一种矿物纤维-沥青界面厚度评价方法技术

本发明专利技术公开一种矿物纤维

【技术实现步骤摘要】
一种矿物纤维
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沥青界面厚度评价方法


[0001]本专利技术属于道路工程材料领域，具体涉及一种矿物纤维
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沥青界面厚度评价方法。

技术介绍

[0002]矿物纤维加入到沥青材料中已经是交通系统中重要组成部分，对道路工程材料是否具有长时间服役有着关键的作用，然后日益成长的交通荷载和日益恶化的自然对纤维沥青路面提出了更高的要求，然而现有的研究当中对纤维增强沥青材料评价手段仅仅在于宏观路用性能的评价，并不能准确表示出纤维与沥青材料之间的界面作用，无法进一步阐述纤维对沥青材料的影响，纤维
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沥青界面起着应力传递的作用，揭示纤维在沥青材料中增强作用机理，就需要纤维
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沥青界面测试方法，从微观界面角度对纤维增强沥青路面材料进行更优、更可靠的设计。这些方法可以在一定程度上改善纤维与沥青之间应力传递问题，对优化纤维提供路面材料优化设计提供了一定的指导。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种矿物纤维
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沥青界面厚度评价方法，进一步揭示纤维
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沥青材料之间应力传递作用，为阐述纤维对沥青材料的影响提供了一定的指导。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种矿物纤维
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沥青界面厚度评价方法，包括以下步骤：步骤一、采用扫描电镜对矿物纤维
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沥青断面样品进行扫描；步骤二、根据步骤一所得扫描图像采用弧形线对矿物纤维
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沥青明暗交界区域进行划分；步骤三、根据划分后的矿物纤维
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沥青明暗交界区域图像，确定矿物纤维
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沥青明暗交界区域的交界线，在交界线上随机选取一坐标A，以坐标A作为切点作该交界线的切线，以坐标A作为扫描起点，垂直于该切线，采用X射线能谱仪进行连续的元素扫描，得到某一元素点数与探头位移的关系图；步骤四、根据某一元素点数与探头位移的关系图，确定关系图上某一元素点数最少时为扫描终点，根据扫描起点和扫描终点的探头位移数值确定界面区厚度。
[0005]进一步的，矿物纤维
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沥青断面样品通过将沥青放入170℃已预热好的烘箱内，加热30~40min，将矿物纤维根部蘸取0.5~0.8cm沥青，放入冰箱冷冰10~20min，使矿物纤维表面沥青凝固，用剪刀剪断矿物纤维表面沥青边缘层得到。
[0006]进一步的，采用S
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4800型扫描电镜对矿物纤维
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沥青断面样品进行扫描。
[0007]进一步的，矿物纤维
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沥青断面样品中的矿物纤维为短切玄武岩纤维或玻璃纤维，沥青为70#基质沥青或SBS改性沥青。
[0008]进一步的，在坐标A沿着垂直该点切线方向进行元素扫描，保证探头移动方向与矿物纤维主轴正交。
[0009]与现有技术相比，本专利技术从微观界面角度对纤维增强沥青路面材料进行更优、更
可靠的设计。这些方法可以在一定程度上改善纤维与沥青之间应力传递问题，对优化纤维提供路面材料优化设计提供了一定的指导。该方法避免了传统显微手段对界面形貌观察缺陷、纤维在混合料中无法具体表征、且结果也无法进行定量定性分析等缺点，具有识别准确、效率高、速度快等优点。
附图说明
[0010]图1为实施例1中玄武岩纤维与70#基质沥青界面区域微观形貌扫描结果。
[0011]图2为实施例1中玄武岩纤维与70#基质沥青界面区域Si元素数量与探头位移结果。
[0012]图3为实施例1中玄武岩纤维与70#基质沥青界面厚度确定方法示意图。
具体实施方式
[0013]本专利技术用到的仪器有：扫描电镜（S
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4800型（ESEM））、X射线能谱仪。用到的材料有：短切玄武岩纤维，纤维平直无杂质，70#基质沥青。
