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《福建建材雜志》2014年第八期
1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
1.1紙張實(shí)驗(yàn)方法目前,國際上大都采用經(jīng)驗(yàn)方法判斷冷鋪瀝青混合料的疏松性與壓實(shí)性。結(jié)合有關(guān)研究成果,可從兩方面來綜合評(píng)價(jià)[3]。(1)將配置好的低溫冷鋪瀝青混合料存放一周,取出120g,室溫下分別置于厚實(shí)紙張上。均勻用力,將混合料用紙張滾成圓柱形,并來回滾動(dòng)15次。(2)將紙張攤開觀察混合料的壓實(shí)性、疏松性、瀝青與紙張的粘附情況、瀝青與石頭之間的粘附情況,然后參考制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)級(jí)評(píng)分,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[4]。
1.2瀝青的性能綜合具體的評(píng)級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(根據(jù)廈門某企業(yè)實(shí)驗(yàn)室提供)
1.2.1疏松性的評(píng)級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(1)很好(96~100分):混合料成疏松狀、無成團(tuán)狀或極少部分呈團(tuán)狀(有團(tuán)狀為96~99,無為100)。(2)好(81~95分):混合料較疏松,成團(tuán)部分少于10%(成團(tuán)為0~2%時(shí)為91~95,成團(tuán)為2%~5%時(shí)為88~90,成團(tuán)為5%~10%時(shí)為81~87)。(3)中(65~80分):紙張攤開后,成團(tuán)部分于10%~25%(成團(tuán)部分為10%~15%時(shí)為75~80,成團(tuán)部分為15%~20%時(shí)為69~74,成團(tuán)部分為20%~25%時(shí)為65~68)。(4)差(64分以下):成團(tuán)部分在25%以上時(shí)為0~64。
1.2.2壓實(shí)性的評(píng)級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(1)很好(96~100分):混合料成團(tuán)狀,很結(jié)實(shí),無疏松狀或極少部分呈疏松狀(有少部分分離為96~98,無為99~100)。(2)好(81~95分):混合料成團(tuán)狀,比較結(jié)實(shí),疏松部分少于10%(疏松部分為0~2%時(shí)為93~95,為2%~5%時(shí)為88~92,為5%~10%時(shí)為81~87)。(3)中(65~80分):紙張攤開后,混合料較難成團(tuán)狀,疏松部分于10%~25%(疏松部分為10%~15%時(shí)為75~80,為15%~20%時(shí)為70~74,為20%~25%時(shí)為65~69)。(4)差(64分以下):疏松部分在25%以上時(shí)為0~64。
1.2.3瀝青與紙張的粘附情況的評(píng)級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(1)很好(85~100分):紙張上瀝青的粘附面積少于5%(紙張上瀝青的粘附面積幾乎沒有時(shí)為100,紙張上粘附面積為0~2%時(shí)為95~99,紙張粘附面積為2%~3%時(shí)為90~95,紙張粘附面積為3%~5%為85~90)。(2)好(75~84分):紙張上粘附瀝青的面積于5%~15%(面積為5%~10%時(shí)為80~85,面積為10%~15%時(shí)為75~80)。(3)中(60~74分):紙張上粘附瀝青的面積于15%~35%(面積為15%~20%時(shí)72~75,面積為20%~25%時(shí)68~72,面積為25%~30%時(shí)為64~68,面積為35%時(shí)為60~64)。(4)差(59分以下):紙張粘附面積為40%時(shí)為45~60,紙張粘附面積為45%以上時(shí)為0~45。
1.2.4瀝青與石頭之間的粘附情況的評(píng)級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(1)很好(90~100分):瀝青與石頭之間粘附很好,瀝青很少脫落,脫落面積的百分率小于1%(瀝青沒有脫落并且粘附得很好為100,瀝青少量脫落,瀝青與石頭之間粘附好為96,少量石塊可見,絕大部分粘附很好為93,瀝青脫落面積接近1%,為90)。(2)好(80~89分):瀝青與石頭之間粘附較好,瀝青少量脫落,脫落面積的百分率于1%~10%(脫落面積大約1%~5%時(shí)為88~90,5%~8%為85~88,8%~10%為80~85。(3)中(60~79分):瀝青與石頭之間粘附較差,瀝青的脫落面積為10%~25%(脫落面積為10%~15%時(shí)為75~79,脫落面積為15%~20%時(shí)為70~75,脫落面積為20%~25%時(shí)為60~70)。(4)差(59分以下):紙張粘附面積為40%時(shí)為45~60,紙張粘附面積為45%以上時(shí)為0~45。
