赤泥复配锰渣改性沥青灰色关联分析

导读:为了分析赤泥和锰渣的掺入对基质沥青性能的影响，对赤泥和锰渣进行充分混合后进行多组复配比例的试验，最终确定了１∶１．５的最佳复配质量比例。以粉油比为０、３％、６％９

来源：未知发布日期：2019-09-25 16:52【大中小】

赤泥是制铝过程中产生的工业废料，随着经济的不断发展，每年都有数百万吨的废料产生，大量排放引发了一系列的环境问题和安全问题；锰渣是工业上在冶炼过程中产生的废渣，一般也是不经过处理就排放到了自然界中，给环境带来了极大的污染。本文正是在这样的背景下，把二者有效地结合起来，用于改善基质沥青的相关性能。这样既能够有利于节能减排，也能够变废为宝。对于沥青混合料来说，它是由沥青和粗细骨料构成的多相分散体系，然而沥青的性能很大程度上会影响沥青混合料的性能。境内外关于基质沥青改性的研究中，主要集中于用单一物质对基质沥青进行改性等方面，对几种物质复配的研究还较少。在数据分析方面，通常的回归分析、数据拟合也有一定的局限性。这些方法不但需要大量的原始数据，而且在数据处理的过程中得不到自己想要的结果。所以，本文采用灰色系统理论进行数据分析。灰色系统理论所研究的主要是以灰色朦胧集合为基础、以灰色模型为核心的模型体系，把本就杂乱无章的数据转化为比较有规侓的数据列。当然，在计算的过程中，一方面要建立原始信息模型；另一方面为了得到想要的信息，在不断添加新内容的同时也要适当去除老数据，建立新陈代谢的模型体制以反映目前的变化特征。这种方法与样本和分布没有直接的联系，而且在沥青混合料的研究中已经有了广泛的应用。本文先将赤泥和锰渣进行复配，而后再取二者混合体粉油比为０、４％、８％、１２％、１６％、２０％、２４％、２８％，通过外掺法分别掺加到基质沥青中，制备复配赤泥和锰渣的沥青胶浆。采用灰色系统理论关联度分析方法，对复配后的改性基质沥青的针入度、软化点、延度等指标进行数据分析，研究复配掺加剂的量与沥青性能的关联性。

１赤泥和锰渣复配的沥青胶浆性能基本试验

１．１试验材料
１．１．１赤泥赤泥为广西某铝厂在生产过程中产生的工业废渣，它的主要成分为三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化钠等等。
１．１．２锰渣锰渣为广西某厂锰铁高炉水淬渣颗粒球磨过筛而得。它为灰绿色的松散粉体，密度约为２．８３６ｇ／ｃｍ３，比表面积约为６３２．６ｍ２／ｋｇ。
１．１．３基质沥青基质沥青选用的是７０号Ａ级的道路石油沥青，按照《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧＦ４０—２００４）中的相关要求进行检测，

１．２赤泥和锰渣复配的沥青胶浆的制备首先对赤泥和锰渣复配的混合体预处理，即将赤泥和锰渣复配的混合体原材料放入到烘箱中进行２４ｈ、８０℃ 的预热处理，再将基质沥青加热到１４０℃，把加热好的混合体按照设定的比例通过外掺法掺入到基质沥青中去，掺量分别为０、３％、６％、９％、１２％、１５％、１８％、２１％、２４％。利用高速剪切机在１７０℃的温度下，对每种比例下掺加赤泥和锰渣复配混合体的改性沥青以８０００ｒ／ｍｉｎ的速度高速剪切３０ｍｉｎ，按照设定的外掺料比例制备出了８组改性沥青材料。

