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    布敦岩沥青基本形成
     
     

        布敦岩沥青产于印度利西亚苏拉威西岛东南部的布敦岛,是天然沥青的一种,其天然沥青含量约18-30 %左右,其余为矿物质,其外观呈深褐色,稍有煤油味。
    布敦岩沥青的形成是由于石油在岩石孔隙中经过长达亿万年的沉积变化,在热、压力、氧化、溶媒、细菌的综合作用下生成的天然沥青类物质,其组成特点是不含蜡,且氮、氧、硫等杂原子含量大。在天然沥青基础上经过调配、粉碎、烘干等形成目前市场上常用的沥青改性剂--布敦岩沥青(简称BRA)。以布敦岩沥青为改性剂的沥青混凝土具有良好的高低温稳定性、抗水损坏能力,尤其抗老化能力强、耐久性好。与广泛使用的SBS等聚合物改性沥青相比,天然岩沥青是石油基的固体,与沥青的相容性非常好,可以形成一种以天然沥青大胶束分子为中心,普通沥青小分子填充、包围的新的胶体结构,改性后不易离析,性能非常稳定。

        经过加工后的布敦岩沥青中天然沥青的含量稳定为25%正负1%,其余为石灰岩矿物质。其外观呈深褐色细颗粒状,4.75mm通过率是100%,2.36mm通过率是90%以上,稍有煤油味。布敦岩沥青的改性机理一般认为如下:
    1.布敦岩沥青中天然沥青沥青质含量非常高,可以达到普通沥青的10倍以上,天然沥青和普通沥青共混后,天然沥青吸收普通沥青中芳香分和饱和分,相互之间四组分重新调整,从而达到改性普通沥青的目的。
    2.布敦岩沥青中的石灰岩矿物质很细,吸收沥青的能力非常好,其中碳酸钙含量很高,呈碱性,可加强沥青与集料的粘附性,在印尼也将其称为活性剂;布敦岩沥青中含有较多的杂原子,且这些杂原子以官能团的形式存在。这种形式使岩沥青的浸润性和对自由氧化基的抵抗力显著提高,从而使沥青与集料的粘附性和抗剥落性均得到显著改善。
    3.通过扫描电子显微镜分析,在布敦岩沥青改性沥青中沥青和布敦岩沥青颗粒相互包容,相互渗透,形成一种彼此交错的两相连续结构,这种结构决定了改性沥青具有良好的流变性能和热储存稳定性能。
    4.通过红外光谱分析,布敦岩沥青改性沥青后没有产生新的吸收峰,且峰位也没有出现大的位移,可以说明布敦岩沥青改性过程未产生新的官能团,即布敦岩沥青和基质沥青没有发生化学反应,岩沥青的改性只是一个简单的物理混溶过程,这样既保留了岩沥青的稳定性,又保留了沥青的韧性。
    5.通过沥青的热重分析,布敦岩沥青的加入使得沥青热分解温度逐渐向高温方向移动,表面布敦岩沥青的加入,使得改性沥青的热裂解难度大于基质沥青;随着温度增加,改性沥青的失重率比普通沥青有明显下降,可见布敦岩沥青的加入大大提高了沥青的热稳定性。
    6.通过差示扫描量热分析,布敦岩沥青改性过程通过掺入布敦岩沥青和机械共混作用,使沥青中结晶性组分的存在形式、数量以及组分的相转化方式发生了变化;同时也使得部分组分的熔融温度发生变化,这些变化必然会改变沥青的微观结构。另外加上沥青各组分的调整,岩沥青的掺入过程不仅仅是一个镶嵌共混的改性过程,同时也是对沥青自身性质的改善,由于这些原因导致改性沥青在升温过程中吸热峰面积减少,吸热量降低,这就显示出沥青经过布敦岩沥青改性后,温度稳定性得到显著改善,感温性降低。

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