酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究
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（ 3） 将 HCL 溶 液 处 理 后 的 BF 按 沥 青 质 量 的 0. 3%分别掺入 SBS 改性沥青中，充分搅拌，搅拌温 度严格控制在 160 ℃ ～ 170 ℃ ，备用，原样纤维进行 平行制样；
（ 4） 对 BF 以及玄武岩纤维沥青（ BFA） 进行编 号，第一个角标表示溶液处理的浓度，第二个角标表 示处理的 时 间，第 三 个 角 标 表 示 掺 入 的 沥 青 比，见 表 4。
（ 1） 准备多份质量为 1. 0 g 的 BF，分别倒入已 制备好的 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 的 HCL 溶液中， BF 完全被溶液浸没，充分搅拌，在常温下静置浸泡 20 min、45 min；
（ 2） 将浸泡好的 BF 过筛滤出，用去离子水将其 冲洗干净，放烘箱中烘干，烘箱温度控制在 100 ℃ ， 备用；
摘要： 为增强玄武岩纤维（ BF） 在沥青中的加筋及增强效果，选用 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 的盐酸（ HCL） 溶液对 BF 表面 进行侵蚀处理，通过环境扫描电镜（ ESEM） 试验和红外光光谱（ FTIＲ） 试验对其表面微观形貌进行观测分析，原样 BF 表面光 滑，HCL 溶液侵蚀处理后，BF 呈现整体侵蚀，表面形成硅酸胶层，－OH 含量有所增加； 通过软化点、5 ℃ 测力延度及 ESEM 试验 等，研究了玄武岩纤维沥青的常规性能及拉拔断口形貌，随着 HCL 溶液浓度及处理时间增加，BFA 的性能基本呈先好后坏的 趋势，从 BFA 断口处明显可以看出酸溶液处理后的 BF 表面裹覆了一层薄薄的沥青膜，且得到了 HCL 溶液处理 BF 相对较优 的方案为： 溶液浓度为 2. 5 mol / L，处理时间为 20 min。
2800 ～ 3800
密度 / g·cm－3 主要化学成分
2．56 ～ 3．05 SiO2 、Al2 O3 、CaO、MgO
颜色
金褐色
导热、导电能力
弱
纤维直径 / μm
12 ～ 15
耐热性 /℃
180 ± 5、体积无变化
弹性模量 / GPa
90 ～ 100
熔点 /℃
Leabharlann Baidu
1450 ～ 1500
注： 短切 BF 来自浙江石金玄武岩纤维有限公司。
2019 年第 3 期
玻璃钢 /复合材料
55
酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究
刘春波1，刘 胜2
（ 1. 重庆建筑工程职业学院，重庆 400072； 2. 湖南省交通科学研究院有限公司，长沙 410000）
FＲP / CM 2019. No. 3
56
酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究
2019 年 3 月
表 3 壳牌 SBS 改性沥青主要技术指标
Table 3 Main technical indexes of shell SBS modified asphalt
关键词： 道路工程； 玄武岩纤维 （ BF） ； 盐酸 （ HCL） 溶液； 表面处理； 性能改善 中图分类号： TB332 文献标识码： A 文章编号： 1003－0999（ 2019） 03－0055－06
1引言
随着我国的经济发展越来越快，车辆越来越多， 交通荷载越来越重，交通量越来越大和渠化交通越 来越明显等［1］，我国路况水平急剧下降，对高速公路 的维修越来越频繁，其成本甚至与新建道路的投资 成本相当［2-4］。所以如何减少沥青路面的病害，延长 路面的使用寿命，成为现阶段广大道路研究者关注 的焦点。