[0014]将70#基质沥青放入170℃已预热好的烘箱内，加热30~40min。将短切玄武岩纤维根部蘸取0.5~0.8cm的预热沥青，放入冰箱冷冰10~20min，使纤维表面沥青凝固。用剪刀剪断纤维表面沥青边缘层，得到纤维
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沥青断面样品，断面应平整、无杂质。
[0015]本专利技术通过扫描电镜对不同矿物纤维与沥青材料之间的界面区域形貌观测，通过X射线能谱仪对矿物纤维
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沥青之间界面元素扫描，确定其界面元素点与扫描点位移最大差值，为界面过渡区厚度。
[0016]实施例1在170℃预热烘箱中预先加热70#基质沥青，使其成为液体流动状态，选取长度约为3~6cm左右的玄武岩纤维使其根部蘸取0.5~0.8cm左右沥青，然后将玄武岩纤维
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沥青样品拿入冰箱冷冻20分钟，用剪刀剪断纤维根部蘸取沥青部分（剪断面须平整无杂质），制备所述玄武岩纤维
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沥青扫描样品。
[0017]在实施例1给出的纤维
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沥青断面样品表面镀膜10~20min，镀膜电流5kV，以降低矿物纤维
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沥青样品表面导电荷，通过降低加速电压、减少射入电子数量减少表面样品多余电荷，对矿物纤维
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沥青样品进行测试，结果如图1所示，可以看出，样品之间有清晰明暗两部分交界区域，其区域就是界面厚度，采用弧形线条对区域边界进行划分。如图3所示，在弧形线条上随机选取一坐标A，以坐标A为切点作该弧形线条的切线，以坐标A作为扫描起点，垂直于该切线，采用X射线能谱仪进行连续的元素扫描，在对矿物纤维与沥青的元素区域进行扫描后，由于矿物纤维中含有Si、Mg、C、O等丰富的元素，沥青当中也含有C、O等元素，所以选取矿物纤维与沥青相区别的矿物元素，本实施例中选取Si元素为特定元素。即得到Si元素点数与探头位移的关系图，如图2所示。
[0018]图2中，所选取的矿物纤维的Si元素与沥青元素区域呈现一定的锯齿状。由图2可以看出玄武岩纤维与70#基质沥青的界面区域元素分布图呈波动式下降，其总体呈下降趋势，随着探头位移逐渐增加，Si元素个数逐渐减少，其走势图逐渐趋于平缓，表明选取的Si元素从纤维内部到界面区域之间有一个界面厚度。由Si元素个数可大致判断界面厚度的起始点与终点。将Si元素点数最高点（即扫描起点）对应的探头位移与Si最低点（即扫描终点）
对应的探头位移相减可得出玄武岩纤维与70#基质沥青的界面厚度约为3.222μm，可以看出玄武岩纤维与70#基质沥青之间存在一定的界面厚度，而界面厚度的大小直接影响了纤维与沥青之间的粘结力，纤维能够吸附沥青的程度，从而影响纤维在混合料拌和过程中纤维
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沥青
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骨料之间的聚合力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿物纤维
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沥青界面厚度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用扫描电镜对矿物纤维
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沥青断面样品进行扫描；步骤二、根据步骤一所得扫描图像采用弧形线对矿物纤维
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沥青明暗交界区域进行划分；步骤三、根据划分后的矿物纤维
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沥青明暗交界区域图像，确定矿物纤维
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沥青明暗交界区域的交界线，在交界线上随机选取一坐标A，以坐标A作为切点作该交界线的切线，以坐标A作为扫描起点，垂直于该切线，采用X射线能谱仪进行连续的元素扫描，得到某一元素点数与探头位移的关系图；步骤四、根据某一元素点数与探头位移的关系图，确定关系图上某一元素点数最少时为扫描终点，根据扫描起点和扫描终点的探头位移数值确定界面区厚度。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：康爱红，孔贺誉，孟硕，宋关春，李波，张垚，吴星，裴昭辉，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：