隔水材料中的硅氧基能与钢渣表面的活性基团通过化学粘结反应并固化形成高强度的隔水膜；其次，表面呈碱性的隔水钢渣集料与酸性沥青之间可以形成强烈的界面酸碱作用，增强沥青与钢渣的粘附性；最后，改性钢渣表面在经过水性材料改性后，仍然保留了粗糙的纹理，增大了沥青与钢渣表面的接触面积，通过它们之间的机械螯合作用使隔水膜和沥青膜牢固的黏附在钢渣表面；在钢渣表面形成由隔水层和沥青层组成的双层疏水效应层，抑制钢渣的水化体积膨胀并增强膜层的耐久性。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明提供的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，有效隔离钢渣中活性成分与水分接触，抑制膨胀效果好，可以放宽钢渣中游离态氧化钙的含量；
(2)本发明提供的隔水钢渣集料与沥青的粘附性强，隔水层的耐久性好，不容易从钢渣表面脱附，增强了抵抗水损害的能力；
(3)本发明提供的隔水钢渣集料的制备工艺简单，常温下施工，改性时间短，沥青拌合时，该钢渣集料通过酸碱界面作用和机械螯合作用，提高了与沥青的粘附强度，使沥青膜牢固的粘附在钢渣集料表面，这利于抑制钢渣的体积膨胀并增强隔水膜的耐久性；
(4)不需要特殊设备，成本低，降低了钢渣对沥青的吸收，减少沥青用量，节约成本；
(5)环保，使用水性材料，且实现废弃物资源化利用，提高了钢渣的利用率；
(6)本发明提供的隔水钢渣集料制备的沥青混合料水稳定性能优良，满足规范要求；
(7)本发明提供的隔水钢渣集料表面覆盖的复合隔水材料具有低温柔韧性，提高了沥青混合料的低温抗裂性；
(8)钢渣经过改性处理得到的隔水钢渣集料仍能保持其表面粗糙性，强度高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把硅橡胶乳液180份、碱性硅溶胶50份、粘结剂7份、分散剂1份、成膜助剂8份、催化剂2份加到200份分散介质中，以400rpm的搅拌速度搅拌15分钟得到混合液；
(2)将1份正硅酸乙酯和5份硅烷偶联剂加入到20份乙醇水溶液(无水乙醇与蒸馏水的重量比为9：1)中，以200rpm的转速搅拌5min，即可得到交联剂；
(3)把25份步骤(2)制得的交联剂加入到步骤(1)制得的混合液中，以150rpm的搅拌速度搅拌5分钟，即可得到复合隔水材料；
(4)在钢渣表面喷洒步骤(3)得到的复合隔水材料，复合隔水材料占钢渣质量的1％，喷洒的同时不断搅拌钢渣，使复合隔水材料均匀包裹在钢渣表面，在室温条件下固化2h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量为2.06％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为50％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阴离子型SBS乳化沥青。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
该制备方法得到的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，按照重量份包括以下组分：
所述的隔水钢渣集料的吸水率为1.78％。
实施例2
一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把硅橡胶乳液190份、碱性硅溶胶55份、粘结剂8份、分散剂1份、成膜助剂10份、催化剂2份加到230份分散介质中，以450rpm的搅拌速度搅拌18分钟得到混合液；
(2)将1份正硅酸乙酯和6份硅烷偶联剂加入到23份乙醇水溶液(无水乙醇与蒸馏水的重量比为12：1中，以230rpm的转速搅拌8min，即可得到交联剂；
(3)把28份步骤(2)制得的交联剂加入到步骤(1)制得的混合液中，以180rpm的搅拌速度搅拌7分钟，即可得到复合隔水材料；
(4)在钢渣表面喷洒步骤(3)得到的复合隔水材料，复合隔水材料占钢渣质量的2％，喷洒的同时不断搅拌钢渣，使复合隔水材料均匀包裹在钢渣表面，在室温条件下固化3h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量为2.78％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为55％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阴离子型SBS乳化沥青。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
该制备方法得到的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，按照重量份包括以下组分：
所述的隔水钢渣集料的吸水率为1.54％。
实施例3
