[發明專利]檢測瀝青-陳化鋼渣集料粘附性能的方法

有效

• 申請號: 202110570077.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113237830B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 孟秀元;磨煉同;常文偉;肖月;趙彥博;梁亞東;曲良辰;董建峰
• 申請（專利權）人: 山西路橋建設集團有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N21/64;G01N21/84;G01B11/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;程力

本發明公開了一種檢測瀝青?陳化鋼渣集料粘附性能的方法，檢測瀝青?陳化鋼渣集料中陳化產物層厚度時，先制備瀝青?陳化鋼渣集料界面粘結薄片試樣，然后利用熒光顯微鏡標尺測量薄片試樣中鋼渣與瀝青層的邊界距離從而得到陳化產物層厚度及分布情況，測試瀝青?陳化鋼渣集料粘附力時，先通過測力拉伸裝置對粘結的瀝青?陳化鋼渣集料進行拉拔試驗得到最大拉拔力，然后對拉拔后的粘結界面攝像，根據粘結界面的破壞形貌分析破壞模式，利用圖像處理技術得到瀝青?陳化鋼渣集料在粘結界面的實際粘結面積和剝落面積，進而計算得到拉拔強度和瀝青剝落率。本發明能直觀地得到陳化產物層分布情況、破壞模式，可定量檢測粘附性，操作簡便。

技術領域

本發明屬于施工材料性能檢測領域，具體涉及一種檢測瀝青-陳化鋼渣集料粘附性能的方法。

背景技術

鋼渣體積安定性不良且變異大制約了其替代天然碎石骨料用在瀝青混凝土路面中的推廣，雖然破碎且存放超過6個月以上的鋼渣可用作瀝青混合料粗集料使用，但自然陳化過程中f-CaO消解緩慢、周期長且陳化效果變異性大，鋼渣陳化有助于f-CaO消解，但陳化過程中表面會產生陳化產物，陳化產物層以及鋼渣內部復雜的金屬固溶體可以阻礙鋼渣內部硅酸鹽礦物的進一步反應導致陳化時間更長，同時裹附大量的粉塵，影響瀝青與鋼渣的有效粘結，實際起到瀝青隔離層的作用，影響瀝青混合料水穩定性和耐久性。

與傳統瀝青混凝土用集料相比，鋼渣集料具有一定活性和水硬性，陳化過程中會改變集料表面形貌，其實質是鋼渣骨料表面游離氧化鈣和硅酸鹽礦物(硅酸二鈣、硅酸三鈣)與空氣中的水分、二氧化碳等發生化學反應，共同碳化的過程。生成的CaCO₃晶體富集在鋼渣表面，另外鋼渣中硅酸二鈣、硅酸三鈣的膠凝作用可使CaCO₃顆粒進一步表面固化形成產物層。由于陳化產物層外側顆粒堆積不致密，形成細微疏松多孔結構。鋼渣表面陳化產物層厚度薄，目前尚沒有形成有效的厚度檢測方法。

當前公路瀝青路面評價集料粘附性主要采用水煮法試驗，通過水煮過程中瀝青與集料表面剝落率來確定粘附等級，該方法對集料的酸堿性較為明顯，以石灰巖為代表的堿性集料粘附性等級可達到5級，而以花崗巖為代表的酸性骨料，粘附等級僅為2-3級。鋼渣堿度高，表面多孔，粘附性可達到5級，實際上水煮法不能很好表征的粘結力學性能。

為了了解集料與瀝青粘結力學性能，現有的一些石料與瀝青粘結強度試驗多采用理想化集料表面，如對石料進行切割、鉆芯制成石料與瀝青粘結界面，再通過拉拔或拉伸檢測二者的粘結強度，鮮有采用真實集料與瀝青開展直接粘結強度試驗。

綜上所述，鋼渣集料活性大，需要陳化處理，但陳化處理表面產生陳化產物影響與瀝青粘結性能。傳統的水煮法測定的鋼渣與瀝青粘附性評價方法等級偏高，不能真實反映二者的粘結強度，而且一般瀝青-集料粘結拉拔強度試驗采用理想化表面，不能很好的反映特殊鋼渣-陳化產物-瀝青夾層結構，難以檢測陳化產物層的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種檢測瀝青-陳化鋼渣集料粘附性能的方法，本發明能直觀地得到陳化產物層分布情況和破壞模式，可定量檢測與評價瀝青-陳化鋼渣集料粘附性，操作簡便。

本發明所采用的技術方案是：

一種檢測瀝青-陳化鋼渣集料粘附性能的方法，制作瀝青-陳化鋼渣集料后，檢測瀝青-陳化鋼渣集料中陳化產物層厚度時，先制備瀝青-陳化鋼渣集料界面粘結薄片試樣，然后利用熒光顯微鏡標尺測量薄片試樣中鋼渣與瀝青層的邊界距離從而得到陳化產物層厚度及分布情況，測試瀝青-陳化鋼渣集料粘附力時，先通過測力拉伸裝置對粘結的瀝青-陳化鋼渣集料進行拉拔試驗得到最大拉拔力，然后對拉拔后的粘結界面攝像，根據粘結界面的破壞形貌分析破壞模式，利用圖像處理技術得到瀝青-陳化鋼渣集料在粘結界面的實際粘結面積和剝落面積，進而計算得到拉拔強度和瀝青剝落率。

進一步地，測力拉伸裝置包括用于粘結瀝青-陳化鋼渣集料的粘結平臺、用于固定粘結平臺的底座、用于夾住瀝青-陳化鋼渣集料的夾具以及通過萬向頭與夾具連接的測力拉伸儀。