１．３赤泥和锰渣复配最佳比例的选取在探究赤泥、锰渣掺加进基质沥青后对沥青性能（上海昌吉SYD-2806A沥青软化点测定器检测）的影响前，为了得出赤泥和锰渣之间复配的最佳比例，按照赤泥和锰渣的质量比１∶０．５、１∶１、１∶ １．５、１∶２、１∶２．５、１∶３、１∶４、１∶４．５设置了８组平行试验，对每个质量比复配的混合体都进行了针入度、延度、软化点的测试。通过对大量试验数据的对比分析，得出了赤泥和锰渣在质量比为１∶１．５时其各项指标为最佳的结论。为了更加清楚地说明问题，分别进行了单一掺加赤泥和单一掺加锰渣的对照试验。

从上面的试验数据中可以清楚地看到：单一掺加赤泥或者单一掺加锰渣，相比较于基质沥青，其上海昌吉针入度、延度、软化点均有提升。也就是说，单一掺加赤泥或者单一掺加锰渣均能够改善基质沥青的低温性能、抗变形能力以及高温稳定性。

１．４在最佳复配比例下的沥青胶浆性能由表４可以知道，赤泥、锰渣复配混合后，当掺入混合物的粉油比小于１５％时，针入度在较低温度下（１０℃、１５℃、２０℃）基本保持不变，但在较高温度（２５℃、３０℃）时，针入度值明显减小；粉油比大于１５％时，针入度值有所回升。也就是说，在掺入混合物的粉油比为１５％时，改性沥青的针入度值出现了拐点。可以认为：粉油比为１５％时，对基质沥青针入度的改性效果最佳。对于改性沥青的延度，当掺入混合物的粉油比为１２％时，延度开始明显下降。对于改性沥青的软化点，在刚开始，沥青的软化点会随着粉油比的增大而增大；当粉油比达到１５％时，其软化点达到最大值。

2 赤泥和锰渣复配掺加量与沥青性能的灰色关联分析

２．１实测数据的无量化处理与灰色关联度的确定
以灰色系统理论为模型的预测。我们都称之为灰色预测，它主要是用ＧＭ（１，１）模型来反映数据的内在关系变化。它与传统的白色模型和黑色模型相比，最大的区别就在于：可以利用一部分已知的信息来预测部分未知的信息，除旧纳新，始终都将预测的信息建立在原始已知的信息之上。

２．２赤泥、锰渣在最佳复配比例下与沥青性能的灰色关联分析
在试验中，以赤泥、锰渣复配改性剂的掺量为参考数列，以１０、１５、２０、２５、３０℃ 下的针入度，５℃ 延度，１５℃延度，软化点等指标作为比较数列，分析不同掺量赤泥、锰渣复配的改性沥青指标变化情况。

３结语

（１）经过大量的试验表明：赤泥、锰渣复配改性剂的复配质量比例为１∶１．５时效果最佳。赤泥、锰渣复配改性剂的掺入相比较于单一的掺加赤泥和单一的掺加锰渣而言，复配后对基质沥青的改性效果更加明显，主要体现在：当掺加复配的赤泥和锰渣后，其抗低温性能、抗变形能力以及高温稳定性均比单一掺加赤泥和单一掺加锰渣要好得多；并且得到了当赤泥和锰渣在复配后以粉油比为１５％掺入时其效果最佳的结论。
（２）赤泥和锰渣复配改性剂的掺入与基质沥青的基本指标之间存在着关联性。复配改性剂的掺入对１０℃时针入度的影响最为显著，其次分别为２０℃ 时针入度、软化点、２５℃ 时针入度、３０℃ 时针入度、１５℃时针入度、５℃时延度和１５℃时延度。
（３）把赤泥和锰渣二者有效地结合起来，不仅为两种工业废渣的综合利用探索了新途径，而且为这种复配改性剂的制备工艺提供了新思路。

下一篇：含除冰剂的沥青性能研究上一篇：WG－I温拌剂对水工沥青混凝土性能的影响

赤泥复配锰渣改性沥青灰色关联分析

导读:为了分析赤泥和锰渣的掺入对基质沥青性能的影响，对赤泥和锰渣进行充分混合后进行多组复配比例的试验，最终确定了１∶１．５的最佳复配质量比例。以粉油比为０、３％、６％９

“推荐阅读”

相关企业动态

最新行业动态