一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把硅橡胶乳液200份，碱性硅溶胶60份，粘结剂10份，分散剂2份，成膜助剂12份，催化剂3份加到260份分散介质中，以500rpm的搅拌速度搅拌20分钟得到混合液；
(2)将2份正硅酸乙酯和8份硅烷偶联剂加入到26份乙醇水溶液(无水乙醇与蒸馏水的重量比为15：1中，以250rpm的转速搅拌10min，即可得到交联剂；
(3)把32份步骤(2)制得的交联剂加入到步骤(1)制得的混合液中，以250rpm的搅拌速度搅拌8分钟，即可得到复合隔水材料；
(4)在钢渣表面喷洒步骤(3)得到的复合隔水材料，改性材料占钢渣质量的3％，喷洒的同时不断搅拌钢渣，使改性材料均匀包裹在钢渣表面，在室温条件下固化4h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量为3.97％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为60％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阴离子型SBS乳化沥青。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
该制备方法得到的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，按照重量份包括以下组分：
所述的隔水钢渣集料的吸水率为1.36％。
实施例4
一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把硅橡胶乳液210份，碱性硅溶胶65份，粘结剂12份，分散剂3份，成膜助剂14份，催化剂4份加到290份分散介质中，以550rpm的搅拌速度搅拌23分钟得到混合液；
(2)将3份正硅酸乙酯和10份硅烷偶联剂加入到29份乙醇水溶液(无水乙醇与蒸馏水的重量比为18：1中，以280rpm的转速搅拌13min，即可得到交联剂；
(3)把36份步骤(2)制得的交联剂加入到步骤(1)制得的混合液中，以280rpm的搅拌速度搅拌10分钟，即可得到复合隔水材料；
(4)在钢渣表面喷洒步骤(3)得到的复合隔水材料，改性材料占钢渣质量的4％，喷洒的同时不断搅拌钢渣，使改性材料均匀包裹在钢渣表面，在室温条件下固化5h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量为4.81％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为65％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阴离子型SBS乳化沥青。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
该制备方法得到的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，按照重量份包括以下组分：
所述的隔水钢渣集料的吸水率为1.18％。
实施例5
一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，包括以下步骤：
(1)把硅橡胶乳液220份，碱性硅溶胶70份，粘结剂12份，分散剂3份，成膜助剂14份，催化剂4份加到300份分散介质中，以600rpm的搅拌速度搅拌25分钟得到混合液；
(2)将3份正硅酸乙酯和10份硅烷偶联剂加入到30份乙醇水溶液(无水乙醇与蒸馏水的重量比为19：1)中，以300rpm的转速搅拌15min，即可得到交联剂；
(3)把38份步骤(2)制得的交联剂加入到步骤(1)制得的混合液中，以300rpm的搅拌速度搅拌10分钟，即可得到复合隔水材料；
(4)在钢渣表面喷洒步骤(3)得到的复合隔水材料，改性材料占钢渣质量的5％，喷洒的同时不断搅拌钢渣，使改性材料均匀包裹在钢渣表面，在室温条件下固化5h后，得到隔水钢渣集料。
其中：
所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量为4.98％。
所述的硅橡胶乳液的固含量为65％。
所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
所述的粘结剂为阴离子型SBS乳化沥青。
所述的分散剂为二甲基硅油、成膜助剂为乙酸乙酯、催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
该制备方法得到的隔水钢渣集料表面覆盖有复合隔水材料，按照重量份包括以下组分：
所述的隔水钢渣集料的吸水率为1.03％。
为了便于对比，现将实施例1～5制备的隔水钢渣集料与未经改性材料表面处理的普通转炉钢渣集料(其参数与实施例1相同)和普通的玄武岩集料进行对比，附表1所示的为各种集料的性能，其测试方法请参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。
表1各种集料的基本性能
由附表可知，钢渣经过改性处理后，吸水率降低，力学强度略有增强，与沥青的黏附性较好。
