硫酸钙晶须应用于沥青路面的研究进展.pdf

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硫酸钙晶须应用于沥青路面的研究进
罗芳艳
(上海浦东路桥建设股份有限公司,上海201210)
摘要:近几年来,脱硫石膏制硫酸钙晶须改性沥青及沥青混合料已经成为国内道路领域的研究热点之一,研究内容涉及性能、影
响、机理以及经济效益等方面,对这些研究内容进行全面的、概括性的介绍与阐述,可为应用脱硫石膏于沥青路面领域的研究与工
作人员提供参考。
关键词:脱硫石膏;硫酸钙晶须;沥青路面;研究
0引言
有非常重要指导性意义。为此,本文将就国内关于硫酸
脱硫石膏是排烟脱硫工业的副产物,表现为颗粒钙晶须应用于沥青及沥青混合料中自身性能变化情况
细小、品位高的湿态二水硫酸钙晶体。随着我国对环硫酸钙晶须对沥青性能与沥青混合料性能影响、硫酸钙
境保护观念和意识的加强,对工业排放烟气的脱硫容晶须改性沥青机理以及经济效益等方面的研究成果首
量和深度要求越来越高,加上我国长期一段时间内仍次进行全面而系统的介绍,为道路、脱硫石膏处置等领
然以火力厂发电为主,致使脱硫石膏的年产量与日俱域的研究与工作人员提供参考。
增。据统计2010年脱硫石膏累积堆放超过5000万
r,可目前我国脱硫石膏利用率仅为30%2,大量脱1硫酸钙晶须性能变化及影响
硫石膏被堆放或填海,不仅占用大量土地,而且脱出来1.1硫酸钙晶须自身性能変化
的硫又回到地面,造成二次污染。目前脱硫石膏被再
李军代对基质沥青、二水硫酸钙晶须、β型半水
利用主要途径也只有炳种:
硫酸钙晶须以及经二者改性的沥青在120~180℃不同
途径一:在水泥工业中作为水泥缓凝剂使用;
温度、不同时间条件下的质量损失情况进行了研究与分
途径二:由二水碗酸钙加工成半水石膏,煅烧成β析,发现无论二水还是半水硫酸钙晶须均会在高温条件
型半水石膏和Q型半水石膏。β型半水石膏也叫建筑下脱水,并且容易快速吸湿,认为硫酸钙晶须在沥青中
石膏,主要用于制造石膏板、石膏砌块、或加入添加剂以“孤岛”形式存在,作为连续相、比热容更大的沥青会
后加工成粉刷石膏;a型半水石膏高强度石音,主要用优先吸热从而缓解硫酸钙晶须高温脱水。李军代明后
于陶瓷、医药行业的模具制造。
来又在研究硫酸钙晶须应用于沥青混合料的过程中,发
由此可见,扩大脱硫石膏的再利用面,提高脱硫石现沥青混合料长时间的高温条件、沥青混合料的生产与
膏的再利用率势在必行。道路行业作为传统的资源消应用过程会使硫酸钙品须性能衰减,其中长时间高温加
纳大户已经成为废弃资源再生研究与应用的主要领域热会使高强度路用。型硫酸钙晶须的结合水脱除,衰减
之一,成功研究并应用了废旧橡胶轮胎、废弃塑料、生活
晶须的化学结构;而生产与施工过程中对硫酸钙晶须施
焚烧垃圾炉渣等固体废弃物于道路基层、面层。近加一系列不同类型外界应力,会造成针片状硫酸钙晶须
几年来,国内一些研究人员也开始积极探索与研究将脱的物理结构破坏,也衰减硫酸钙晶须的性能。
硫石膏应用于道路领域,尤其将脱硫石膏深度加工成横
尽管硫酸钙须存在高温脱水和受力破坏等问
截面均匀、外形规整、内部结构完善、强度与模量高、具题,但是通过调整其在沥青混合料中的应用工艺和使
有一定长径比纤维状硫酸钙晶须,用作沥青路面混合料用大孔隙率沥青混合料级配,均可有效地维护硫酸钙
添加剂,这一研究方向对拓宽脱硫石膏的再利用渠道具
晶须结构的完整性。
1.2硫酸钙晶须对沥青及沥青混合料性能影响
收稿日期:2015-04-10
基金项目:上海浦东新区科技发展基金创新资金资助项目
马继红]等人与李军代研究均证实了硫酸钙晶
(PKJ2012-(05)
须及表面改性硫酸钙晶须能够提高沥青的高温性能,
No.22015
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但是李军代发现硫酸钙晶须会导致沥青的低温黏塑性青路面的情况:
和黏滯性衰减。直接将硫酸钙品须应用于沥青混
(1)硫酸钙晶须应用于沥青及沥青混合料会衰减
合料后,可以有效改善沥青混合料的高、低温性能、强自身性能,但可以采用相关措施缓解其被破坏幅度
度等性能11?
