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基于细观尺度的沸石沥青结构分析

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  为了解沸石温拌沥青混合料的温拌机理,针对沸石-沥青的细观尺度结构体系开展研究。采用动态纳米粒度分析仪、扫描电镜和压汞法分析了3种沸石材料细度、细观形貌及孔道特征。采用体视显微镜和工业X-rayCT技术对3种沸石温拌沥青结构中气泡的二维及三维分布进行了定量分析,提出沸石沥青中气泡分布的特征参数,进而建立了沸石性质与气泡分布特性参数的关系。研究结果表明:合成沸石较天然沸石具有大孔隙数量多、孔容大和内比表面积小的特点;沸石水在沥青中产生的气泡呈现出"上多下少、上大下小"的分布特点;沥青温度升高,气泡数量减少,但体积百分率增加;中位孔径小、中孔和大孔多的沸石有利于温拌过程中气泡的形成,可提高温拌效果,而沸石中超大孔比例多则不利于气泡的形成,对温拌效果贡献较小。

  温拌沥青混合料由于可以有效降低拌和与施工温度,进而降低拌和过程中的能源消耗,减轻拌和过程中的沥青老化,减少施工过程中有害气体的产生,在保证路用性能和耐久性的前提下,实现了沥青混合料施工技术的绿色化、经济化,因此,该技术目前成为国内外的研究热点。沸石作为温拌剂的一种,越来越多被应用于工程实际中。沸石作为温拌剂是借助沸石所含结晶水在热沥青中持续蒸发或沸腾产生微发泡的功能来实现沥青混合料的温拌,这种微小泡沫会使分子孔隙更小,并起到润滑剂的作用,同时具有良好裹附集料的能力,从而改善混合料的施工和易性及压实特性,进而达到温拌效果。Akisetty等针对合成沸石开展研究,分析了其对沥青性能的影响,发现合成沸石的加入使得沥青胶浆的粘度有所提高。Wasiuddin等采用旋转粘度计测试了Aspha-min合成沸石沥青胶浆的粘度,也发现合成沸石并没有起到降低粘度的作用,因此得出结论:粘温曲线并不能揭示含水添加剂类温拌沥青技术的原理,这与Akisetty等的研究结论一致。