材料分析方法在改性沥青研究中的应用

近些年, 随着我国道路交通事业的蓬勃发展, 车辆轴载以及道路交通量越来越高, 对路用沥青的质量要求也越来越苛刻。改性沥青路面在应用过程中可以有效减少行车的噪音, 实现清洁型交通。改性沥青的耐疲劳性、抗裂性以及长寿命等特点, 能够有效地缓解这些交通道路环境, 但是改性沥青具备较强的环境敏感性、复杂结构性, 所以对改性沥青的分析不能够仅限于物理指标。对此, 研究当前改性沥青的材料分析方法便显得尤为重要。

1 红外光谱法的原理以及在改性沥青研究当中的应用

红外光谱法主要是利用在分子吸收红外光线时, 利用分子当中的原子转动能级以及振动能级的变化而产生的光谱, 分析光谱获得最终的检测结果。这一种方式的辨别准确性非常高, 并且对检测物没有伤害, 检测速度快, 检测操作方便等优势。但是在定量分析时, 可能会出现较大的误差。因为改性沥青的材料化学组成较为复杂, 变化无法控制, 很难使用准确的定量进行研究, 所以这一类方法不能应用在定量分析当中, 普遍只有在半定量时进行分析检测。

因为红外光谱法主要是对激光之后的原子团进行振动频率检测, 其能够对各类原子团进行详细的识别, 所以红外光谱法在改性沥青中含有改性剂时的应用最为有效。与此同时, 使用红外光谱法鉴别改性剂时, 能够将改性剂对沥青的改变进行详细的解剖, 从而发现沥青的结构变化详情。

红外光谱法在实际应用时, 能够准确的对改性沥青当中的改性剂含量进行定量分析。当改性沥青发生老化时, 因为氧化的作用, 改性沥青当中会出现新的羰基, 最终导致特征峰的数值过高。在出现新的羰基时, 出现老化的沥青将会出现少数性质活泼的分子团, 从而便可以准确的鉴定出沥青是否出现老化。

2 扫描电子显微镜的原理以及在改性沥青研究当中的应用

扫描电子显微镜的分析原理主要是使用电子替代可见光, 利用样品和电子交互之后生成的带有样品信息的俄歇电子、二次电子以及特征X射线等数据之后, 再对数据进行还原处理, 之后便能够获得研究对象的化学、物理性质。例如改性沥青的化学成分、物理形状、晶体结构形态等。

扫描电子显微镜在实际的应用当中直接应用的非常少, 其普遍只是应用在无机改性剂的分析中, 在无机改性剂的分析中普遍是使用聚合物断裂理念对改性沥青进行力学性能分析, 对有机改性剂的分析、观察效果并不显著。

使用扫描电子显微镜的方式对废橡胶颗粒在沥青当中的分布情况进行了详细的实验分析, 其结果显示一种多项共存体系中, 在温度较低时, 粒度低, 沥青基质与数量较大的橡胶颗粒差异会显得更大, 会出现严重的应力集中现象, 从而通过显微镜便能够直观的发现剪切带, 从而准确的分析改性沥青的抗裂性能。

3 X射线衍射法的原理以及在改性沥青研究当中的应用

X射线衍射的分析原理主要是通过对非晶态物质与静态物质的静态区域进行监测分析。借助X射线的特点穿透静态区域之后分析静态区域的条纹, 从而对改性沥青的结构进行详细的解剖。

X射线衍射法在改性沥青的分析当中, 主要是分析沥青纳米复合类型结构的研究。

利用X射线衍射对改性沥青进行研究, 其主要使用X射线衍射的方式, 对有机蒙脱土改性沥青当中的层状硅酸盐片层形式开展研究, 其并没有发现衍射峰的存在, 所以认为, 有机蒙脱土在剪切的过程中产生了剥离结构。

4 荧光显微分析的原理以及在改性沥青研究当中的应用

荧光显微分析的分析原理是直观的观察改性剂在沥青当中的变化以及分布情况。沥青本身并不具备荧光性质, 所以能够观察具备荧光性质的改性剂在改性沥青当中的分散情况。但是, 如果改性剂并不具备荧光特性时, 这一种分析方法将会失效。

在实际的应用中, 利用荧光显微分析法观察改性剂时, 发现沥青当中的改性剂呈现为分散状, 并且大部分改性剂呈现为三维网状, 但是有少部分聚集在一起。通过这样的方式, 能够直接的观察改性剂在沥青当中的分布情况, 从而指导改性沥青的发育时间, 降低生产成本。

5 结语

综上所述, 红外光谱法主要是使用在改性沥青的老化检测方面, 扫描电子显微镜主要是使用在改性剂的形状观察、分析以及断裂理论的研究当中, X射线衍射法主要是分析有机蒙脱土改性沥青的结构研究中, 荧光显微分析主要是分析改性沥青中改性剂的分布情况。由此可见, 各种方式对改性沥青的分析重点均不一样, 在实际的分析当中, 研究工作者可以采用2种或2 种以上的方式对改性沥青的性能、效果进行分析。希望能够通过本文对材料分析手段研究, 提升改性沥青的研究进度, 为改性沥青发展提供理论支持。

摘要：当前我国交通道路中改性沥青被普遍使用。因为改性沥青的特点, 其无法通过物理方法直接的分析改性沥青的效果、性能, 本文主要分析了多个改性沥青的材料研究方法 (红外光谱法、扫描电子显微镜、X射线衍射、荧光显微分析) , 并对这些方法的原理以及应用效果进行详细的分析。

关键词：材料分析方法,改性沥青,应用效果

参考文献

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