SMA沥青混合料中木质素纤维和玄武岩纤维性能对比!

责任编辑:深圳弘路实业有限公司  发布时间:2018-12-05
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      SMA沥青混合料中木质素纤维和玄武岩纤维性能对比纤维沥青混合料是一种典型的有机材料与无机材料构成的复合材料,人们关注较多的是纤维沥青混合料的路用性能,但是纤维在沥青混合料中的适应性问题却没有引起人们的足够重视。对于热拌沥青混合料,沥青作为一种有机胶凝材料,施工温度不能超过200℃,添加材料在此温度下要求性能稳定,并且与沥青要有较好的相容性。本文将重点讨论不同类型纤维在热拌沥青混合料中的适应性问题。


木质素纤维


1、原材料性能

   本文选取了在纤维沥青混凝土路面材料中常用的两种典型纤维,即天然的木质素纤维与无机类的玄武岩纤维,进行研究。



2、吸油性

   沥青是一种有机胶凝材料,纤维若要发挥作用必须与沥青之间具有良好的相容性。首先纤维要具有良好的吸油性。吸油性试验采用网篮法。


   可以看到,木质素纤维的吸持倍数是8.6,玄武岩纤维的吸持倍数是5.2,均具有良好的吸油性,且木质素纤维吸油性是玄武岩纤维的1.65倍。



3、吸水性

   关于纤维与沥青混合料之间的相容性,除了吸油性之外,还要考虑吸水性。若吸水率过大会造成纤维结团,不易分散,并且会导致沥青混合料水稳定性不足,出现松散和坑槽等病害。


   可以看出,木质素纤维吸水率达到14.7%,玄武岩纤维的吸水率达到4.2%,木质素纤维是玄武岩纤维吸水率的3.5倍。



4、耐热性 物理性状

   纤维在200℃高温作用后,外观形貌是否发生变化,是考察其耐高温性能的基本要求。


    可以看到,木质素纤维整体分布比较松散,纤维多呈弯曲的粗细不均的带状,并且表面凹凸不平,分枝比较多,表面有较多细小的绒毛,导致其吸持沥青量和吸水率较大;200℃高温作用后,除了纤维表面细小绒毛由于高温变为灰分状物质存留下来,其余性状与20℃比较差别不大。


   看到,玄武岩纤维主要以单根形式分布,多呈光滑圆柱状,直径大小不均。200℃高温作用后形貌基本没有发生变化。




5、化学稳定性

   本文采用红外光谱分析仪研究了纤维在不同温度下的化学成分稳定性。


   可以看到,C=O特征峰、C=C特征峰、CH2特征峰、CO特征峰的峰位和波形等特征没有发生改变,说明了木质素纤维在各温度下的化学成分没有发生变化,性质稳定。


   从玄武岩纤维在常温、200℃和220℃的红外图谱上可以看到,Si-O-Si非对称线性收缩特征峰、Si-O非对称伸缩特征峰、Si-O-Si弯曲振动特征峰的峰位和波形等特征没有发生改变,说明了玄武岩纤维在各温度下的化学成分没有发生变化,性质稳定。




6、纤维在沥青混合料中的分散


   纤维在沥青混合料中是否能够均匀分散,将直接影响纤维对沥青混合料性能的改善效果。本文采用溶剂抽提法来观察纤维在沥青混合料中的分散情况。


  可以看到,两种纤维能够均匀地分散在沥青混合料中,形成一种三维网络状分布。


SMA沥青混合料中木质素纤维和玄武岩纤维性能对比



    SMA沥青混合料中木质素纤维和玄武岩纤维性能对比分析到这里,本文从吸油性、吸水性、耐热性、化学稳定性和分散效果等方面分析了木质素纤维和玄武岩纤维在热拌沥青混合料中的适应性问题。结果表明:由于木质素纤维的表面特征,导致了其吸油性和吸水性均大于玄武岩纤维;两者的耐热性和化学稳定性良好,能够均匀地分散在沥青混合料中,满足热拌沥青混合料的要求。