瀝青和瀝青混合料的硅藻土改性機理研究.pdf

1、適應高速公路網(wǎng)建設的需求，近十年來聚合物改性瀝青在中國有著超常的發(fā)展，雖然緩解了高速、重載交通對路面功能多指標、高性能要求與粗放式作業(yè)的工藝水平之間的矛盾，但其供應與價格受石油危機的影響，時時困擾著工程。我國具有豐富的硅藻土資源，云南、吉林兩省的工程實踐，表明外摻硅藻土，瀝青路面的使用性能得以提高。硅藻土由硅藻類動物和其它生物的硅質(zhì)骨骼部分的堆積而成的礦物，它的結構與特性均不同于聚合物，為了把握住硅藻土資源利用的正確方向，充分發(fā)揮硅藻土

2、的作用，研究硅藻土改性瀝青的機理，代表著礦物改性的一個發(fā)展方向，必將改變局限于聚合物改性瀝青的現(xiàn)狀，豐富改性瀝青的內(nèi)涵。 硅藻土是一種礦物，硅藻土改性瀝青的機理不同于聚合物的改性機理，必須從硅藻土的特性出發(fā)，抓住硅藻土的物理、礦物成分特點，來分析硅藻土的改性機理。因此硅藻土的物理及礦物成分分析是本論文的一個研究重點。電鏡掃描、X射線衍射、N2吸附等方法，分析了硅藻土的主要物理特性及礦物組成。硅藻土的主要特性是巨大的比表面積和硅藻

3、土的多孔結構以及非晶體的SiO2結構組成，這是硅藻土改性瀝青的機理分析的基礎。灰色系統(tǒng)關聯(lián)度分析，表明硅藻土改性瀝青的性能是非晶體的SiO2的含量、硅藻土的比表面積、硅藻土的平均粒徑等綜合作用的結果，硅藻土的礦物組成是瀝青改性的基礎，發(fā)揮硅藻土對瀝青的改性作用，必須注重礦物組成，這是提純要求的根據(jù)?，F(xiàn)代化的測試分析表明，硅藻土改性瀝青重要的在于硅藻土活性的非晶體SiO2礦物成分，硅藻土具有巨大的比表積和微孔結構，穩(wěn)定地分散在瀝青介質(zhì)中，

4、與瀝青互相吸收與互相吸附的作用，改變了瀝青性能，也改善了瀝青膠漿與瀝青混合料的路用性能，而其良好的分散性有利于簡化施工工藝，便于工程推廣應用。 用紅外光譜、電鏡掃描、紫外分光光度等方法，分析了硅藻土改性瀝青改性的微觀機理，證明了硅藻土加入瀝青中，能夠均勻地分布在瀝青中，硅藻土的多孔結構能有效地吸附瀝青，硅藻土對瀝青具有較大的吸附能力，硅藻土與瀝青發(fā)生物理吸附，沒有新的官能團形成。硅藻土在瀝青中的均勻地分散性為簡化施工工藝創(chuàng)造了條

5、件。 用DSC試驗，證明硅藻土改性瀝青與基質(zhì)瀝青相比，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，說明加入硅藻土后，改善了瀝青的低溫性能。動態(tài)熱力分析進一步測定了硅藻土改性瀝青的剪切彈性模量、剪切損耗模量及損耗角，證實了硅藻土改性瀝青的高溫性能與低溫性能均好于基質(zhì)瀝青，也證實了硅藻土加入瀝青中所起到的作用是改性作用，說明了硅藻土的改性機理的實質(zhì)。 通過硅藻土改性瀝青的機理分析，可以為硅藻土應用打下堅實的基礎，為硅藻土改性瀝青混合料設計、施工等提

6、供理論依據(jù)，也為礦物改性瀝青的機理分析提供一種新的方法。硅藻土改性瀝青路面施工簡便，不需要專用設備，現(xiàn)有的國產(chǎn)和進口瀝青拌合設備均可生產(chǎn)，從拌合到攤鋪、碾壓等工序與普通的瀝青路面的施工完全相同，可操作性強，便于推廣應用。硅藻土改性瀝青混合料造價低，與SBS改性瀝青路面和SMA路面相比，具有顯著的經(jīng)濟效益，可以廣范應用于高等級公路建設工程中，也可以應用于大修、改建工程，應用前景十分光明，發(fā)展硅藻土改性瀝青，能夠充分利用國內(nèi)豐富的硅藻土資源