[发明专利]一种用于隧道沥青路面的复配阻燃矿粉及阻燃沥青混合料

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃沥青领域，以及一种用于隧道沥青路面的复配阻燃矿粉及阻燃沥青混合料。

背景技术

沥青具有易燃性，当发生隧道火灾时，隧道沥青路面的温度将远远高于沥青的燃点，从而引燃一定范围内的沥青。沥青的燃烧一方面释放热量促进火势蔓延，另一方面释放大量的有毒烟气，妨害受灾区域的人员逃生。隧道沥青路面的防火安全性一直被国内外学者所持续关注，通过添加阻燃剂提升沥青路面的阻燃抑烟性能，是解决这一问题的有效途径之一。以氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)为典型代表的金属氢氧化物阻燃剂因具有稳定性好、无毒、抑烟等优点，而被越来越广泛地应用。但ATH和MH会在一定程度上降低沥青的低温性能和水稳定性，这制约了金属氢氧化物阻燃剂在沥青路面中的进一步推广。

水滑石类化合物(LDHs)是一种层状双羟基复合金属氢氧化物，是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土。由于其特殊的结构和组成，受热分解时吸收大量热，能降低燃烧体系的温度；分解释放出的水等气体能稀释、阻隔可燃性气体；分解后的产物为碱性多孔性物质，比表面积大，能吸附有害气体特别是酸性气体，因而具有阻燃抑烟双重功能。研究表明，LDHs相比ATH和MH阻燃性能更佳，采用LDHs可减少阻燃剂添量，在保证阻燃性能的同时，提升沥青力学性能。

公开号为CN 103044937A的中国专利文献公开了一种环保路用阻燃抑烟沥青及其制备方法，该阻燃抑烟沥青按重量份由基础沥青100份、水滑石粉2～10份、氢氧化铝和/或氢氧化镁10～20份、消烟剂0～5份、偶联剂0～5份组成。

氢氧化钙(HL)作为沥青路面的常用添加剂，可有效提高和改善阻燃沥青混合料的高、低温性能和水稳定性。研究表明尽管在提高极限氧指数和抑制沥青点燃方面，HL的表现不如ATH、MH卓越，但添加HL可有效降低沥青燃烧的反应速率和燃烬率，使总热释放率和总发烟量均显著减少，阻燃抑烟效果明显，且HL价格更为低廉。

公开号为CN 104629389A的中国专利文献公开了一种改性阻燃沥青，添加的消石灰质量为原未改性沥青质量的25％～80％。

现有阻燃剂较少兼顾沥青路面的阻燃抑烟性能和路用性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属氢氧化物复配阻燃矿粉，不仅可以提升沥青的阻燃抑烟性能，提高发生火灾时沥青的安全性，同时可以提升阻燃沥青混合料的路用性能，延长路面的使用寿命。

一种用于隧道沥青路面的复配阻燃矿粉，以重量份计，包括：

石灰石40～80份；

消石灰10～30份；

水滑石类化合物10～30份。

消石灰，水滑石类化合物都可以用作沥青阻燃剂，其中HL的阻燃机理主要表现为凝聚相阻燃，其在燃烧过程中形成致密阻隔层，从而有效降低沥青燃烧的反应速率和燃烬率，致使总热释放率和总发烟量均显著减少。而水滑石类化合物的阻燃机理则主要表现为气相阻燃，其受热分解产生的惰性气体可起到吸热、稀释、阻隔等多重作用。两者以适当的比例同时添加，可起到互补和协同作用——复配阻燃矿粉在促进惰性阻隔层形成的同时降低反应区域的温度和自由基的浓度，从沥青燃烧的初期至后期，全面抑制沥青的点燃和反应，展现出更加全面、稳定和长效的阻燃效果。

本发明中，所述的复配阻燃矿粉为金属氢氧化物复配阻燃矿粉，在所述组分及重量配比下，不仅能显著提高所制得的阻燃沥青混凝土的阻燃性，还可以提升阻燃沥青混凝土的高、低温性能及水稳定性。

将所需重量份的石灰石、消石灰、水滑石类化合物搅拌混合即得到所述复配阻燃矿粉。

作为优选，所述的复配阻燃矿粉以重量份计，包括：

石灰石60～70份；

消石灰15～25份；

水滑石类化合物10～20份。

进一步优选，所述的复配阻燃矿粉以重量份计，包括：

石灰石60份；

消石灰20～25份；

水滑石类化合物15～20份。

所述消石灰中，Ca(OH)₂含量为75％-100％，颗粒中位径为0.5-50μm。

作为优选，所述消石灰中，Ca(OH)₂含量为90％-100％，颗粒中位径在0.5-20μm。

水滑石类化合物为水滑石、类水滑石和插层水滑石中的一种或多种。

水滑石类化合物的平均比表面积为20m²/g～200m²/g。