集料成分特性的研究

摘要：為了探究集料化學(xué)成分對乳化瀝青膠漿破乳速度的影響，本文就研究集料化學(xué)成分的比表面積、表面能、PH值、堿值等特性。

關(guān)鍵詞：比表面積;表面能;pH值;堿值

0.引 ?言

當(dāng)前，國內(nèi)大部分高等級公路均需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，面對日益繁重的道路養(yǎng)護(hù)與維修任務(wù)，瀝青混合料的就地?zé)嵩偕匕锜嵩偕夹g(shù)在道路養(yǎng)護(hù)中得到了大量應(yīng)用。與前兩種道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比，乳化瀝青冷拌混合料因節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)將成為道路維護(hù)工作的主力軍[1-2]。朱曉斌等[3]采用模擬溶液研究了陰離子乳化瀝青在鹽溶液中的粒徑分布波動及聚沉情況，得到CA漿體中的陽離子對陰離子乳化瀝青的聚沉破乳具有明顯促進(jìn)作用，馮虎等[4]利用陽離子乳化瀝青做了化學(xué)破乳試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)乳化瀝青中乳化劑含量越高其化學(xué)穩(wěn)定性越好，破乳劑濃度越高，乳化瀝青的破乳度越高。王振軍等[5-6]人認(rèn)為水泥、乳化瀝青的摻量會影響乳化瀝青破乳快慢。研究表明乳化瀝青破乳速度又與集料的特性有關(guān)，本文就選取四種氧化物來探究其特性，為之后研究乳化瀝青破乳打下基礎(chǔ)。

1.目的

本文運(yùn)用BET法、接觸角法、pH測量和堿值比較法分別得出三氧化二鋁、氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鐵、碳酸鈣這四種集料的主要化學(xué)成分的比表面積、表面能、pH值和堿值。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1試驗(yàn)材料

集料的主要化學(xué)成分選用三氧化二鋁、氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鐵、碳酸鈣。

2.3集料化學(xué)成分特性分析

2.3.1 試驗(yàn)原材料

本文以三氧化二鋁、氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鐵、碳酸鈣作為研究對象。

2.3.2 集料化學(xué)成分的比表面積分析

2.3.2.1 比表面積試驗(yàn)方法

本文采取以三氧化二鋁、氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鐵、碳酸鈣這四種集料的主要化學(xué)成分以及為研究對象。

本文以BET法測試上述四種氧化物成分和碳酸鈣的比表面積指標(biāo)，試驗(yàn)方法按照GB/T19587-2004進(jìn)行。

2.3.2.2比表面積試驗(yàn)結(jié)果

比表面積試驗(yàn)結(jié)果見表2.1。

2.3.3集料化學(xué)成分的表面能分析

2.3.3.1表面能試驗(yàn)方法

本文采取接觸角法來測量五種化學(xué)成分粉末的表面能參數(shù)。

2.3.3.2表面能試驗(yàn)結(jié)果

蒸餾水、甲苯、甲酰胺、乙醇，其相關(guān)表面能參數(shù)均可查表獲得。接觸角試驗(yàn)結(jié)果見表2.2。五種氧化物和碳酸鈣粉末的表面能參數(shù)見表2.3。

2.3.4集料化學(xué)成分的PH值分析

2.3.4.1試驗(yàn)材料及試驗(yàn)儀器

本文采用雷磁pHSJ-3F型精密pH計(jì)測量不同濃度的四種氧化物和碳酸鈣的pH值。所需儀器分別為：pH計(jì)、燒杯、溫度槍。

2.3.4.2pH值試驗(yàn)結(jié)果及分析

表2.4中可知溶液濃度的變化對其物質(zhì)的酸堿性沒有較大的影響。對四種氧化物成分和碳酸鈣溶液的酸堿性求平均值可得各物質(zhì)的酸堿性大小（碳酸鈣：pH= 8.41、氧化鎂：pH=9.41、三氧化二鋁：pH=8.92、三氧化二鐵：pH=8.58、二氧化硅：pH=7.45）。

2.3.5集料化學(xué)成分的堿值分析

2.3.5.1集料化學(xué)成分堿值試驗(yàn)方法

本文采取堿值比較法是測定物質(zhì)的堿值。假設(shè)碳酸鈣的堿值為1。四種氧化物和碳酸鈣的堿值測試結(jié)果見表2.5。

3.結(jié)論

通過以上試驗(yàn)研究表明四種氧化物和碳酸鈣的多點(diǎn)BE比表面積從大到小依次為氧化鎂、三氧化二鐵、氧化硅、三氧化二鋁、碳酸鈣;氧化鋁、氧化鐵、碳酸鈣的表面能較大，氧化鎂和氧化硅表面能大小相差不大。氧化鋁和氧化鐵表面能較大的原因是這兩種氧化物具有較大的色散分量，碳酸鈣表面能較大的原因是由于其具有較大的極性分量;氧化鎂的堿性較強(qiáng)。氧化鋁、氧化鐵和碳酸鈣呈弱堿性，三者的酸堿性差別不大。氧化硅的堿性最弱，其溶液呈現(xiàn)出中性的特點(diǎn);在四種氧化物成分和碳酸鈣中，除作為參考物質(zhì)的碳酸鈣之外，氧化鈣的堿值最大，二氧化硅的堿值最小，且不同集料化學(xué)成分之間的堿值差異較為顯著。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陳怡同（1993.8.10—），男，漢族，重慶市，研究生，重慶交通大學(xué)，交通運(yùn)輸工程