集料成分特性的研究

摘要：为了探究集料化学成分对乳化沥青胶浆破乳速度的影响，本文就研究集料化学成分的比表面积、表面能、PH值、碱值等特性。

关键词：比表面积;表面能;pH值;碱值

0.引  言

当前，国内大部分高等级公路均需要进行养护，面对日益繁重的道路养护与维修任务，沥青混合料的就地热再生、温拌热再生技术在道路养护中得到了大量应用。与前两种道路养护技术相比，乳化沥青冷拌混合料因节能、环保、可持续、适应性好等优点将成为道路维护工作的主力军[1-2]。朱晓斌等[3]采用模拟溶液研究了阴离子乳化沥青在盐溶液中的粒径分布波动及聚沉情况，得到CA浆体中的阳离子对阴离子乳化沥青的聚沉破乳具有明显促进作用，冯虎等[4]利用阳离子乳化沥青做了化学破乳试验，发现乳化沥青中乳化剂含量越高其化学稳定性越好，破乳剂浓度越高，乳化沥青的破乳度越高。王振军等[5-6]人认为水泥、乳化沥青的掺量会影响乳化沥青破乳快慢。研究表明乳化沥青破乳速度又与集料的特性有关，本文就选取四种氧化物来探究其特性，为之后研究乳化沥青破乳打下基础。

1.目的

本文运用BET法、接触角法、pH测量和碱值比较法分别得出三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、碳酸钙这四种集料的主要化学成分的比表面积、表面能、pH值和碱值。

2.试验设计

2.1试验材料

集料的主要化学成分选用三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、碳酸钙。

2.3集料化学成分特性分析

2.3.1 试验原材料

本文以三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、碳酸钙作为研究对象。

2.3.2 集料化学成分的比表面积分析

2.3.2.1 比表面积试验方法

本文采取以三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、碳酸钙这四种集料的主要化学成分以及为研究对象。

本文以BET法测试上述四种氧化物成分和碳酸钙的比表面积指标，试验方法按照GB/T19587-2004进行。

2.3.2.2比表面积试验结果

比表面积试验结果见表2.1。

2.3.3集料化学成分的表面能分析

2.3.3.1表面能试验方法

本文采取接触角法来测量五种化学成分粉末的表面能参数。

2.3.3.2表面能试验结果

蒸馏水、甲苯、甲酰胺、乙醇，其相关表面能参数均可查表获得。接触角试验结果见表2.2。五种氧化物和碳酸钙粉末的表面能参数见表2.3。

2.3.4集料化学成分的PH值分析

2.3.4.1试验材料及试验仪器

本文采用雷磁pHSJ-3F型精密pH计测量不同浓度的四种氧化物和碳酸钙的pH值。所需仪器分别为：pH计、烧杯、温度枪。

2.3.4.2pH值试验结果及分析

表2.4中可知溶液浓度的变化对其物质的酸碱性没有较大的影响。对四种氧化物成分和碳酸钙溶液的酸碱性求平均值可得各物质的酸碱性大小（碳酸钙：pH= 8.41、氧化镁：pH=9.41、三氧化二铝：pH=8.92、三氧化二铁：pH=8.58、二氧化硅：pH=7.45）。

2.3.5集料化学成分的碱值分析

2.3.5.1集料化学成分碱值试验方法

本文采取碱值比较法是测定物质的碱值。假设碳酸钙的碱值为1。四种氧化物和碳酸钙的碱值测试结果见表2.5。

3.结论

通过以上试验研究表明四种氧化物和碳酸钙的多点BE比表面积从大到小依次为氧化镁、三氧化二铁、氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙;氧化铝、氧化铁、碳酸钙的表面能较大，氧化镁和氧化硅表面能大小相差不大。氧化铝和氧化铁表面能较大的原因是这两种氧化物具有较大的色散分量，碳酸钙表面能较大的原因是由于其具有较大的极性分量;氧化镁的碱性较强。氧化铝、氧化铁和碳酸钙呈弱碱性，三者的酸碱性差别不大。氧化硅的碱性最弱，其溶液呈现出中性的特点;在四种氧化物成分和碳酸钙中，除作为参考物质的碳酸钙之外，氧化钙的碱值最大，二氧化硅的碱值最小，且不同集料化学成分之间的碱值差异较为显著。

参考文献

[1]褚建军，沈春林. 乳化沥青在喷涂速凝防水涂料中的应用[J]. 石油沥青，2016，30（2）：54-56.

[2]Pundhir N. K. S.， Nanda P. K. Development of bitumen emulsion based cold mix technology for construction of roads under different climatic conditions of india [J].Journal of Scientific and Industrial Research. 2006， V65 （9） 729-743.

[3]朱曉斌，洪锦祥，李 炜.破乳行为对CA浆体流变性能的影响及机理[J]. 建筑材料学报，2017，20（4）：548-555.

[4]冯虎，王友刚. 阳离子乳化沥青化学破乳试验研究 [J].石油沥青，2012，26（5）：33-34.

[5]王振军，杜少文，肖晶晶，等. 水泥乳化沥青混合料性能的影响因素[J]. 建筑材料学报，2011，14（4）：497-511.

[6]王振军，杜少文.水泥对乳化沥青混合料路用性能的影响[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2009，33（3）：596-599.

作者简介：陈怡同（1993.8.10—），男，汉族，重庆市，研究生，重庆交通大学，交通运输工程