硫酸钙晶须在道路沥青中的应用综述

（荆门市磊鑫石膏制品有限公司 湖北荆门 448000）

摘 要：随着生活水平的提高，汽车等交通工具的急剧增长以及货运车的轴重不断的增加，沥青在各种道路中的应用也越来越广泛，种类也日渐增多。硫酸钙晶须具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀、亲合力强、无毒、价格低等优点，应用到道路沥青中具有较为明显的优势。本文主要介绍了硫酸钙晶须在道路沥青中的应用现状。

关键词：硫酸钙；晶须；沥青

Application and Summary of Calcium Sulfate Whisker in Road Asphalt

Huang Ming-jie, Zhang Xiao-ying

(Jingmen City Leixin Gypsum Product Co.,Ltd., Jingmen 448000,China)

Abstract: With the improvement of living standards, vehicles, for example cars and the axle load of freight cars are rapid growing, asphalt application in various road is more widely used and the type is also growing. Calcium sulfate whisker have the following obvious advantages applied to road asphalt, such as high strength, good toughness, high temperature resistance, chemical resistance, strong affinity, non-toxic and low price etc. This paper mainly introduces the application of calcium sulfate whisker in road asphalt.

Key words: calcium sulfate; whisker; asphalt

引 言

城市道路、高速公路的迅速发展极大地促进了改性沥青及沥青改性工艺的开发和应用。各种形式的改性沥青的广泛应用又大幅度地提高了沥青混凝土路面的性能。寻求新的沥青改性剂、研究新型沥青改性产品并同新的路面结构一起不断地提高城市道路、高速公路的修建质量已经成为交通发展的必然趋势。

1硫酸钙晶须

硫酸钙晶须是以生石膏为原料在人工控制下以单晶形式生长的无水硫酸钙纤维状单体。硫酸钙晶须以均匀的横截面、完整的外形及高度完善的内部结构通常作为复合材料的增强组元，以此来制备性能优异的复合材料。表1为硫酸钙晶须与其他晶须的主要性能比较。

表1几种晶须的性能比较

2硫酸钙晶须在沥青中的应用  

高分子聚合物是常用的有机沥青改性剂，应用最为广泛，但是无机矿物填料在沥青改性中也具有重要的作用。无机矿物填料在改善沥青的感温性能、杭老化能力；提高沥青混合料的耐磨性能、沥青结合料的粘附性等方面都有显著效果。常用的无机矿物填料有碳黑、硫磺、石棉、木质纤维、晶须等。无机矿物填料由于原料来源广泛、添加工艺简单易行、价格优势明显，其应用也十分广泛。

2.1沥青用填料要求

东北大学田泽峰等[1]将硫酸钙晶须应用于道路沥青中，显著提高了沥青的高温性能并明显改善了沥青的感温性，从而可以证明硫酸钙晶须作为增强组元可以应用于道路沥青中。但是，并不是所有的填料都适合作为增强组元应用在沥青中，重点应考虑以下几点要求：

1、与沥青的相容性；

2、在与沥青混合的温度下不能分解；

3、易加工和批量生产；

4、在使用过程中能始终保持原有的优良性能；

5、在经济上要合算。

2.2改性沥青工艺选择

一般采用机械搅拌法和胶乳法两种工艺，虽然都能够达到使CaSO₄晶须均匀分散的目的，但是与机械搅拌法相比，胶乳法更有利于保持晶须的长径比，而机械搅拌法能够使CaSO₄晶须不发生团聚。

2.2.1机械搅拌法

机械搅拌法工艺流程如图1所示。

2.2.2胶乳法

胶乳法工艺流程如图2所示。  

两种工艺条件下改性沥青基本性能的差异表明，机械搅拌法对于发挥CaSO₄晶须改善沥青高温性能的作用更有优势，但是在改善沥青的低温性能和感温性能方面都不如胶乳法，因此胶乳法更适合制备CaSO₄晶须改性沥青^[2]。

2.3改性沥青中硫酸钙晶须的掺用量

在适宜的硫酸钙晶须掺量范围内，晶须能够显著提高沥青混合料的低温抗裂性能，同时在一定程度上改善沥青混合料的高温性能。

田泽峰等^[3]试验证明，硫酸钙晶须能够显著改善沥青的高、低温性能和感温性能，作用效果与其掺量关系密切，硫酸钙晶须的掺量为5%~9%时最适宜。

3小结

硫酸钙晶须填加到沥青中，可在热力、机械力的作用下，以细微纤维状无序地分散在沥青混合料中，由于其尺寸细微，与其它填料相比，硫酸钙晶须与沥青之间的相容性要好得多^[4-5]。同时，硫酸钙晶须能与沥青基体形成部分交联网络结构，降低沥青胶体的流动性，提高其黏度和抗高温变形能力，从而增加沥青混合料抵抗外部荷载的能力。此外，硫酸钙晶须是微纤维状单晶体，具有颗粒状填料的粒度和短纤维填料的长径比，具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀、亲合力强、无毒、价格低等优点，用它改性道路沥青具有较为明显的优势，在高等级公路、城市干道、机场道面铺装及屋面防水等领域应该拥有一定的应用前景。

参考文献

[1] 田泽峰,韩跃新,印万忠.CaSO₄晶须改性沥青的基本性能[J].有色矿冶,2004,(第20卷):58-60.

[2] 韩跃新,田泽峰,袁志涛,陈晓龙,印万忠,王泽红,由健.CaSO₄晶须改性沥青工艺研究[J].金属矿山,2005,(第2期):68-72.

[3] 田泽峰,陈晓龙,韩跃新,赵鑫,印万忠.CaSO₄晶须改性沥青及其混合料的路用性能研究[J].矿冶工程,2006,(第26卷).193-198.

[4] 费文丽,李征芳,王晰.硫酸钙晶须的制备及应用评述[J].化工矿物与加工,2002(9):31-32.

[5] 韩跃新,于福家,王泽红.以生石膏为原料合成的硫酸钙晶须及其应用研究[J].国外金属矿选矿,1996(4):50-52.

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此文章已成功发表在《石油沥青》杂志2014年第2期，未以书面同意不得转载，违者必究！
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