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赤泥復(fù)配錳渣改性瀝青灰色關(guān)聯(lián)分析

導(dǎo)讀:為了分析赤泥和錳渣的摻入對(duì)基質(zhì)瀝青性能的影響，對(duì)赤泥和錳渣進(jìn)行充分混合后進(jìn)行多組復(fù)配比例的試驗(yàn)，最終確定了１∶１．５的最佳復(fù)配質(zhì)量比例。以粉油比為０、３％、６％９


返回列表 來(lái)源：未知 發(fā)布日期：2019-09-25 16:52【大 中 小】
赤泥是制鋁過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢料，隨著 經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，每年都有數(shù)百萬(wàn)噸的廢料產(chǎn)生，大 量排放引發(fā)了一系列的環(huán)境問(wèn)題和安全問(wèn)題；錳渣 是工業(yè)上在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，一般也是 不經(jīng)過(guò)處理就排放到了自然界中，給環(huán)境帶來(lái)了極 大的污染。本文正是在這樣的背景下，把二者有效 地結(jié)合起來(lái)，用于改善基質(zhì)瀝青的相關(guān)性能。這樣 既能夠有利于節(jié)能減排，也能夠變廢為寶。對(duì)于瀝 青混合料來(lái)說(shuō)，它是由瀝青和粗細(xì)骨料構(gòu)成的多相 分散體系，然而瀝青的性能很大程度上會(huì)影響瀝青 混合料的 性 能。境內(nèi)外關(guān)于基質(zhì)瀝青改性的研究 中，主要集中于用單一物質(zhì)對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性等 方面，對(duì)幾種物質(zhì)復(fù)配的研究還較少。在數(shù)據(jù)分析 方面，通常的 回 歸 分 析、數(shù)據(jù)擬合也有一定的局限 性。這些方法不但需要大量的原始數(shù)據(jù)，而且在數(shù) 據(jù)處理的過(guò)程中得不到自己想要的結(jié)果。所以，本 文采用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。灰色系統(tǒng)理論 所研究的主要是以灰色朦朧集合為基礎(chǔ)、以灰色模 型為核心的模型體系，把本就雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化 為比較有規(guī) 侓 的 數(shù) 據(jù) 列。當(dāng)然，在 計(jì) 算 的 過(guò) 程 中，一方面要建立原始信息模型；另一方面為了得到 想要的信息，在不斷添加新內(nèi)容的同時(shí)也要適當(dāng)去 除老數(shù)據(jù)，建立新陳代謝的模型體制以反映目前的 變化特征。這 種 方 法 與 樣 本 和 分 布 沒(méi) 有 直 接 的 聯(lián) 系，而且在瀝青混合料的研究中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng) 用。本文先將赤泥和錳渣進(jìn)行復(fù)配，而后再取二者 混 合 體 粉 油 比 為 ０、４％、８％、１２％、１６％、２０％、 ２４％、２８％，通過(guò)外摻法分別摻加到基質(zhì)瀝青中，制 備復(fù)配赤泥和錳渣的瀝青膠漿。采用灰色系統(tǒng)理論 關(guān)聯(lián)度分析方法，對(duì)復(fù)配后的改性基質(zhì)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，研究復(fù)配摻 加劑的量與瀝青性能的關(guān)聯(lián)性。

１ 赤泥和錳渣復(fù)配的瀝青膠漿性能基本試驗(yàn)

１．１ 試驗(yàn)材料
１．１．１ 赤泥 赤泥為廣西某鋁廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢 渣，它的主要成分為三氧化二鐵、三氧化二鋁、二氧 化硅、氧化鈣、氧化鈉等等。
１．１．２ 錳渣 錳渣為廣西某廠錳鐵高爐水淬渣顆粒球磨過(guò)篩而 得。它為灰綠色的松散粉體，密度約為２．８３６ｇ／ｃｍ３， 比表面積約為６３２．６ｍ２／ｋｇ。
１．１．３ 基質(zhì)瀝青 基質(zhì)瀝青選用的是７０號(hào)Ａ 級(jí)的道路石油瀝青， 按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（ＪＴＧＦ４０—２００４） 中的相關(guān)要求進(jìn)行檢測(cè)，

１．２ 赤泥和錳渣復(fù)配的瀝青膠漿的制備 首先對(duì)赤泥和錳渣復(fù)配的混合體預(yù)處理，即將 赤泥和錳渣復(fù)配的混合體原材料放入到烘箱中進(jìn)行 ２４ｈ、８０℃ 的 預(yù) 熱 處 理，再 將 基 質(zhì) 瀝 青 加 熱 到 １４０℃，把加熱好的混合體按照設(shè)定的比例通過(guò)外摻 法摻入到 基 質(zhì) 瀝 青 中 去，摻 量 分 別 為 ０、３％、６％、 ９％、１２％、１５％、１８％、２１％、２４％。利用高速剪切機(jī) 在１７０℃的溫度 下，對(duì)每種比例下?lián)郊映嗄嗪湾i渣 復(fù)配混合體的改性瀝青以８０００ｒ／ｍｉｎ的速度高速 剪切３０ｍｉｎ，按照設(shè)定的外摻料比例制備出了８組 改性瀝青材料。