为了进一步验证本发明提供的隔水钢渣集料制备得到的钢渣沥青混合料的性能，先进行以下试验对比：
试验1、采用隔水钢渣集料制备钢渣沥青混合料：其中，4.75mm以上的粗集料采用实施例1制备得到的隔水钢渣集料，其他集料采用玄武岩集料，矿粉采用石灰岩矿粉，沥青采用SBS改性沥青。
试验2、采用隔水钢渣集料制备钢渣沥青混合料：其中，4.75mm以上的粗集料采用实施例2制备得到的隔水钢渣集料，其他集料采用玄武岩集料，矿粉采用石灰岩矿粉，沥青采用SBS改性沥青。
试验3、采用隔水钢渣集料制备钢渣沥青混合料：其中，4.75mm以上的粗集料采用实施例3制备得到的隔水钢渣集料，其他集料采用玄武岩集料，矿粉采用石灰岩矿粉，沥青采用SBS改性沥青。
试验4、采用未经改性的普通钢渣集料制备钢渣沥青混合料：其中，4.75mm以上的粗集料采用未经改性的普通钢渣钢渣，其他集料采用玄武岩集料，矿粉采用石灰岩矿粉，沥青采用SBS改性沥青。
试验5、采用玄武岩集料制备沥青混合料，粗细集料均采用玄武岩，矿粉采用石灰岩矿粉，沥青采用SBS改性沥青。
试验1～5制备得到的各种沥青混合料的水稳性能如附表2所示，其性能的测试方法，请参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。
表2各种沥青混合料的水稳性能
项目 体积膨胀率(％) 浸水残留稳定度(％) 冻融劈裂强度比(％)
试验1 1.51 94.7 92.55
试验2 1.29 97.21 93.69
试验3 1.17 91.42 96.13
试验4 2.06 85.11 83.79
试验5 0.38 97.96 97.37
由附表可知，同普通钢渣沥青混合料相比，隔水钢渣集料制备得到的沥青混合料能较大改善钢渣沥青混合料的水稳定性(体积稳定性能、浸水马歇尔性能和冻融劈裂性能)。

Claims (10)

1.一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的隔水钢渣集料是表面覆盖有复合隔水材料的普通转炉钢渣，该复合隔水材料按照重量份包括以下组分：
2.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的隔水钢渣集料的粒径分布范围是31.5mm～4.75mm，其中游离氧化钙f-CaO的含量小于5wt％。
3.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的硅橡胶乳液的固含量为50％～65％。
4.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的碱性硅溶胶所使用的硅质材料是二氧化硅，其固含量为25％～27％。
5.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的粘结剂为阳离子型SBS乳化沥青或阴离子型SBS乳化沥青中的一种。
6.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的分散剂为二甲基硅油，成膜助剂为乙酸乙酯，催化剂为二月桂酸二丁基锡、分散介质为蒸馏水。
7.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的交联剂按照重量份包括以下组分：1～3份正硅酸乙酯、5～10份硅烷偶联剂和20～30份的醇类水溶液；其中醇类水溶液为乙醇水溶液或者丙醇水溶液，乙醇水溶液中无水乙醇与蒸馏水的重量比为19：1～9：1，丙醇水溶液中丙醇与蒸馏水的重量比为19：1～9：1。
8.如权利要求1所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料，其特征在于：所述的隔水钢渣集料的吸水率小于1.7％。
9.一种如权利要求1～8任一所述的与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)按比例将硅橡胶乳液、碱性硅溶胶、粘结剂、分散剂、成膜助剂和催化剂加到分散介质中，以400～600rpm的转速搅拌15～25min得到混合液；
2)按比例将正硅酸乙酯和硅烷偶联剂加入到醇类水溶液中，以200～300rpm的转速搅拌5～15min，得到交联剂；
3)按比例将交联剂加入到混合液中，以150～300rpm的转速搅拌5～10min，即可得到复合隔水材料；
4)将步骤3)得到的复合隔水材料喷洒于钢渣表面，使复合隔水材料均匀包裹在钢渣集料表面，在室温条件下固化2～5h后，得到隔水钢渣集料。
10.如权利要求9所述的一种与沥青粘附性强的隔水钢渣集料的制备方法，其特征在于：所述的钢渣集料在改性前是经过水洗并烘干预处理的；步骤4)所述将得到的复合隔水材料喷洒于钢渣表面中，复合隔水材料的占钢渣质量的1％～5％。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112062504A (zh) * 2020-08-14 2020-12-11 深圳市交通工程试验检测中心有限公司 冷拌混凝土及其制备方法
