沥青与集料界面相互作用的研究.pdf

本期专题 沥青与集料界面相互作用的研究 彭 莹 （中交路桥（河北）有限公司，河北 石家庄 050021） 摘 要：文章介绍了沥青与集料界面接触时，除有润湿作用发生外，还会在固液界面上产生吸附作用，用微量热 法研究集料-沥青的相互作用。最后分析了矿粉在沥青混合料中的作用及其添加工艺对沥青混凝土强度及水稳定 性的影响。 关键词：物理吸附；化学吸附；润湿；微量热法 中图分类号：U414 文献标识码：B 青层具有较强的抗水损坏能力。同样，当石油沥青中富 1 引言 含沥青酸及沥青酸酐时，它能与碱性矿料产生化学吸 沥青与集料界面接触时，除有润湿作用发生外，还 附，而与酸性矿料只能发生物理吸附。煤沥青中既有酸 会在固液界面上产生吸附作用。 性物质（如酚类），又有碱性物质（如吡啶），因而与酸 固液界面发生吸附现象的根本原因是固体界面能有 性及碱性矿料均能产生化学吸附。当然其吸附程度及生 自动减小的本性。当液体与固体表面接触时，由于固体 成物的性质仍与矿料的化学成分密切相关。 的表面分子（或原子、离子）对液体分子的作用力大于 2.2 矿物材料对沥青的选择性吸附 液体分子间的作用力，液体分子将向固液界面密集，同 所谓选择性吸附，就是一相物质的某一特定组分由 时降低固液界面能，这种密集作用即称为吸附。 于扩散作用沿着另一相的微孔渗入其内部。当采用多孔 固液界面的吸附作用应用十分广泛。但由于液相吸 材料时，将有沥青或其某种组分渗入矿物材料的深处。 附作用非常复杂，影响因素众多，至今还处于对机理的 沥青与多孔材料作用的特点，一方面取决于表面性质和 探索阶段，因此从不同体系出发探索吸附规律的普遍意 吸附物的结构，另一方面与沥青的特性有关。矿物颗粒 义以指导实际应用是很有必要的。 表面上如有微孔，会大大改变它与沥青相互作用的条 件，微孔具有极大的吸附势能，因而孔中吸附大部分表 2 沥青与集料相互作用概述 面活性组分。 沥青与集料之间的相互作用是沥青混合料结构形成 石灰岩矿粉具有很高的内部空隙率，能选择性地分 的决定性因素，它直接关系到沥青混合料的强度、温度 馏沥青组分。由于沥青缺少低分子组分，变得比以前更 稳定性、水稳性以及老化速度等一系列主要性能。研究 粘稠，因此，用石灰岩制作的沥青混合料强度一般比用 表明，沥青与集料作用时，所发生的作用是各种各样的 花岗岩拌制的混合料强度高。 和特殊的，主要与表面效应有关。 2.3 自由沥青与被吸附沥青 2.1 沥青与集料界面的物理吸附与化学吸附 沥青与矿物相互作用后，沥青在矿料表面产生的化 沥青在引力的作用下发生的物理吸附作用会在矿料 学组分重新排列，在矿料表面形成一层厚度为δ 的扩散 表面形成物理定向层，此时被吸附的沥青不会发生任何 结构膜，此膜厚度以内的沥青被称为结构沥青即被吸附 化学变化。物理吸附可能形成几个分子厚度的吸附层。 沥青，厚度以外的称为自由沥青。覆盖在矿物颗粒上的 化学吸附作用仅触及被吸附物质的一层分子，沥青 吸附层的沥青性质与自由沥青的性质很不相同。 在矿料表面上的吸附强度，很大程度上取决于这些材料 当两种不能混合的相接触