活化煤矸石基改性沥青流变性能评价及微观机理OA北大核心CSTPCD

为推动废弃煤矸石高效、高值、建筑化利用,实现矿业与交通行业协同、无害化、资源化可持续发展,基于活化煤矸石基材料高比表面积与强吸附性的优点,本文首先采用高温煅烧、湿法碱溶和干法碱熔3种工艺对煤矸石粉进行处理,得到了3种活化煤矸石粉和4种改性沥青;其次,通过微观测试手段研究各煤矸石粉的内部微观结构;最后,评价了煤矸石基改性沥青的流变性能及其改性机理。研究结果表明:高温煅烧后煤矸石片层状结构出现破裂,呈现疏松颗粒状;湿法碱溶后煤矸石表面生成大量胶凝材料,比表面积增大15.7倍;干法碱熔后煤矸石形成孔隙丰富的骨架结构,比表面积增大25.0倍;相比于基质沥青,湿法碱溶、干法碱熔活化煤矸石改性沥青的车辙因子和不可恢复蠕变柔量等评价指标均得到不同程度提升,证明活化煤矸石基材料能显著改善沥青的高温流变性能;在-18℃下,高温煅烧活化煤矸石改性沥青的表现较好的低温性能;煤矸石基改性沥青自由能增大,表明材料之间具有良好的界面黏附性,且主要以物理吸附和分子作用力为主;活化煤矸石的多孔结构通过吸附轻质组分,在沥青基体中形成“结构沥青”,进而产生空间约束力来限制沥青大分子链移动,提高沥青高温稳定性。