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公路检测中化学的作用论述

公路检测中化学的作用论述

1石油沥青的组成成分检测

石油沥青组分对沥青的路用性能有很大的影响。例如,饱和分存在于饱和烃中的正构烷烃,影响沥青胶体结构、流变性、低温延度、粘附性;芳香分是组成沥青胶体的分散介质,起到溶胶和软化作用。胶质可改善沥青的脆裂性和提高延度,可使沥青具有良好的塑性等。

1.1三组分分析法

石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。应用溶解-吸附法,该方法分析流程是用正庚烷沉淀沥青质,继将溶于正庚烷中的可溶分用硅胶吸附,装于抽提仪中抽提油蜡,再用苯乙醇抽出树脂。最后将抽出的油蜡用丁酮-苯为脱蜡溶剂。在-20℃的条件下,冷冻过滤分离油、蜡。

1.2四组分分析法

四组分称为:饱和分、芳香分(Aromatic)、胶质(Resin)和沥青质。故这一方法亦称SARA法。我国现行四组分分析法是将沥青试样先用正庚烷沉淀沥青质,再将可溶分(即软沥青质)吸附于氧化铝谱柱上,先用正庚烷冲洗,所得的组分称为“饱和分”,继续用甲苯冲洗,所得的组分称为“芬香分”。最后用甲苯-乙醇、甲苯、乙醇冲洗,所得组分称为“胶质”。对于含蜡沥青,可将所分离得的饱和分与芳香分,以丁酮-苯为脱蜡溶液剂,在-20℃下冷冻分离固态烃烷,确定含蜡量。

1.3蒸馏法检测沥青含蜡量

在蒸馏瓶中称取沥青试样50g,550℃恒温,蒸馏瓶通过支管与置于冰水中的锥形瓶连接。将锥形瓶中的馏出油用乙醚-乙醇冷冻过滤后,注入50ml乙醚,冷却1h,使蜡充分结晶析出。洗涤蜡层,用真空泵吸滤,用常温石油醚分三次清洗吸滤瓶,将盛有蜡溶液的锥形瓶放在热源上,回收石油醚溶剂,在真空干燥箱中105℃烘干1h,干燥冷却称量蜡的质量。

2EDTA滴定法测定水泥稳定土中水泥剂量

在水泥稳定土施工中,水泥剂量的控制对工程质量和生产成本的控制起着决定性的作用,因此该项指标的检测成为监理和施工单位频率最高的检测项目之一。EDTA滴定法检测的是水泥中有效钙的含量,在测定中用NH4CL将水泥中的硅酸三钙(3Cao•SiO2)、硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•AL2O3)、铁铝酸四钙(4Cao•AL2O3•Fe2O3)等中的钙离子游离出来。用Na0H为缓冲剂,将溶液酸度调节至pH≥12。以钙指示剂为指示剂,仅有钙离子与钙指示剂发生络合反应络合为玫瑰红色的钙络合物。(1)绘制标准曲线。以同一水泥或石灰剂量稳定材料EDTA二钠标准溶液消耗量的平均值为纵坐标,以水泥或石灰剂(%)为横坐标制图。两者的关系应是一条顺滑的曲线。(2)选取有代表性的无机结合料稳定材料,对稳定中、粗粒土取试样3000g,对稳定细粒土取试样约1000g。(3)对水泥灰稳定细粒土,称300g放在搪瓷杯中,用搅拌棒将结块搅散,加10%氯化铵溶液600mL,对水泥或石灰稳定中、粗粒土,可直接称取1000g左右,放入10%氯化铵溶液1000mL,然后如前述步骤进行试验。滴定时,在溶液颜色变为紫色时,放慢滴定速度并摇匀,直到纯蓝色为终点,记录滴定前后滴定管中EDTA二钠标准溶液体积差。(4)利用所绘制的标准曲线,根据EDTA二钠标准溶液消耗量,确定混合料中的水泥或石灰剂量。

3化学添加剂延长沥青耐久性

3.1掺加有机酸类、提高沥青活性沥青中最具有活性的组分为沥青酸及其酸酐,各类合成高分子有机酸类和焦油掺入沥青,亦能起到相同的效果。

3.2掺加重金属皂类、降低沥青与集料的界面张力最常用的有:皂脚铁、环烷酸铝皂等,掺入沥青中均能起到改善粘附性的效果。此外,还有直接采用各种合成表面活性剂,但是需要油溶性和耐高温的表面活性剂才能使用。

3.3掺加高效抗剥剂常见的有醚胺类、醇胺类、烷基类、酰胺类等,但是必须通过道路修筑的实践才能检验其实际效果。

3.4ZDC和炭黑添加剂二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)及二乙基二硫代氨基甲酸铅(LDC)抗老化效果较好,并且与炭黑同时掺加效果更佳。炭黑粒径细微、表面积大,它弥散于沥青中,易于被热-氧作用产生的游离基吸附,从而阻止沥青老化的链式反应,使老化进程受到抑制。

4小结

化学分析是公路工程检测中必不可少的组成环节,无论是水泥路面、沥青路面和白改黑工程中,都要应用分析化学来测定物质的有关组分的含量。随着我国公路等级的提高,建筑施工与分析化学跨学科之间的结合将更加紧密,高精准度的、快速准确的定量分析技术将在建筑行业中得到广泛的应用。

作者:朱玉萍王颖李智慧边铮周鑫单位:齐齐哈尔工程学院建筑工程系道路与桥梁工程技术专业