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矿粉在沥青混合料中的作用机理

发表日期:2017年05月22日      文章来源:东道路面      浏览次数:      打印本文 打印本文      文章收藏

矿粉,通常是沥青混合料中的填料,填料主要指细度小于0.075mm的颗粒物质。在沥青路面施工中,通常使用石灰岩等强基性岩石磨制的矿粉;粉可以采用水泥厂熟料粉磨生产。在沥青中,由于矿粉及部分细集料的加入,使沥青结合料变为细质沥青胶砂,并使其变硬,从而使沥青结合料的黏结力增强。

矿粉在沥青混合料中的作用机理

按照胶浆理论,沥青混合料是一种具有多级空间网络结构的分散系统,其中胶浆是矿粉与沥青的混合体,对混合料粘弹性有重要影响。在沥青混合料结构中,沥青胶浆是沥青混合料一种最重要的组成部分。因为沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉和沥青形成的多级空间网状结构的分散系,而沥青胶浆又是以填料(矿粉)为分散相分散在高稠度沥青介质中的一种微分散系;同时,沥青只有吸附在矿粉表面形成胶浆才能与其他粗、细集料产生吸附和粘结作用,形成具有一定强度和变形能力的沥青混合料。因此,虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大,但其与沥青形成的沥青胶浆却是影响混合料性能的关键因素。

矿料表面对裹覆在周围的沥青分子相互有吸附作用,使贴近矿料的沥青组分重新排列,黏度变高,越贴近矿料界面的黏度越高,形成一层一定厚度的扩散结构膜。此膜之内的为“结构沥青”,其黏度较高,具有较强的黏结力;此膜之外的沥青为“自由沥青”,黏结力降低。结构沥青形成的主要原因是矿料与沥青的交互作用,引起沥青化学组分在矿料表面的重分布,故在相同沥青用量的条件下,与沥青产生交互作用的矿料表面积愈大,形成的沥青膜愈薄,结构沥青所占比例愈大,沥青混合料的黏结力也愈高。矿粉的主要作用机理之一是矿粉表面沥青膜的结构化,故矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大。

矿粉一般呈碱性,它的加入可增强沥青与矿粉之间的化学吸咐作用,同时矿粉加入沥青中,使沥青本身的粘结力增大,因此矿粉增强了沥青混合料的粘聚力,沥青混合料摩阻力由集料提供,但矿粉的加入减小了沥青的润滑性,使摩阻力增大。

在沥青混凝土中,矿粉用量只占矿料用量的4~8%左右,而其表面积却占矿质混合料的总表面积的70~90%左右。采用表面积大、碱性组分含量高的活性矿粉,可增强沥青与矿粉之间的化学吸附作用,使沥青本身的粘结力增大,同时也就增强了沥青混合料的粘聚力,提高了沥青混合料的高温稳定性和水稳性。

 


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