CN112458144A (zh) * 2020-08-20 2021-03-09 广西交科集团有限公司 钢渣沥青混合料设计合理性评价方法
CN114804670A (zh) * 2022-06-30 2022-07-29 湖南康纳新材料有限公司 钢渣在制备铁路道砟集料中的应用
CN114853377A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 无锡市城市道桥科技有限公司 一种钢渣沥青混合料的改性工艺
CN115368097A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 湖北大学 一种高容量固碳材料及其制备方法
CN117567086A (zh) * 2023-11-29 2024-02-20 山东东青公路有限公司 一种掺加固废集料耐磨降噪型微表处混合料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002028795A2 (en) * 2000-10-04 2002-04-11 James Hardie Research Pty Limited Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers
CN102127365A (zh) * 2011-01-26 2011-07-20 浙江交工高等级公路养护有限公司 一种降低冰层与沥青路面粘附性的疏水涂料
CN103965772A (zh) * 2014-04-29 2014-08-06 青岛理工大学 一种硅溶胶-硅烷乳液渗透结晶型防水材料及其制备方法
CN105366998A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 上海中冶环境工程科技有限公司 一种沥青密级配面层混凝土
CN108609948A (zh) * 2018-04-12 2018-10-02 首钢水城钢铁(集团)赛德建设有限公司 一种高钢渣含量透水混凝土的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002028795A2 (en) * 2000-10-04 2002-04-11 James Hardie Research Pty Limited Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers
CN102127365A (zh) * 2011-01-26 2011-07-20 浙江交工高等级公路养护有限公司 一种降低冰层与沥青路面粘附性的疏水涂料
CN103965772A (zh) * 2014-04-29 2014-08-06 青岛理工大学 一种硅溶胶-硅烷乳液渗透结晶型防水材料及其制备方法
CN105366998A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 上海中冶环境工程科技有限公司 一种沥青密级配面层混凝土
CN108609948A (zh) * 2018-04-12 2018-10-02 首钢水城钢铁(集团)赛德建设有限公司 一种高钢渣含量透水混凝土的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LILI MA: "Expansion inhibition of steel slag in asphalt mixture by a surface water isolation structure", 《ROAD MATERIALS AND PAVEMENT DESIGN》 *
马一平: "《建筑功能材料》", 31 March 2014, 同济大学出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112062504A (zh) * 2020-08-14 2020-12-11 深圳市交通工程试验检测中心有限公司 冷拌混凝土及其制备方法
CN112458144A (zh) * 2020-08-20 2021-03-09 广西交科集团有限公司 钢渣沥青混合料设计合理性评价方法
CN114853377A (zh) * 2022-05-10 2022-08-05 无锡市城市道桥科技有限公司 一种钢渣沥青混合料的改性工艺
CN114804670A (zh) * 2022-06-30 2022-07-29 湖南康纳新材料有限公司 钢渣在制备铁路道砟集料中的应用
CN115368097A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 湖北大学 一种高容量固碳材料及其制备方法
CN117567086A (zh) * 2023-11-29 2024-02-20 山东东青公路有限公司 一种掺加固废集料耐磨降噪型微表处混合料及其制备方法

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