專利名稱：路用木質(zhì)素纖維及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及SMA瀝青混合料中穩(wěn)定劑及制備方法，尤其涉及一種路用木質(zhì) 素纖維及制備方法。
背景技術(shù)：
SMA全稱瀝青瑪蹄脂碎石混合料，是一種由瀝青纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的 細集料組成的瀝青瑪蹄脂填充間斷級配的粗集料骨架間隙而組成的瀝青混合 料。其結(jié)構(gòu)強度來自于粗集料骨架之間的相互嵌擠及鎖結(jié)力。在原料組成上具 有粗集料、礦粉、瀝青含量高而細集料含量低的特點；在結(jié)構(gòu)上具有骨料間有 效嵌擠、瀝青膜較厚、空隙率小、表面粗糙的特點。SMA的組成和結(jié)構(gòu)特點決定 了混合料具有抗滑耐久、密實耐久、抗高溫軟化以及減少低溫開裂的優(yōu)異性能。
而在生產(chǎn)瀝青瑪蹄脂碎石混合料時須采用到一種重要材料一一纖維穩(wěn)定 劑， 一般都使用纖維，其是SMA的必要組成成分。科研人員已開發(fā)出來許多種 類的纖維，它們包括木質(zhì)素纖維、有機纖維、玻璃纖維和鋼渣纖維等。道路研 究人員將上述纖維添加到瑪蹄脂碎石混合料(SMA)中并做了大量的各種性能試 驗。試驗結(jié)果表明，上述纖維在性能上各有所長，綜合評價其總體性能，并考 慮到工程的經(jīng)濟性，木質(zhì)素纖維是較為合理的選擇，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
路面木質(zhì)素纖維在SMA混合料中的作用，現(xiàn)在有很多不同的說法，也很難 確認，從公路部門的用戶來說，機理固然重要，但實質(zhì)還是看對瀝青混合料的 影響如何。應(yīng)用于SMA瀝青混合料中主要起到穩(wěn)定劑和增強劑的作用。隨著研究的不斷深入，纖維穩(wěn)定劑在瀝青混合料中不可替代的作用也逐漸 被人員所認識并且得到肯定， 一些專門從事纖維生產(chǎn)的公司也應(yīng)運而生，比較
著名的有德國的JRS公司，美國的INTERFIBER公司和FIBERAND公司等。纖維 種類也從最初的礦物纖維、有機聚合物纖維發(fā)展到目前主流的木質(zhì)素纖維。
近年來，用木質(zhì)素纖維鋪設(shè)的SMA瀝青路面以其使用性能好、施工技術(shù)簡 單的特點己受到了普遍關(guān)注。自20世紀60年代，澳大利亞、加拿大等國家首 先在瀝青混合料中添加纖維材料以來，歐美許多國家己興起了纖維增加瀝青路 面技術(shù)的研究高潮，做了大量的工作。美國、加拿大、澳大利亞、德國、比利 時、奧地利等國家在許多工程中都采用了纖維，并形成了一些專利產(chǎn)品，如美 國的 BoniFiber ， GoodRoadII ， FiberPave ， Road—Celden ， 德國的 ARBOCELDolanitAS等。
我國在SMA方面的研究起步較晚，但自從1992年首次將SMA技術(shù)應(yīng)用 到修建"國門第一路"首都機場高速公路以來，關(guān)于SMA的研究在國內(nèi)發(fā)展很 快。但縱觀國內(nèi)的研制現(xiàn)狀，在對路用木質(zhì)素纖維產(chǎn)品系統(tǒng)性開發(fā)與生產(chǎn)工藝 控制等相關(guān)研究工作還未有實質(zhì)性的開展，大多數(shù)廠家還處于模仿國外的生產(chǎn) 工藝進行生產(chǎn)的摸索階段，所用原料品種復(fù)雜且成本高， 一般采用濕法工藝生 產(chǎn)，不但所需設(shè)備較多而且占地面積大，還需要較大面積的貯漿池，生產(chǎn)投資 大，制造成本高，不易推廣應(yīng)用；在生產(chǎn)過程中有廢水排出，容易對周邊環(huán)境 形成污染，且對水源和能源的消耗都較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種所需原料品種單一且低廉、生產(chǎn)工藝簡單且低 能耗、生產(chǎn)成本低、不消耗水源、無環(huán)境污染的一種路用木質(zhì)素纖維產(chǎn)品及制 備方法，它通過下述技術(shù)方案來實施所述路用木質(zhì)素纖維包括下列重量百分比的廢紙廢棄刊物紙50 70%， 廢棄新聞紙30 50%;廢棄刊物紙的吸油率應(yīng)為4 5倍，灰分含量應(yīng)為20 30%;廢棄新聞紙的吸油率應(yīng)為6 8倍，灰分含量應(yīng)為5 8%。
采用如下步驟的干法工藝
1) 備料對作為原料的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙的水分和灰分分別進行檢
測，應(yīng)達到所述規(guī)定范圍，并按所述重量百分比分別稱量各原料；
2) 切碎將稱量好的原料分別用切碎機切碎，通過控制其轉(zhuǎn)速和進料量使 切碎寬度控制在10土3mm;
3) 混料將切碎后的原料以所述質(zhì)量百分配比放入混料機進行混合；
4) 粉碎將上述混合的物料經(jīng)加料裝置送入粉碎機粉碎，使粉碎后成品物 料在通過O. 15mm篩孔時的篩分率為70±10%;
5) 包裝稱重后用內(nèi)襯PVE薄膜的包裝袋真空封口包裝，稱重誤差不大于