在国内外沥青路面的实际工程中，在沥青混合 料中添加纤维，使其成为纤维增强型复合材料是改 善沥青路面性能的重 要 途 径。王 安［5］、王 模［6］、曾 志远［7］和陈建荣等［8］国内一些学者对比分析了添加 玄武岩纤维（ BF） 、木质素纤维和聚酯纤维沥青混合 料的路用性能，得出添加 BF 能显著提升沥青混合料 性能的结论。Wan 等［9］、Gu 等［10］和 Zhang 等［11］国外 一些学者通过对掺三种不同纤维（ BF、木质素纤维 和聚酯纤维） 的 SMA-13 进行冻融劈裂试验、高温车 辙试验和低温弯曲梁试验，得出 BF 具有较好的增 强效果。
检测项目 延度（ 5 ℃ ，50 mm / min）
软化点 密度 弹性恢复（ 25 ℃ ） 针入度（ 25 ℃ ，100 g，5 s）
单位 mm ℃
g·cm－3 %
0．1 mm
技术指标 26．3 75．9 1．028 89 52．1
2. 2 酸溶液溶液处理玄武岩纤维及玄武岩 纤维沥青（ BFA） 制备工艺及步骤
2 酸溶液处理玄武岩纤维（ BF） 方案及原理
分析
2. 1 试验原材料概况
试验原材料主要技术指标见表 1 至表 3。
表 1 玄武岩纤维主要技术指标 Table 1 Main technical indexes of BF
检测项目
技术指标
短切长度 / mm
6 ～ 12
断裂延伸率 /%
3．2
抗拉强度 / MPa
表 2 盐酸（ HCL） 主要技术指标 Table 2 Main technical indexes of hydrochloric acid （ HCL）
检测项目
技术指标
分子式
HCL
相对分子量
36．46
比重
1．18
浓度
36% ～ 38%
注： HCL 来自衡阳市凯信化工试剂有限公司。
收稿日期： 2018-10-15 作者简介： 刘春波 （ 1976-） ，男，硕士，副教授，主要从事路桥工程技术方面的研究，290330530@qq. com。
综上所述，BF 是改善沥青的优选材料，但 BF 表 面光滑，其与沥青的黏结效果不理想。因 BF 属矿 物纤维，含 有 多 种 金 属 元 素 等，所 以 笔 者 采 用 盐 酸 （ HCL） 溶液来对其进行处理。从经济和便捷的角度 综合考虑，HCL 溶液选用 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 两 个浓度进行试验，且严格控制 HCL 溶液侵蚀 BF 的 时间为 20 min 和 45 min，最后得出较好的处理方案。
（ 4） 对 BF 以及玄武岩纤维沥青（ BFA） 进行编 号，第一个角标表示溶液处理的浓度，第二个角标表 示处理的 时 间，第 三 个 角 标 表 示 掺 入 的 沥 青 比，见 表 4。
（ 1） 准备多份质量为 1. 0 g 的 BF，分别倒入已 制备好的 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 的 HCL 溶液中， BF 完全被溶液浸没，充分搅拌，在常温下静置浸泡 20 min、45 min；
（ 2） 将浸泡好的 BF 过筛滤出，用去离子水将其 冲洗干净，放烘箱中烘干，烘箱温度控制在 100 ℃ ， 备用；
摘要： 为增强玄武岩纤维（ BF） 在沥青中的加筋及增强效果，选用 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 的盐酸（ HCL） 溶液对 BF 表面 进行侵蚀处理，通过环境扫描电镜（ ESEM） 试验和红外光光谱（ FTIＲ） 试验对其表面微观形貌进行观测分析，原样 BF 表面光 滑，HCL 溶液侵蚀处理后，BF 呈现整体侵蚀，表面形成硅酸胶层，－OH 含量有所增加； 通过软化点、5 ℃ 测力延度及 ESEM 试验 等，研究了玄武岩纤维沥青的常规性能及拉拔断口形貌，随着 HCL 溶液浓度及处理时间增加，BFA 的性能基本呈先好后坏的 趋势，从 BFA 断口处明显可以看出酸溶液处理后的 BF 表面裹覆了一层薄薄的沥青膜，且得到了 HCL 溶液处理 BF 相对较优 的方案为： 溶液浓度为 2. 5 mol / L，处理时间为 20 min。
2800 ～ 3800
密度 / g·cm－3 主要化学成分
