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1石油瀝青的組成成分檢測
石油瀝青組分對瀝青的路用性能有很大的影響。例如,飽和分存在于飽和烴中的正構烷烴,影響瀝青膠體結構、流變性、低溫延度、粘附性;芳香分是組成瀝青膠體的分散介質,起到溶膠和軟化作用。膠質可改善瀝青的脆裂性和提高延度,可使瀝青具有良好的塑性等。
1.1三組分分析法
石油瀝青的三組分分析法是將石油瀝青分離為油分、樹脂和瀝青質三個組分。應用溶解-吸附法,該方法分析流程是用正庚烷沉淀瀝青質,繼將溶于正庚烷中的可溶分用硅膠吸附,裝于抽提儀中抽提油蠟,再用苯乙醇抽出樹脂。最后將抽出的油蠟用丁酮-苯為脫蠟溶劑。在-20℃的條件下,冷凍過濾分離油、蠟。
1.2四組分分析法
四組分稱為:飽和分、芳香分(Aromatic)、膠質(Resin)和瀝青質。故這一方法亦稱SARA法。我國現行四組分分析法是將瀝青試樣先用正庚烷沉淀瀝青質,再將可溶分(即軟瀝青質)吸附于氧化鋁譜柱上,先用正庚烷沖洗,所得的組分稱為“飽和分”,繼續用甲苯沖洗,所得的組分稱為“芬香分”。最后用甲苯-乙醇、甲苯、乙醇沖洗,所得組分稱為“膠質”。對于含蠟瀝青,可將所分離得的飽和分與芳香分,以丁酮-苯為脫蠟溶液劑,在-20℃下冷凍分離固態烴烷,確定含蠟量。
1.3蒸餾法檢測瀝青含蠟量
在蒸餾瓶中稱取瀝青試樣50g,550℃恒溫,蒸餾瓶通過支管與置于冰水中的錐形瓶連接。將錐形瓶中的餾出油用乙醚-乙醇冷凍過濾后,注入50ml乙醚,冷卻1h,使蠟充分結晶析出。洗滌蠟層,用真空泵吸濾,用常溫石油醚分三次清洗吸濾瓶,將盛有蠟溶液的錐形瓶放在熱源上,回收石油醚溶劑,在真空干燥箱中105℃烘干1h,干燥冷卻稱量蠟的質量。
2EDTA滴定法測定水泥穩定土中水泥劑量
在水泥穩定土施工中,水泥劑量的控制對工程質量和生產成本的控制起著決定性的作用,因此該項指標的檢測成為監理和施工單位頻率最高的檢測項目之一。EDTA滴定法檢測的是水泥中有效鈣的含量,在測定中用NH4CL將水泥中的硅酸三鈣(3Cao•SiO2)、硅酸二鈣(2CaO•SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO•AL2O3)、鐵鋁酸四鈣(4Cao•AL2O3•Fe2O3)等中的鈣離子游離出來。用Na0H為緩沖劑,將溶液酸度調節至pH≥12。以鈣指示劑為指示劑,僅有鈣離子與鈣指示劑發生絡合反應絡合為玫瑰紅色的鈣絡合物。(1)繪制標準曲線。以同一水泥或石灰劑量穩定材料EDTA二鈉標準溶液消耗量的平均值為縱坐標,以水泥或石灰劑(%)為橫坐標制圖。兩者的關系應是一條順滑的曲線。(2)選取有代表性的無機結合料穩定材料,對穩定中、粗粒土取試樣3000g,對穩定細粒土取試樣約1000g。(3)對水泥灰穩定細粒土,稱300g放在搪瓷杯中,用攪拌棒將結塊攪散,加10%氯化銨溶液600mL,對水泥或石灰穩定中、粗粒土,可直接稱取1000g左右,放入10%氯化銨溶液1000mL,然后如前述步驟進行試驗。滴定時,在溶液顏色變為紫色時,放慢滴定速度并搖勻,直到純藍色為終點,記錄滴定前后滴定管中EDTA二鈉標準溶液體積差。(4)利用所繪制的標準曲線,根據EDTA二鈉標準溶液消耗量,確定混合料中的水泥或石灰劑量。
3化學添加劑延長瀝青耐久性
3.1摻加有機酸類、提高瀝青活性瀝青中最具有活性的組分為瀝青酸及其酸酐,各類合成高分子有機酸類和焦油摻入瀝青,亦能起到相同的效果。
3.2摻加重金屬皂類、降低瀝青與集料的界面張力最常用的有:皂腳鐵、環烷酸鋁皂等,摻入瀝青中均能起到改善粘附性的效果。此外,還有直接采用各種合成表面活性劑,但是需要油溶性和耐高溫的表面活性劑才能使用。
3.3摻加高效抗剝劑常見的有醚胺類、醇胺類、烷基類、酰胺類等,但是必須通過道路修筑的實踐才能檢驗其實際效果。
3.4ZDC和炭黑添加劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅(ZDC)及二乙基二硫代氨基甲酸鉛(LDC)抗老化效果較好,并且與炭黑同時摻加效果更佳。炭黑粒徑細微、表面積大,它彌散于瀝青中,易于被熱-氧作用產生的游離基吸附,從而阻止瀝青老化的鏈式反應,使老化進程受到抑制。
4小結
化學分析是公路工程檢測中必不可少的組成環節,無論是水泥路面、瀝青路面和白改黑工程中,都要應用分析化學來測定物質的有關組分的含量。隨著我國公路等級的提高,建筑施工與分析化學跨學科之間的結合將更加緊密,高精準度的、快速準確的定量分析技術將在建筑行業中得到廣泛的應用。
作者:朱玉萍王穎李智慧邊錚周鑫單位:齊齊哈爾工程學院建筑工程系道路與橋梁工程技術專業