10/0。
所述粉碎機為葉輪式超級粉碎機，在粉碎過程中通過控制進料量、葉輪轉(zhuǎn) 速和系統(tǒng)風量大小，調(diào)節(jié)成品物料粒度和纖維形態(tài)，使其達到所述篩分率。
本發(fā)明僅用兩種廢紙作為原料來生產(chǎn)符合質(zhì)量標準的路用木質(zhì)素纖維產(chǎn) 品，不但原料品種單一，而且變廢為寶大大降低原料成本。
本發(fā)明采用干法工藝，使整個生產(chǎn)過程無化學反應(yīng)，無廢水排出，對周邊 環(huán)境無任何影響，工藝流程簡單，所需操作人員少，工藝條件易于控制，所需 設(shè)備少且容易操作，耗電少節(jié)能，可節(jié)省了大量的木材、水、電以及化工原料， 所以大大降低了生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明采用通用設(shè)備，生產(chǎn)投資成本低，易于上馬籌建，通過干法工藝生 產(chǎn)出的路用木質(zhì)素纖維在質(zhì)量及路用性能上均達到了國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量標準，完全可以代替進口產(chǎn)品用于路面施工，從而可實現(xiàn)鋪路原料國產(chǎn)化，降低 鋪路成本。
本發(fā)明將吸油率與灰分含量作為原料檢驗的關(guān)鍵指標，使原料遴選方便快 捷并確保了路用木質(zhì)素纖維的質(zhì)量。


圖1是灰分含量與吸油率關(guān)系圖。
具體實施例方式
本申請的發(fā)明人通過大量的試驗研究，發(fā)現(xiàn)纖維的灰分含量與吸油率之間 具有相當高的相關(guān)性，請參見圖l，隨著灰分含量的增加，吸油率成反比下降。 這是因為無機礦物質(zhì)的吸油率本質(zhì)上就比天然纖維低；同時，在同一重量下， 灰分含量高則純纖維含量就低，而提高吸油率的有效成分應(yīng)該是纖維而并非灰 分，因此灰分高導致吸油率下降。選用的高灰分含量的原料從而會導致吸油率 指標偏低，以至于不滿足規(guī)定的要求，而路用木質(zhì)素纖維素質(zhì)量標準又有明確 規(guī)定的灰分含量要求。所以，本發(fā)明利用廢棄新聞紙吸油率高而廢棄刊物紙灰 分含量高的特點，在大量試驗的基礎(chǔ)上得出的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙的適合 配比，以期達到產(chǎn)品既具較高吸油率又符合所規(guī)定的灰分含量要求，從而保證 本發(fā)明的路用木質(zhì)素纖維具有良好的高、低溫性能并符合SMA路面性能特點的 要求。
本發(fā)明還根據(jù)灰分含量與吸油率的相關(guān)性，對廢棄紙原料提出吸油率與灰 分含量指標作為制備路用木質(zhì)素纖維產(chǎn)品原料的參考指標，以便更好、更方便 快捷地控制原料，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。
下面以三個實施例對本發(fā)明做進一步說明。 實施例11) 備料
對廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料的的吸油率與灰分含量別進行檢測，檢驗 指標如下并按所述重量百分比分別稱重；
吸油率 灰分含量 廢棄刊物紙 5.0倍 30%
廢棄新聞紙 6.0倍 5%
按下列質(zhì)量百分配比稱重上述原料 廢棄刊物紙 70%;
廢棄新聞紙 30%
2) 切碎
將稱量好的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料分別用切碎機切碎，通過控制其 轉(zhuǎn)速和進料量使切碎寬度控制在10土3mm;
3) 混料
將切碎后的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料通過稱重按重量比為7: 3配比放 入混料機進行充分混合。
4) 粉碎
將上述混合的物料經(jīng)加料裝置送入葉輪式超級粉碎機粉碎，在粉碎過程中 通過控制進料量、葉輪轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)風量大小，調(diào)節(jié)成品物料粒度和纖維形態(tài)， 使粉碎后成品物料在通過0. 15 mm篩孔時的篩分率為70±10%;
5) 包裝
將成品物料按包裝重量稱重，稱重后的成品物料通過專用的包裝機械灌入 其內(nèi)襯為PVE薄膜的包裝袋，并進行真空封口包裝，稱重誤差不大于1%。實施例2
1) 備料
對廢棄刊物紙和廢棄新聞紙原料的的吸油率與灰分含量別進行檢測，檢驗 指標如下并按所述重量百分比分別稱重；
吸油率 灰分含量 廢棄刊物紙 4.5倍 25%
廢棄新聞紙 6.8倍 7%
按下列質(zhì)量百分配比稱重上述原料-廢棄刊物紙 50% 廢棄新聞紙 50%;
2) 切碎
將稱量好的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料分別用切碎機切碎，通過控制其 轉(zhuǎn)速和進料量使切碎寬度控制在10士3mm;
3) 混料