1.3單因素實(shí)驗(yàn)
1.3.1乳化劑對(duì)混合料性能的影響當(dāng)基料的量(石料500g,瀝青18g,柴油3.06g)不變,改變?nèi)榛瘎┯昧颗渲苹旌狭衔宸荩^察混合料的表觀性狀,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。從表1可見,乳化劑對(duì)混合料的壓實(shí)性效果明顯,在乳化劑為6.00%時(shí)粘結(jié)性很好,之后減小,所以6.00%時(shí)較合適。
1.3.2氫氧化鈉對(duì)混合料性能的影響當(dāng)基料的量(石料500g,瀝青18g,柴油3.06g)不變,改變氫氧化鈉的量實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。從表2可見,氫氧化鈉使瀝青間的粘結(jié)性降低,瀝青與石子之間的粘附情況變差,但各組之間的差異不大。說明氫氧化鈉能降低瀝青的軟化點(diǎn),降低粘度。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)最佳用量為2.78%。
1.3.3添加劑對(duì)混合料性能的影響當(dāng)基料的量(石料500g,瀝青18g,柴油3.06g)不變,改變添加劑的量實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。從表3可見,從疏松性判斷,混合料中添加劑的用量為28.88%時(shí),效果最明顯,疏松性較好。
1.3.4催干劑對(duì)混合料性能的影響當(dāng)基料的量(石料500g,瀝青18g,柴油3.06g)不變,改變催干劑的量實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4。從表4可見,先隨環(huán)烷酸鈷量的增加粘結(jié)性變好,增加到3.33%左右時(shí)為最好,后隨量的增加粘結(jié)性與成膜情況變差,但差別不大。
1.3.5已二醇對(duì)混合料性能的影響當(dāng)基料的量(石料500g,瀝青18g,柴油3.06g)不變,改變防凍劑的量實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5。從表5可見,已二醇對(duì)混合料疏松作用隨量的增大越來越明顯,到33.33%以上時(shí)己二醇對(duì)混合料疏松性影響較小。
1.4多因素實(shí)驗(yàn)
多因素正交實(shí)驗(yàn)根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果,單因素實(shí)驗(yàn)確定了單個(gè)因素對(duì)瀝青混合料的最佳摻量,現(xiàn)用最佳摻量為中間值,按照表6取值進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)(4因素3水平),正交因素水平表如表6,正交實(shí)驗(yàn)配方如表7,正交試驗(yàn)的評(píng)級(jí)評(píng)分記錄如表8,正交試驗(yàn)表結(jié)果如表9。從表8可見,混合料的壓實(shí)性和疏松性的分?jǐn)?shù)都比較高,效果明顯,成膜情況,瀝青、石頭和紙張的粘附情況的分?jǐn)?shù)較高,效果也比較明顯。從表9可見最佳配方為A1B2C2D1,影響最大的因素是添加劑,配方一的疏松性及與石頭的粘附情況不夠理想,配方二與紙張及石頭的粘附情況不好,配方三的成膜情況較一般,配方四相對(duì)其它幾個(gè)配方來講都較理想,配方五與石頭粘附情況不好,配方六的壓實(shí)性不夠好,配方七疏松性不理想,配方八疏松性較差,配方九成膜情況不好。所以最佳配方為配方四:石料500g,瀝青18g(3.60%),柴油3.06g(17.00%),添加劑5.2g(28.88%),已二醇6g(33.33),氫氧化鈉0.5g(2.78%),環(huán)烷酸鈷0.4g(2.22%)。
2結(jié)論
在某企業(yè)瀝青混合料的基礎(chǔ)配方上,通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)將氫氧化鈉、添加劑、已二醇和環(huán)烷酸鈷,得到瀝青混合料適合在冬季低溫度下儲(chǔ)存并使用。配方如下:石料500g,瀝青18g(3.60%),柴油3.06g(17.00%),添加劑5.2g(28.88%),已二醇6g(33.33%),氫氧化鈉0.5g(2.78%),環(huán)烷酸鈷0.4g(2.22%)。單因素實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼_定單個(gè)因素對(duì)瀝青混合料的影響,多因素實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚓C合各個(gè)因素對(duì)瀝青混合料的影響,正交實(shí)驗(yàn)找出了最佳配方,也綜合考慮了成本,保證瀝青混合料配合比的經(jīng)濟(jì)性。
作者:周家強(qiáng)孫志建陳林峰甘扶平單位:福建科之杰新材料有限公司