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赤泥矿粉沥青混合料的抗水损坏研究

付善春 王冬冬 沈红艳

付善春, 王冬冬, 沈红艳. 赤泥矿粉沥青混合料的抗水损坏研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(5): 25-30, 36. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.005
引用本文: 付善春, 王冬冬, 沈红艳. 赤泥矿粉沥青混合料的抗水损坏研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(5): 25-30, 36. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.005
Fu Shanchun, Wang Dongdong, Shen Hongyan. Study on Water Damage Resistance of Red Mud Mineral Powder Asphalt Mixture[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(5): 25-30, 36. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.005
Citation: Fu Shanchun, Wang Dongdong, Shen Hongyan. Study on Water Damage Resistance of Red Mud Mineral Powder Asphalt Mixture[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(5): 25-30, 36. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.005

赤泥矿粉沥青混合料的抗水损坏研究

doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.005
基金项目: 河南省科技攻关计划项目(222102210306);河南省高等学校重点科研项目:赤泥改性沥青混合料的综合利用研究(23B560013);信阳学院校级科研项目资助(No.2022-XJLYB-014)
详细信息
    作者简介:

    付善春(1989-),男,讲师,硕士,主要从事建筑材料方面的研究

  • 中图分类号: TD989

Study on Water Damage Resistance of Red Mud Mineral Powder Asphalt Mixture

  • 摘要: 为了解决制铝工业中排放的赤泥废弃料难题,为了探究赤泥矿粉替代量对沥青混合料抗水损坏性能的影响,提高废弃物资源的再利用率,采用“干法改性”方案,利用赤泥等质量代替沥青混合料中的石灰岩矿粉制成赤泥沥青胶浆和赤泥沥青混合料,通过赤泥沥青胶浆的吸持性能实验和赤泥沥青混合料的浸水马歇尔实验、冻融循环劈裂实验、浸水车辙实验来测试不同替代量赤泥沥青胶浆的粘附性能和赤泥沥青混合料的抗水损坏性能。结果表明:赤泥替代沥青混合料中的石灰岩矿粉能有效地改善沥青胶浆的粘附性能和沥青混合料的抗水损坏性能。而且通过对赤泥沥青胶浆粘附性能和沥青混合料抗水损坏的机理分析 揭示了赤泥沥青混合料抗水损坏性能的原因,得出赤泥替代量为50%时沥青混合料性能较佳的结论。

     

  • 图  1  普通矿粉沥青混合料(左)和掺加50%赤泥矿粉沥青混合料(右)的红外光谱曲线

    Figure  1.  Infrared spectrum curve of common mineral powder asphalt mixture (left) and 50% red mud mineral powder asphalt mixture (right)

    图  2  普通矿粉沥青混合料(左)和掺加50%赤泥矿粉沥青混合料(右)的DSC曲线

    Figure  2.  DSC curve of common mineral powder asphalt mixture (left) and 50% red mud mineral powder asphalt mixture (right)

    表  1  赤泥的主要化学成分/%

    Table  1.   Main chemical composition of red mud

    Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaOMgO其他
    72.2714.385.192.131.690.973.37
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    表  2  石灰岩的主要化学成分/%

    Table  2.   Main chemical constituent of limestone

    Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaOMgO其他
    33.8616.321.232.2237.816.522.04
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    表  3  石灰岩矿粉技术指标检测结果

    Table  3.   Test results of technical indexes of limestone powder

    各项技术指标规范要求实验检测结果实验方法
    含水量,不大于,%10.18T0103烘干法
    表观密度,不小于,t/m32.502.685T 0352-2000
    粒度范围<0.075 mm,%75~10086.7T 0351-2000
    加热安定性实测记录与加热前矿粉颜色一致T 0355-2000
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    表  4  AC-13沥青混合料级配设计

    Table  4.   AC-13 Asphalt Mixture Gradation Design

    方孔筛/mm通过的质量百分数/%
    合成级配级配上限级配下限目标级配
    16100100100100
    13.296.71009095
    9.569.8856870.5
    4.7540.9683840.5
    2.3630502430.5
    1.1820.8381520.5
    0.615.4281015
    0.312.220712
    0.159.81558.5
    0.0756.5846
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    表  5  不同赤泥矿粉掺量下沥青胶浆吸持量的变化情况

    Table  5.   Change of holding capacity of asphalt mortar with different red mud content

    赤泥矿粉掺量/%140 ℃的吸持量/%160 ℃的吸持量/%170 ℃的吸持量/%
    0614931
    25735639
    50856944
    75917549
    100958051
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    表  6  赤泥矿粉沥青混合料的浸水马歇尔稳定度实验结果

    Table  6.   Test results of Marshall stability of red mud asphalt mixture immersed in water

    赤泥矿粉掺量/%未浸水稳定度/kN浸水48 h后稳定度/kN浸水残留稳定度/%
    07.325.1269.95
    25 10.56 8.75 82.86
    50 13.69 12.65 92.40
    75 14.98 14.06 93.85
    10015.5314.7594.97
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    表  7  赤泥矿粉沥青混合料的冻融循环劈裂实验结果

    Table  7.   Test results of freeze-thaw cyclic splitting of red mud asphalt mixture

    赤泥矿粉掺量/%未冻融前劈裂抗拉强度RT1/MPa冻融后的劈裂抗拉强度RT2/MPa冻融劈裂抗拉强度比TSR/%
    00.81250.526764.82
    25 1.3845 0.9851 71.15
    50 1.6871 1.4267 84.57
    75 1.6999 1.4446 84.98
    1001.71091.451284.82
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    表  8  赤泥矿粉沥青混合料的浸水车辙实验结果

    Table  8.   Rutting test results of red mud mineral powder asphalt mixture

    赤泥矿粉掺量/%45 min时的位移/mm60 min时的位移/mm动稳定度/(次· mm-1
    03.8964.3242283
    25 3.154 3.562 2984
    50 2.652 2.841 3801
    75 2.661 3.247 3654
    1002.5593.0043691
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  • 收稿日期:  2020-05-30
  • 修回日期:  2020-07-07

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