
沥青混合料用木质素纤维
木质素纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维。通过筛选、分裂、高温处理、漂白、化学处理、中和、筛分成不同长度和粗细度的纤维以适应不同应用材料的需要。木质素纤维能够提高沥青胶浆软化点、剪切强度,改善温度稳定性; 木质素纤维沥青混合料具有较好的路用性能。 掺加纤维可以改善沥青混合料的高温稳定性,疲劳耐久性,并且具有低温抗裂和防止反射裂缝的性能。正是由于具有以上优良品质,纤维也被用在机场道面、桥面铺装、收费站等铺面中。采用木质素纤维混凝土修筑大量高速公路及其它重交通公路越来越普遍。
■ 物理参数
长度
均<6mm
灰分含量
18±5%
PH值
7.0±1.0
吸油率
不小于纤维自身重量的5倍
含水率
<5%
耐热能力
230℃(短时间可达280℃)
■ 主要性能
● 木质素纤维对沥青具有增韧、增粘作用,使沥青胶浆软化点提高,增强对集料颗粒的握裹力,增强胶浆抗剪、抗拉能力,提高了混合科耐老化性能和水稳定性,增加了沥青路面抗早期水损害能力。
● 木质素纤维具有较强的粘附沥青能力,增强沥青混合料的水稳定性和抗剥离能力。 木质素纤维沥青的软化点比纯沥青普遍有很大的提高,随着木质素纤维比例的加大,木质素纤维沥青胶浆的软化点上升,说明木质素纤维使沥青热稳定性显著改善,能够有效减少沥青的高温永久变形;沥青中添加木质素纤维,针入度减少、软化点增加,本质原因是沥青的胶体结构发生变化: 木质素纤维在沥青中都是不溶的,以分散相存在,其作用相当于原沥青中的沥青质,即沥青逐渐由溶胶转变为溶- 凝胶结构以至凝胶结构,从而使木质素纤维胶浆温度稳定性提高。
● 木质素纤维比例的增大对木质素纤维沥青抗剪强度的提高非常明显,木质素纤维沥青中纤维的多少对纤维沥青整体的剪切性能起着决定性作用,木质素纤维对沥青的加筋作用明显。
● 木质素纤维质地疏松,表面粗糙,成多孔性,多侧向分枝;沥青中酸性树脂组分是一种表面活性物质,它在木质素纤维表面产生的物理浸润、吸附甚至化学键作用,使沥青呈单分子状排列在木质素纤维表面,形成结合力牢固的“结构沥青”膜,它比薄膜以外的自由沥青粘性大,耐热性好; 同时,由于木质素纤维的吸附及吸收作用,混和料沥青用量增加,能使结构沥青膜增厚65%~ 113% ; 木质素纤维及其周围结构沥青一起裹覆于集料表面,使沥青膜厚度及性质都发生变比。较厚的沥青膜减慢了沥青老化速率,从而可长时间地维持其粘附性,降低了水对沥青与集料的浸蚀破坏作用,增强了沥青混和料抵抗水损害的能力,使混合料水稳定性增强。
● 木质素纤维在沥青基体内的分布是三维随机的。由于截面纤细,使得木质素纤维掺量不大的沥青基体内木质素纤维数目却相当大,形成纵横交织的空间网络。一方面,裹覆在木质素纤维上的“结构沥青”网,增大了结构沥青比例,减薄了自由沥青膜,使木质素纤维沥青胶浆粘性增大,软化点上升,高温稳定性大幅提高; 另一方面,纵横交织的木质素纤维在混合料中无定向分布且互相搭接,形成的木质素纤维骨架结构网,起到“链桥”作用,使混合料具有较高强度与劲度,增强了弹性恢复,减缓了车辙的加深速度,极大的改善了混合料的高温抗车辙性能。
● 木质素纤维的加入使混合料的最佳沥青用量增加,这本身就增加了混合料的延展性,改善了混合料的劲度模量;其次,与木质素纤维良好的物化性能有关,木质素纤维在低温并不变硬、变脆,故加筋作用使混合料具有了较好的柔韧性,提高了混和料低温应变值; 第三,互相搭接的木质素纤维又提高了混合料的抗拉强度;因此,混合料的低温抗裂性得到改善。 一方面,由于三维随机各向木质素纤维阻滞了裂纹的扩展,吸收和消耗了部分混合料断裂所需要的能量,减缓了亚临界扩展,增加了弹性恢复;另一方面,裂纹发展时,木质素纤维会使裂纹转向或岐化,减慢裂缝产生的速率,延长材料失稳扩展、断裂出现的时间; 因此,木质素纤维可以减少裂缝的出现,提高路面的疲劳耐久性。
● 木质素纤维在混合料中起到加筋作用,增强了弹性恢复,提高了混合料的高温抗车辙性能和抵抗疲劳破坏能力,使路面的高温稳定性能和疲劳耐久性得到改善。木质素纤维在低温下仍呈柔性,能有效地抵抗温度应力,减少温缩裂缝的产生,提高路面低温抗裂性能。 对不同类型沥青混合料,0。25%~0。4% 木质素纤维掺量可有效改善路用性能。
●木质素纤维能够引起沥青胶体结构的变化,即逐渐由溶胶转变为溶- 凝胶结构以至凝胶结构。锥入度、网蓝析出等试验对评价纤维沥青胶浆的路用性能是适用的;且与沥青混合料的施工性有一定的关联。
■ 使用说明
● 建议掺量:通常用量为混合料质量的0.3%,具体执行设计用量。
● 包装:10kg/袋、15kg/袋、20kg/袋(根据客户要求可定制)
● 施工工艺:间隙式拌合机可采用人工投料,投料时可将纤维整袋在热集料投料时一同投入;连续式拌合机可使用纤维喂料机投料。
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