磷渣改性沥青混合料的综合利用研究

王冬冬, 付善春. 磷渣改性沥青混合料的综合利用研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 169-174. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.029
引用本文: 王冬冬, 付善春. 磷渣改性沥青混合料的综合利用研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(4): 169-174. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.029
Wang Dongdong, Fu Shanchun. Study on Comprehensive Utilization of Phosphorus Slag Modified Asphalt Mixture[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 169-174. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.029
Citation: Wang Dongdong, Fu Shanchun. Study on Comprehensive Utilization of Phosphorus Slag Modified Asphalt Mixture[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(4): 169-174. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.04.029

磷渣改性沥青混合料的综合利用研究

  • 基金项目: 河南省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题:基于结构设计竞赛的土建专业实践教学研究(2020YB0366);河南省民办教育协会2019年度立项课题:基于结构设计竞赛的民办高校大学生实践创新能力培养研究(HMXL-20190438);信阳学院校级科研项目( 2020-XJLYB-002) ; 2019年度校级线上线下混合式一流本科课程项目资助
详细信息
    作者简介: 王冬冬(1983-),男,讲师,研究方向为混凝土结构加固和建筑材料。
  • 中图分类号: TD989;U414

Study on Comprehensive Utilization of Phosphorus Slag Modified Asphalt Mixture

  • 为了解决生产黄磷时排放的水淬磷酸盐类工业废渣难题,提高废弃物资源的再利用率。通过实验研究不同磷渣掺量下沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,对基质沥青混合料及磷渣改性沥青混合料分别进行了马歇尔实验、车辙实验以及浸水马歇尔实验,结果表明:当磷渣掺量为9%时,磷渣改性沥青混合料的高温稳定性能和水稳定性能达到较佳。并通过采用电镜扫描、红外光谱等技术手段对磷渣改性沥青混合料的改性效果进行了具体分析。分析结果表明:在基质沥青中掺加磷渣能够明显提高沥青混合料的基本路用性能。按照本文的实验研究,得出当磷渣以9%的粉油比掺加到基质沥青中时改性效果较佳的结论。综合分析得出,磷渣改性沥青研究具有一定的研究价值,能够解决水淬磷酸盐类工业废渣难题以及资源再利用,并为延伸产业链等提供了新途径。

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  • 图 1  基质沥青混合料(左)和掺加9%的磷渣改性沥青混合料(右)的电SEM图

    Figure 1. 

    图 2  基质沥青混合料(左)和掺加9%的磷渣改性沥青混合料(右)的红外光谱曲线

    Figure 2. 

    表 1  基质沥青基本技术性质

    Table 1.  Basic technical properties of matrix asphalt

    项目规范要求实验结果实验方法
    针入度(25℃)/ 0.1 mm60~8065T0604-2011
    延度(15℃)/cm≥100104.52T0605-2011
    软化点/℃≥4648.5T0606-2011
    闪点/℃≥260299T0611-2011
    溶解度/%≥99.599.88T0607-2011
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    表 2  石灰岩集料筛分结果

    Table 2.  Sieving results of limestone aggregate

    粒径指标/cm16~13.213.2~9.59.5~4.754.75~2.362.36~1.181.18~0.60.6~0.30.3~0.150.15~0.075规范值
    表观相对密度/(g·cm-32.7322.7092.6652.7182.7232.7212.6942.7282.722
    2.6
    毛体积相对密度/(g·cm-32.7212.6972.6582.718-----
    2.5
    吸水率/%0.420.480.610.69-----
    3.0
    压碎值/%19.418.620.1------
    28
    针片状含量/%6.18.26.9------
    18
    +0.075 mm颗粒含量/%0.42
    1.0
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    表 3  石灰岩粗集料技术指标与要求

    Table 3.  Technical indicators and requirements of limestone coarse aggregate

    各项技术指标实验结果规范要求
    压碎值/%18.5≤28
    针片状含量/%6.4≤18
    与沥青粘附性5级不小于4级
    表观相对密度/(g·cm-32.7162≥2.50
    吸水率/%0.4982≤3.0
    +0.075 mm颗粒含量/%0.42≤1
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    表 4  矿粉技术指标检测结果

    Table 4.  Test results of mineral powder technical indicators

    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/%10.18T 0103 烘干法
    表观密度,不小于/(t·m-32.502.685T 0352-2000
    粒度范围<0.6 mm/%100100.0T 0351-2000
    粒度范围<0.15 mm/%90~10094.8T 0351-2000
    粒度范围<0.075 mm/%75~10086.7T 0351-2000
    外观无团粒结块无团粒结块-
    亲水系数<10.7T 0353-2000
    塑性指数/%<4-T 0354-2000
    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 5  AC-13沥青混合料级配设计

    Table 5.  Gradation design of AC-13 asphalt mixture

    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 6  不同沥青混合料的车辙实验结果

    Table 6.  Rutting test results of different asphalt mixtures

    混合料类型动稳定度/(次·mm-1
    基质沥青1001
    掺加3%磷渣2097
    掺加5%磷渣2485
    掺加7%磷渣2988
    掺加9%磷渣3203
    掺加11%磷渣2499
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    表 7  磷渣改性沥青混合料的浸水马歇尔实验结果

    Table 7.  Immersion Marshall test results of phosphorus slag modified asphalt mixture

    混合料类型试件浸水
    30 min后的
    稳定度MS1/
    KN
    试件浸水
    48 h后的
    稳定度
    MS2/kN
    试件的浸
    水残留稳
    定度MS0/
    %
    基质8.67.5687.91
    掺加3%磷渣10.399.5591.92
    掺加5%磷渣10.779.7890.81
    掺加7%磷渣11.0110.1492.09
    掺加9%磷渣11.2110.4693.31
    掺加11%磷渣10.829.9992.33
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出版历程
收稿日期:  2020-08-18
刊出日期:  2022-08-25

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