將切碎后的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料通過稱重按重量比為1: 1配比放 入混料機進行充分混合。
4) 粉碎
將上述混合的物料經(jīng)加料裝置送入葉輪式超級粉碎機粉碎，在粉碎過程中 通過控制進料量、葉輪轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)風量大小，調(diào)節(jié)成品物料粒度和纖維形態(tài)， 使粉碎后成品物料在通過0. 15 mm篩孔時的篩分率為70±10%;
5) 包裝
將成品物料按包裝重量稱重，稱重后的成品物料通過專用的包裝機械灌入 其內(nèi)襯為PVE薄膜的包裝袋，并進行真空封口包裝，稱重誤差不大于1%。實施例3
1) 備料
對廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料的的吸油率與灰分含量分別進行檢測，檢 驗指標如下并按所述重量百分比分別稱重；
吸油率 灰分含量 廢棄刊物紙 4.0倍 20%
廢棄新聞紙 8.0倍 8%
按下列質(zhì)量百分配比稱重上述原料 廢棄刊物紙 60%; 廢棄新聞紙 40%
2) 切碎
將稱量好的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料分別用切碎機切碎，通過控制其 轉(zhuǎn)速和進料量使切碎寬度控制在10士3mm;
3) 混料
將切碎后的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙原料通過稱重按重量比為3: 2配比放 入混料機進行充分混合。
4) 粉碎
將上述混合的物料經(jīng)加料裝置送入葉輪式超級粉碎機粉碎，在粉碎過程中 通過控制進料量、葉輪轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)風量大小，調(diào)節(jié)成品物料粒度和纖維形態(tài)， 使粉碎后成品物料在通過0. 15 mm篩孔時的篩分率為70士10%;
5) 包裝
將成品物料按包裝重量稱重，稱重后的成品物料通過專用的包裝機械灌入 其內(nèi)襯為PVE薄膜的包裝袋，并進行真空封口包裝，稱重誤差不大于1%。
權(quán)利要求
1.路用木質(zhì)素纖維，其特征在于包括下列重量百分比的廢棄紙廢棄刊物紙50～70％，廢棄新聞紙30～50％；廢棄刊物紙的吸油率應(yīng)為4～5倍，灰分含量應(yīng)為20～30％；廢棄新聞紙的吸油率應(yīng)為6～8倍，灰分含量應(yīng)為5～8％。
2. 路用木質(zhì)素纖維的制備方法，其特征在于采用如下步驟的干法工藝1) 備料對作為原料的廢棄新聞紙和廢棄刊物紙的水分和灰分分別進行檢 測，應(yīng)達到上述規(guī)定范圍，并按所述重量百分比分別稱量各原料；2) 切碎將稱量好的原料分別用切碎機切碎，通過控制其轉(zhuǎn)速和進料量使 切碎寬度控制在10土3mm;3) 混料將切碎后的原料以所述質(zhì)量百分配比放入混料機進行混合；4) 粉碎將上述混合的物料經(jīng)加料裝置送入粉碎機粉碎，使粉碎后成品物 料在通過0. 15 mm篩孔時的篩分率為70±10%;5) 包裝稱重后用內(nèi)襯PVE薄膜的包裝袋真空封口包裝，稱重誤差不大于1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的路用木質(zhì)素纖維的制備方法，其特征在于所述粉 碎機為葉輪式超級粉碎機，在粉碎過程中通過控制進料量、葉輪轉(zhuǎn)速和系統(tǒng)風 量大小，調(diào)節(jié)成品物料粒度和纖維形態(tài)，使其達到所述篩分率。
全文摘要
本發(fā)明涉及路用木質(zhì)素纖維及制備方法。所述纖維包括下列重量百分比的廢紙廢棄刊物紙50～70％，廢棄新聞紙30～50％；廢棄刊物紙的吸油率應(yīng)為4～5倍，灰分含量應(yīng)為28～32％；廢棄新聞紙的吸油率應(yīng)為6～8倍，灰分含量應(yīng)為6～8％。上述纖維的制備方法包括1)備料，對作為原料的水分和灰分分別檢測及稱重；2)切碎，切碎寬度控制在10±3mm；3)混料，原料放入混料機進行混合；4)粉碎，通過0.15mm篩孔時的篩分率為70±10％。本發(fā)明采用干法工藝，使整個生產(chǎn)過程無化學反應(yīng)，無廢水排出，對周邊環(huán)境無任何影響，工藝流程簡單易于控制，操作人員少，節(jié)能，可節(jié)省大量的木材、水、電以及化工原料，產(chǎn)品質(zhì)量及路用性能均達到了國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量標準，降低了生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C04B16/02GK101607800SQ20091018168
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者侯永發(fā), 商士斌, 張志祥, 曹榮吉, 游玉石, 丹 王 申請人:江蘇省交通科學研究院股份有限公司;中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所