沥青混合料矿料表面的活化
许多研究表明,在往沥青中珍加表面活性物质的同时,用表面活性添加剂便矿料表面活 化,对提高沥青混合料的强度可望获得更好的效果。例如,在沥青混合料中掺加消石灰、水泥 对提高矿料的活性,对增强与沥青的粘附性有良好的效果。
用各种矿物盐类(钙盐、铁盐、铜盐、铅盐等)的电解质水浴液活化矿料表面,是以吸附理论 和吸附层中的离子交换为基础的、由于多价阳离子吸附在未补偿阴离子的矿料表面,或者在表面层的一价阳离子对两个或三个阳离子交换的结果,减少了积水性,改善了其与沥青之间相 互作用的特性,为形成不溶水的化合物的化学吸附创造了良好的条件。
通常,矿料表面的改性处理有下列三个目的:
(1)改进矿料与沥青之间相互作用的条件:
(2)改善吸附层中的沥青性质:
(3)扩大矿料的使用品质。
特别值得提到的是,预先物理一化学活化是能最有效地利用表面活性添加剂的一种方法。 实践证明,产生新表面的时刻是进行化学改性的最好时机,因为这时可以利用只有初生表面才具有的特殊能态。这种特殊的能态会强烈地激发表面的反应能力,有助于与各种改善的活化 剂相互反应。这是由于化合键断开产生顺磁中心(自由基),以及磨碎过程中形成的矿料表面 层结构的变化。自由基具有非常大的活性,易与其他物质的普通分子起化学反应。
矿粉的活化工艺是考虑使沥青能在矿料表面上形成高度积聚的沥青最初接触层,以改变 矿粉和用它拌制的沥青混合料的性质。为使沥青容易分布和提高沥青活化处理的效果,可以掺加适量的表面活性物质。
活化矿粉对沥青混合料性质的影响表现在以下几个方面:加强沥青与矿粉的结构分散作 用;提高沥青混合料密实性、降低透水性;延缓沥青混合料的老化过程,提高抗水性与抗冻性, 从本质上改善沥青混合料的耐久性。
砂子的活化工艺是考虑用适当的活化剂改变颗粒表面的性质。改善石英砂的有效方法 是,在砂粒表面裸露的状况下,对它进行物理化学活化处理。研究表明,消石灰可用来作为 活化剂,它能与石英砂的初生表面相互作用面使砂粒改性.新表面强烈地吸附石灰,产生较强 的键合,从而根本改变了颗粒表面的吸附性质和颗粒与沥青相互作用的性质。
颗粒的表面改性后,砂子变为沥青混合料结构形成的活性组分,在变了性的砂粒表面上发生强烈的结构形成过程,加强了砂与沥青的接触,从而增强了沥青混合料的强度。
活化材料的采用,提供了强化沥青混合料结构形成过程的可能性,此时,可使一部分用于 矿料的预先处理,而另一些沥青用来拌制沥青混合料。