(2)硫酸钙晶须能够改善沥青的高温、强度等性
能,同时也会使沥青及混合料的低温黏塑性、黏滞性等
2硫酸钙晶须改性沥青机理
性能衰减。
硫酸钙晶须为无机物,与沥青的性质相差较大,界
(3)硫酸钙晶须改性沥青的机理包括硫酸钙晶须
面结合力很小,但经改性后的硫酸钙晶须能与沥青融一改性剂一沥青体系、硫酸钙晶须在沥青中的溶解度
合在一起。李军代?认为有机表面活化改性剂将硫理论、沥青的胶体理论三种
酸钙晶须与沥青联系起来,发挥桥梁作用,即改性剂的
(4)硫酸钙晶须可以降低沥青路面成本。
端与硫酸钙晶须表而的活性基闭发生作用,另一端
显然,国内已经开始涌现出关于硫酸钙晶须改性
写沥青中的有机活性基团发生反应,使得性能差异较沥青及沥青混合料的研究,可尚未出现关于其被应用
大的两种物质紧紧连接在一起,从而形成稳定的硫酸于实例工程的报道。为了促进与推广硫酸钙晶须在沥
钙晶须一改性剂一沥青体系。马继红[提出了两种青路面领域的应用,国内脱硫石膏处置、道路等领域的
硫酸钙晶须改性沥青机理,一是硫酸钙晶须在沥青中研究与工作人员还需要做大量工作。
的溶解度理论,当硫酸钙晶须与沥青共混时,通过强力
搅拌形成了微观多相,宏观均匀分布的稳定体系。这参考文献
个过渡稳定体系的存在不仅提高了硫酸钙晶须与沥青[1]权刘权,罗治敏,李东旭.脱硫石膏胶凝性的研究J].非
之间的基体相容性,且溶解度参数介于硫酸钙晶须与
金属矿,2008,(3):
沥青之间,从而在两相之间起着桥梁作用,提高了体系[2]2013亚洲脱硫石膏综合利用技术国际交流大会N(OL-]
的相容性。二是沥青的胶体理论,硫酸钙晶须是无
中国脱硫脱硝防腐网2013-06-06.http://www.tlffw
机物,加人到沥青中不会发生溶解,因此它在沥青中能
com/tx5/html/? 805628 html
[3]朱玉红.我国废扣塑料回收利用现状及发展趋势[J.科技
够以分散相形态存在,对沥青组分的化学性质无影响,
信息.2011,791
它的作用相当于沥青质。作为胶体的沥青,其流变学[]赵俊,钟世云,王小冬,建筑垃圾的减量化与资源化[J]
性能是随着沥青质的含量而变化的,所以当沥青中加
粉煤灰.2001(2):3-6
人硫酸钙晶须后能够明显改善沥青的流变学性能,从[5]正雷,许碧君,秦峰.我国建筑垃圾处理现状与分析].环
而提高沥青的软化点,降低沥青的针人度。
境卫生工程.2009,17(1):53-57.
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3经济效益
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以硫酸钙晶须为主要原材料之一的沥青混合料高71孙向阳,宋树林,国内外城市生活垃圾处理概况[J].海岸
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工程.1999,18(4):92-95
高模量沥青混合料添加剂对SBS改性、胶粉改性、PP
8]李光德,张建勇,张日林等,我国焚烧垃圾处理现状及其发
展[J].环境科学进展1996,6(6):23-25
或PE类改性沥青混合料保持着较为明显的经济成本
[9