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酸鈣晶須在道路瀝青中的應(yīng)用綜述

黃明杰 張曉瑩

（荊門(mén)市磊鑫石膏制品有限公司 湖北荊門(mén) 448000）

摘 要：隨著生活水平的提高，汽車(chē)等交通工具的急劇增長(zhǎng)以及貨運(yùn)車(chē)的軸重不斷的增加，瀝青在各種道路中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，種類(lèi)也日漸增多。硫酸鈣晶須具有強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、親合力強(qiáng)、無(wú)毒、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用到道路瀝青中具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。本文主要介紹了硫酸鈣晶須在道路瀝青中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：硫酸鈣；晶須；瀝青

Application and Summary of Calcium Sulfate Whisker in Road Asphalt

Huang Ming-jie, Zhang Xiao-ying

(Jingmen City Leixin Gypsum Product Co.,Ltd., Jingmen 448000,China)

Abstract: With the improvement of living standards, vehicles, for example cars and the axle load of freight cars are rapid growing, asphalt application in various road is more widely used and the type is also growing. Calcium sulfate whisker have the following obvious advantages applied to road asphalt, such as high strength, good toughness, high temperature resistance, chemical resistance, strong affinity, non-toxic and low price etc. This paper mainly introduces the application of calcium sulfate whisker in road asphalt.

Key words: calcium sulfate; whisker; asphalt

引 言

城市道路、高速公路的迅速發(fā)展極大地促進(jìn)了改性瀝青及瀝青改性工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。各種形式的改性瀝青的廣泛應(yīng)用又大幅度地提高了瀝青混凝土路面的性能。尋求新的瀝青改性劑、研究新型瀝青改性產(chǎn)品并同新的路面結(jié)構(gòu)一起不斷地提高城市道路、高速公路的修建質(zhì)量已經(jīng)成為交通發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1硫酸鈣晶須

硫酸鈣晶須是以生石膏為原料在人工控制下以單晶形式生長(zhǎng)的無(wú)水硫酸鈣纖維狀單體。硫酸鈣晶須以均勻的橫截面、完整的外形及高度完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常作為復(fù)合材料的增強(qiáng)組元，以此來(lái)制備性能優(yōu)異的復(fù)合材料。表1為硫酸鈣晶須與其他晶須的主要性能比較。

表1幾種晶須的性能比較

2硫酸鈣晶須在瀝青中的應(yīng)用  

高分子聚合物是常用的有機(jī)瀝青改性劑，應(yīng)用最為廣泛，但是無(wú)機(jī)礦物填料在瀝青改性中也具有重要的作用。無(wú)機(jī)礦物填料在改善瀝青的感溫性能、杭老化能力；提高瀝青混合料的耐磨性能、瀝青結(jié)合料的粘附性等方面都有顯著效果。常用的無(wú)機(jī)礦物填料有碳黑、硫磺、石棉、木質(zhì)纖維、晶須等。無(wú)機(jī)礦物填料由于原料來(lái)源廣泛、添加工藝簡(jiǎn)單易行、價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，其應(yīng)用也十分廣泛。

2.1瀝青用填料要求

東北大學(xué)田澤峰等[1]將硫酸鈣晶須應(yīng)用于道路瀝青中，顯著提高了瀝青的高溫性能并明顯改善了瀝青的感溫性，從而可以證明硫酸鈣晶須作為增強(qiáng)組元可以應(yīng)用于道路瀝青中。但是，并不是所有的填料都適合作為增強(qiáng)組元應(yīng)用在瀝青中，重點(diǎn)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)要求：

1、與瀝青的相容性；

2、在與瀝青混合的溫度下不能分解；

3、易加工和批量生產(chǎn)；

4、在使用過(guò)程中能始終保持原有的優(yōu)良性能；

5、在經(jīng)濟(jì)上要合算。

2.2改性瀝青工藝選擇

一般采用機(jī)械攪拌法和膠乳法兩種工藝，雖然都能夠達(dá)到使CaSO₄晶須均勻分散的目的，但是與機(jī)械攪拌法相比，膠乳法更有利于保持晶須的長(zhǎng)徑比，而機(jī)械攪拌法能夠使CaSO₄晶須不發(fā)生團(tuán)聚。

2.2.1機(jī)械攪拌法

機(jī)械攪拌法工藝流程如圖1所示。

2.2.2膠乳法

膠乳法工藝流程如圖2所示。  

兩種工藝條件下改性瀝青基本性能的差異表明，機(jī)械攪拌法對(duì)于發(fā)揮CaSO₄晶須改善瀝青高溫性能的作用更有優(yōu)勢(shì)，但是在改善瀝青的低溫性能和感溫性能方面都不如膠乳法，因此膠乳法更適合制備CaSO₄晶須改性瀝青^[2]。

2.3改性瀝青中硫酸鈣晶須的摻用量

在適宜的硫酸鈣晶須摻量范圍內(nèi)，晶須能夠顯著提高瀝青混合料的低溫抗裂性能，同時(shí)在一定程度上改善瀝青混合料的高溫性能。

田澤峰等^[3]試驗(yàn)證明，硫酸鈣晶須能夠顯著改善瀝青的高、低溫性能和感溫性能，作用效果與其摻量關(guān)系密切，硫酸鈣晶須的摻量為5%~9%時(shí)最適宜。

3小結(jié)

硫酸鈣晶須填加到瀝青中，可在熱力、機(jī)械力的作用下，以細(xì)微纖維狀無(wú)序地分散在瀝青混合料中，由于其尺寸細(xì)微，與其它填料相比，硫酸鈣晶須與瀝青之間的相容性要好得多^[4-5]。同時(shí)，硫酸鈣晶須能與瀝青基體形成部分交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低瀝青膠體的流動(dòng)性，提高其黏度和抗高溫變形能力，從而增加瀝青混合料抵抗外部荷載的能力。此外，硫酸鈣晶須是微纖維狀單晶體，具有顆粒狀填料的粒度和短纖維填料的長(zhǎng)徑比，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、親合力強(qiáng)、無(wú)毒、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，用它改性道路瀝青具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，在高等級(jí)公路、城市干道、機(jī)場(chǎng)道面鋪裝及屋面防水等領(lǐng)域應(yīng)該擁有一定的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 田澤峰,韓躍新,印萬(wàn)忠.CaSO₄晶須改性瀝青的基本性能[J].有色礦冶,2004,(第20卷):58-60.

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[3] 田澤峰,陳曉龍,韓躍新,趙鑫,印萬(wàn)忠.CaSO₄晶須改性瀝青及其混合料的路用性能研究[J].礦冶工程,2006,(第26卷).193-198.

[4] 費(fèi)文麗,李征芳,王晰.硫酸鈣晶須的制備及應(yīng)用評(píng)述[J].化工礦物與加工,2002(9):31-32.

[5] 韓躍新,于福家,王澤紅.以生石膏為原料合成的硫酸鈣晶須及其應(yīng)用研究[J].國(guó)外金屬礦選礦,1996(4):50-52.

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