Боксит — это природный минерал с оксидом алюминия (Al₂O₃) в качестве основного компонента, обычно содержащий примеси, такие как железо, кремний и титан. В последние годы его уникальные физические и химические свойства постепенно привлекли внимание в проектах по укладке дорожных покрытий, особенно в области противоскользящих покрытий. Ниже приводится конкретное применение и технический анализ боксита в проектах по противоскользящим покрытиям:
1. Характеристики боксита и его совместимость с противоскользящим покрытием
Высокая твердость и износостойкость:
боксит имеет высокое содержание оксида алюминия (70%~90%) и твердость по Моосу 7~8, что значительно выше, чем у обычного известняка (3~4). Он может повысить износостойкость покрытия и продлить срок его службы.
Шероховатая структура поверхности:
Частицы боксита в основном пористые или угловатые. После укладки они могут образовывать микроскопические вогнуто-выпуклые текстуры, повышать коэффициент трения покрытия (до 0,7~0,8 в сухих условиях и 0,4~0,5 во влажных условиях) и эффективно предотвращать скольжение.
Высокая термостойкость и химическая стабильность:
глинозем имеет высокую температуру плавления (2050℃) и может выдерживать высокие температуры (160~180℃) во время асфальтирования. Он также устойчив к кислотной и щелочной коррозии и подходит для сложных условий (например, дороги вокруг химических заводов).
Экологическая совместимость:
Боксит — природный минерал, не выделяющий летучих органических соединений (ЛОС), что соответствует требованиям экологичного дорожного строительства.
2. Конкретные формы применения боксита в противоскользящих покрытиях
(1) В качестве заполнителя для замены традиционного камня
. Включение крупного заполнителя:
измельченные частицы боксита (размер частиц 4,75~19 мм) используются для замены части базальтовых или гранитных заполнителей (10%~30%) в асфальтобетонных смесях (таких как SMA-13, OGFC-16) для улучшения шероховатости поверхности.
Модификация мелкого заполнителя:
порошок боксита (<0,075 мм) используется в качестве наполнителя для замены известнякового порошка с целью улучшения адгезии асфальтобетонного раствора и снижения ущерба от воды.
(2) Материалы для противоскользящих покрытий
Противоскользящие покрытия на основе высокого содержания алюминия:
кальцинированный боксит (Al₂O₃>85%) смешивается с эпоксидной смолой, полиуретаном и другими связующими веществами для образования противоскользящего покрытия распыляемого типа, которое подходит для таких ключевых участков, как мостовые настилы и пандусы, а коэффициент трения может достигать BPN (значение колебания) более 75.
Технология холодной укладки тонкого слоя:
бокситовый заполнитель (размер частиц 2–5 мм) смешивается с модифицированным эмульгированным битумом для образования противоскользящего слоя толщиной 1–3 мм, который легко укладывать и быстро открывать для движения транспорта.
(3) Улучшение проницаемости дорожного покрытия
Добавки для проницаемого бетона:
Пористые свойства боксита могут увеличить пористость проницаемого бетона (до 20%~30%), одновременно снижая износ и разрушение проницаемых дорожных покрытий за счет высокотвердых заполнителей.
3. Сравнение преимуществ бокситового противоскользящего покрытия
Показатели Бокситовое противоскользящее покрытие Традиционное базальтовое противоскользящее покрытие Противоскользящее покрытие на основе смол
Коэффициент трения (BPN) 70~80 60~70 80~90
Износостойкость (износостойкость, %) ≤12 (метод Лос-Анджелеса) ≤15 ≤5 (но высокая стоимость)
Стоимость (юань/м2) 80~120 60~100 200~300
Удобство строительства Совместимо с обычным оборудованием для укладки Применимо к обычному оборудованию Требуется специальное распылительное оборудование
Экологическая адаптивность Высокая термостойкость, стойкость к замораживанию и оттаиванию Легко отслаивается при замораживании и оттаивании Устойчивость к химической коррозии
4. Основные технические моменты
Технология обработки заполнителя:
Перед использованием боксит необходимо измельчить, просеять и протравить (для удаления примесей железа), чтобы гарантировать, что гранулометрический состав соответствует «Технические условия на строительство асфальтобетонных покрытий автомагистралей» (JTG F40).
Оптимизация асфальтобетонной смеси:
используйте модифицированный асфальт высокой вязкости (например, модификацию SBS), а количество боксита не должно превышать 30%, чтобы избежать чрезмерной вязкости смеси, влияющей на качество дорожного покрытия.
Добавление противоотслаивающего агента:
добавьте 1%~2% аминного противоотслаивающего агента (например, ASP-2) для улучшения адгезии между бокситом и асфальтом и снижения риска повреждения водой.
5. Практические примеры применения
Случай 1: На пункте взимания платы на автомагистрали в Китае используется покрытие из боксита и ЩМА (добавка 25%), коэффициент трения увеличивается на 18%, и в течение 3 лет не возникает никаких явных колейностей.
Случай 2: На велосипедной дорожке в скандинавском городе используется тонкий слой противоскользящего покрытия на основе бокситов, нанесенного методом холодной укладки, благодаря чему тормозной путь на льду зимой сокращается на 30%.
6. Проблемы и будущие направления
Контроль примесей: низкосортный боксит необходимо очищать флотацией и магнитной сепарацией, что увеличивает затраты.
Содействие стандартизации: отсутствуют специальные спецификации для бокситовых покрытий, необходимо создать долгосрочную базу данных по эксплуатационным характеристикам.
Композитная технология: соединение стального шлака, частиц резины и других материалов для создания многофункционального противоскользящего покрытия (например, шумопоглощение + противоскольжение).
Заключение
Боксит стал конкурентоспособным материалом в противоскользящем дорожном строительстве благодаря своей высокой твердости, шероховатой поверхности и характеристикам защиты окружающей среды. Заменив традиционные заполнители или подготовив специальные покрытия, можно значительно повысить безопасность и долговечность дорожного покрытия. В будущем необходимо дополнительно оптимизировать технологию обработки, снизить затраты и способствовать его широкомасштабному применению на городских дорогах, мостах, в аэропортах и других сценариях.
