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黃明杰 張曉瑩
（荊門市磊鑫石膏制品有限公司 湖北荊門 448000）
摘 要：隨著生活水平的提高，汽車等交通工具的急劇增長以及貨運車的軸重不斷的增加，瀝青在各種道路中的應用也越來越廣泛，種類也日漸增多。硫酸鈣晶須具有強度高、韌性好、耐高溫、抗化學腐蝕、親合力強、無毒、價格低等優(yōu)點，應用到道路瀝青中具有較為明顯的優(yōu)勢。本文主要介紹了硫酸鈣晶須在道路瀝青中的應用現(xiàn)狀。
關鍵詞：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)展極大地促進了改性瀝青及瀝青改性工藝的開發(fā)和應用。各種形式的改性瀝青的廣泛應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)品并同新的路面結構一起不斷地提高城市道路、高速公路的修建質量已經(jīng)成為交通發(fā)展的必然趨勢。
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的無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部結構通常作為復合材料的增強組元，以此來制備性能優(yōu)異的復合材料。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用
高分子聚合物是常用的有機瀝青改性劑，應用最為廣泛，但是無機礦物填料在瀝青改性中也具有重要的作用。無機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、瀝青結合料的粘附性等方面都有顯著效果。常用的無機礦物填料有碳黑、硫磺、石棉、木質纖維、晶須等。無機礦物填料由于原料來源廣泛、添加工藝簡單易行、價格優(yōu)勢明顯，其應用也十分廣泛。
2.1瀝青用填料要求
東北大學田澤峰等[1]將硫酸鈣晶須應用于道路瀝青中，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組元可以應用于道路瀝青中。但是，并不是所有的填料都適合作為增強組元應用在瀝青中，重點應考慮以下幾點要求：
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、在使用過程中能始終保持原有的優(yōu)良性能；
5、在經(jīng)濟上要合算。
2.2改性瀝青工藝選擇
一般采用機械攪拌法和膠乳法兩種工藝，雖然都能夠達到使CaSO4晶須均勻分散的目的，但是與機械攪拌法相比，膠乳法更有利于保持晶須的長徑比，而機械攪拌法能夠使CaSO4晶須不發(fā)生團聚。
2.2.1機械攪拌法
機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，機械攪拌法對于發(fā)揮CaSO4晶須改善瀝青高溫性能的作用更有優(yōu)勢，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，晶須能夠顯著提高瀝青混合料的低溫抗裂性能，同時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系密切，硫酸鈣晶須的摻量為5%~9%時最適宜。
3小結
硫酸鈣晶須填加到瀝青中，可在熱力、機械力的作用下，以細微纖維狀無序地分散在瀝青混合料中，由于其尺寸細微，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，硫酸鈣晶須能與瀝青基體形成部分交聯(lián)網(wǎng)絡結構，降低瀝青膠體的流動性，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徑比，具有強度高、韌性好、耐高溫、抗化學腐蝕、親合力強、無毒、價格低等優(yōu)點，用它改性道路瀝青具有較為明顯的優(yōu)勢，在高等級公路、城市干道、機場道面鋪裝及屋面防水等領域應該擁有一定的應用前景。
參考文獻
[1] 田澤峰,韓躍新,印萬忠.CaSO4晶須改性瀝青的基本性能[J].有色礦冶,2004,(第20卷):58-60.
[2] 韓躍新,田澤峰,袁志濤,陳曉龍,印萬忠,王澤紅,由健.CaSO4晶須改性瀝青工藝研究[J].金屬礦山,2005,(第2期):68-72.
[3] 田澤峰,陳曉龍,韓躍新,趙鑫,印萬忠.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] 費文麗,李征芳,王晰.硫酸鈣晶須的制備及應用評述[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用研究[J].國外金屬礦選礦,1996(4):50-52.
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此文章已成功發(fā)表在《石油瀝青》雜志2014年第2期，未以書面同意不得轉載，違者必究！
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