2．56 ～ 3．05 SiO2 、Al2 O3 、CaO、MgO
颜色
金褐色
导热、导电能力
弱
纤维直径 / μm
12 ～ 15
耐热性 /℃
180 ± 5、体积无变化
弹性模量 / GPa
90 ～ 100
熔点 /℃
Leabharlann Baidu
1450 ～ 1500
注： 短切 BF 来自浙江石金玄武岩纤维有限公司。
2019 年第 3 期
玻璃钢 /复合材料
55
酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究
刘春波1，刘 胜2
（ 1. 重庆建筑工程职业学院，重庆 400072； 2. 湖南省交通科学研究院有限公司，长沙 410000）
FＲP / CM 2019. No. 3
56
酸处理玄武岩纤维沥青常规性能研究
2019 年 3 月
表 3 壳牌 SBS 改性沥青主要技术指标
Table 3 Main technical indexes of shell SBS modified asphalt
关键词： 道路工程； 玄武岩纤维 （ BF） ； 盐酸 （ HCL） 溶液； 表面处理； 性能改善 中图分类号： TB332 文献标识码： A 文章编号： 1003－0999（ 2019） 03－0055－06
1引言
随着我国的经济发展越来越快，车辆越来越多， 交通荷载越来越重，交通量越来越大和渠化交通越 来越明显等［1］，我国路况水平急剧下降，对高速公路 的维修越来越频繁，其成本甚至与新建道路的投资 成本相当［2-4］。所以如何减少沥青路面的病害，延长 路面的使用寿命，成为现阶段广大道路研究者关注 的焦点。
在国内外沥青路面的实际工程中，在沥青混合 料中添加纤维，使其成为纤维增强型复合材料是改 善沥青路面性能的重 要 途 径。王 安［5］、王 模［6］、曾 志远［7］和陈建荣等［8］国内一些学者对比分析了添加 玄武岩纤维（ BF） 、木质素纤维和聚酯纤维沥青混合 料的路用性能，得出添加 BF 能显著提升沥青混合料 性能的结论。Wan 等［9］、Gu 等［10］和 Zhang 等［11］国外 一些学者通过对掺三种不同纤维（ BF、木质素纤维 和聚酯纤维） 的 SMA-13 进行冻融劈裂试验、高温车 辙试验和低温弯曲梁试验，得出 BF 具有较好的增 强效果。
检测项目 延度（ 5 ℃ ，50 mm / min）
软化点 密度 弹性恢复（ 25 ℃ ） 针入度（ 25 ℃ ，100 g，5 s）
单位 mm ℃
g·cm－3 %
0．1 mm
技术指标 26．3 75．9 1．028 89 52．1
2. 2 酸溶液溶液处理玄武岩纤维及玄武岩 纤维沥青（ BFA） 制备工艺及步骤
2 酸溶液处理玄武岩纤维（ BF） 方案及原理
分析
2. 1 试验原材料概况
试验原材料主要技术指标见表 1 至表 3。
表 1 玄武岩纤维主要技术指标 Table 1 Main technical indexes of BF
检测项目
技术指标
短切长度 / mm
6 ～ 12
断裂延伸率 /%
3．2
抗拉强度 / MPa
表 2 盐酸（ HCL） 主要技术指标 Table 2 Main technical indexes of hydrochloric acid （ HCL）
检测项目
技术指标
分子式
HCL
相对分子量
36．46
比重
1．18
浓度
36% ～ 38%
注： HCL 来自衡阳市凯信化工试剂有限公司。
收稿日期： 2018-10-15 作者简介： 刘春波 （ 1976-） ，男，硕士，副教授，主要从事路桥工程技术方面的研究，290330530@qq. com。
综上所述，BF 是改善沥青的优选材料，但 BF 表 面光滑，其与沥青的黏结效果不理想。因 BF 属矿 物纤维，含 有 多 种 金 属 元 素 等，所 以 笔 者 采 用 盐 酸 （ HCL） 溶液来对其进行处理。从经济和便捷的角度 综合考虑，HCL 溶液选用 1. 0 mol / L 和 2. 5 mol / L 两 个浓度进行试验，且严格控制 HCL 溶液侵蚀 BF 的 时间为 20 min 和 45 min，最后得出较好的处理方案。