１．３ 赤泥和錳渣復(fù)配最佳比例的選取 在探究赤泥、錳渣摻加進(jìn)基質(zhì)瀝青后對(duì)瀝青性能（上海昌吉SYD-2806A瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定器檢測(cè)）的影響前，為了得出赤泥和錳渣之間復(fù)配的最佳 比例，按照赤泥和錳渣的質(zhì)量比１∶０．５、１∶１、１∶ １．５、１∶２、１∶２．５、１∶３、１∶４、１∶４．５設(shè)置了８組 平行試驗(yàn)，對(duì)每個(gè)質(zhì)量比復(fù)配的混合體都進(jìn)行了針 入度、延度、軟化點(diǎn)的測(cè)試。通過(guò)對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的 對(duì)比分析，得出了赤泥和錳渣在質(zhì)量比為１∶１．５時(shí) 其各項(xiàng)指標(biāo)為最佳的結(jié)論。為了更加清楚地說(shuō)明問(wèn) 題，分別進(jìn)行了單一摻加赤泥和單一摻加錳渣的對(duì)照試驗(yàn)。

從上面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以清楚地看到：?jiǎn)我粨?加赤泥或者單一摻加錳渣，相比較于基質(zhì)瀝青，其上海昌吉針入度、延度、軟化點(diǎn)均有提升。也就是說(shuō)，單一摻加 赤泥或者單一摻加錳渣均能夠改善基質(zhì)瀝青的低溫 性能、抗變形能力以及高溫穩(wěn)定性。

１．４ 在最佳復(fù)配比例下的瀝青膠漿性能 由表４可以知道，赤泥、錳渣復(fù)配混合后，當(dāng)摻 入混合物的粉油比小于１５％時(shí)，針入度在較低溫度 下（１０℃、１５℃、２０℃）基本保持不變，但 在 較 高 溫 度 （２５℃、３０℃）時(shí)，針 入 度 值 明 顯 減 ??；粉 油 比 大 于 １５％時(shí)，針入度值有所回升。也就是說(shuō)，在摻入混合 物的粉油比為１５％時(shí)，改性瀝青的針入度值出現(xiàn)了 拐點(diǎn)?？梢哉J(rèn) 為：粉 油 比 為１５％時(shí)，對(duì)基 質(zhì) 瀝 青 針 入度的改性效果最佳。對(duì)于改性瀝青的延度，當(dāng)摻 入混合物的粉 油 比 為１２％時(shí)，延度 開(kāi) 始 明 顯 下 降。 對(duì)于改性瀝青的軟化點(diǎn)，在剛開(kāi)始，瀝青的軟化點(diǎn)會(huì) 隨著粉油比的 增 大 而 增 大；當(dāng) 粉 油 比 達(dá) 到１５％時(shí)， 其軟化點(diǎn)達(dá)到最大值。

2 赤泥和錳渣復(fù)配摻加量與瀝青性能的灰色關(guān)聯(lián) 分析

２．１ 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)量化處理與灰色關(guān)聯(lián)度的確定
以灰色系統(tǒng)理論為模型的預(yù)測(cè)。我們都稱(chēng)之為 灰色預(yù)測(cè)，它 主 要 是 用 ＧＭ（１，１）模型來(lái)反 映 數(shù) 據(jù)的內(nèi)在關(guān)系變化。它與傳統(tǒng)的白色模型和黑色模 型相比，最大的區(qū)別就在于：可以利用一部分已知的 信息來(lái)預(yù)測(cè)部分未知的信息，除舊納新，始終都將預(yù) 測(cè)的信息 建 立 在 原 始 已 知 的 信 息 之 上。

２．２ 赤泥、錳渣在最佳復(fù)配比例下與瀝青性能的灰色關(guān)聯(lián)分析
在試驗(yàn)中，以赤泥、錳渣復(fù)配改性劑的摻量為參 考 數(shù) 列，以 １０、１５、２０、２５、３０℃ 下的 針 入 度，５℃ 延 度，１５℃延度，軟化點(diǎn)等指標(biāo)作為比較數(shù)列，分析不 同摻量赤泥、錳渣復(fù)配的改性瀝青指標(biāo)變化情況。

３ 結(jié)語(yǔ)

（１）經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)表明：赤泥、錳渣復(fù)配改性 劑的復(fù)配質(zhì)量比例為１∶１．５時(shí)效果最佳。赤泥、錳 渣復(fù)配改性劑的摻入相比較于單一的摻加赤泥和單 一的摻加錳渣而言，復(fù)配后對(duì)基質(zhì)瀝青的改性效果 更加明顯，主 要 體 現(xiàn) 在：當(dāng)摻加復(fù)配的赤泥和錳渣 后，其抗低溫性能、抗變形能力以及高溫穩(wěn)定性均比 單一摻加赤泥和單一摻加錳渣要好得多；并且得到 了當(dāng)赤泥和錳 渣 在 復(fù) 配 后 以 粉 油 比 為１５％摻入 時(shí) 其效果最佳的結(jié)論。
（２）赤泥和錳渣復(fù)配改性劑的摻入與基質(zhì)瀝青 的基本指標(biāo)之間存在著關(guān)聯(lián)性。復(fù)配改性劑的摻入 對(duì)１０℃時(shí)針入度的影響最為顯著，其次分別為２０℃ 時(shí)針入度、軟 化 點(diǎn)、２５℃ 時(shí)針 入 度、３０℃ 時(shí)針 入 度、 １５℃時(shí)針入度、５℃時(shí)延度和１５℃時(shí)延度。
（３）把赤泥和錳渣二者有效地結(jié)合起來(lái)，不僅為 兩種工業(yè)廢渣的綜合利用探索了新途徑，而且為這 種復(fù)配改性劑的制備工藝提供了新思路。