水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿作為結(jié)合料在水泥乳化瀝青混合料中起粘結(jié)作用，并將集料粘結(jié)成為一個(gè)整體，結(jié)合料的性能也在很大程度上決定了瀝青路面的服務(wù)性能[1]。其中水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿的粘度是與水泥乳化瀝青混合料力學(xué)行為聯(lián)系*密切的一種性質(zhì)。因此，研究水泥-乳化瀝青復(fù)合膠漿的粘度對(duì)進(jìn)一步研究水泥乳化瀝青膠漿混合料的路用性能具有重要意義。 

　　為了準(zhǔn)確的分析水泥用量、拌和時(shí)間及溫度對(duì)水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿粘度的影響，本文研究了在不同的水泥用量、不同的拌和時(shí)間及不同溫度的條件下，水泥乳化瀝青膠漿的粘度變化規(guī)律。 

　　1原材料與試驗(yàn)方案 

　　1.1原材料及配合比 

　　本文所用乳化瀝青為自制慢裂型陽離子乳化瀝青，其性能指標(biāo)如表1所示： 

　　表1乳化瀝青性能指標(biāo) 

　　 

　　 

　　水泥采用42.5的普通硅酸鹽水泥，其性能指標(biāo)如表2所示； 

　　表2水泥性能指標(biāo) 

　　種類 比表面積／(m2/kg) 初凝時(shí)間／min 終凝時(shí)間／min 抗壓強(qiáng)度／MPa 抗折強(qiáng)度／MPa 

　　 3d 28d 3d 28d 

　　P·O42.5 3510 118 360 18.6 45.7 4.2 7.5 

　　礦粉為石灰?guī)r礦粉，比表面積為3300 m2/kg。膠漿采用固定粉膠比1：1，每組樣品總質(zhì)量為60g，即乳化瀝青量為30g，水泥與礦粉質(zhì)量之和為30g。試驗(yàn)具體配比方案如表3所示： 

　　表3 水泥乳化瀝青膠漿試樣配比 

　　 　 

　　1.2 試驗(yàn)原理 

　　本試驗(yàn)采用Brookfield粘度計(jì)，屬于旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)。由電機(jī)經(jīng)變速帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作恒速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子在某種液體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體會(huì)產(chǎn)生作用在轉(zhuǎn)子上的粘性力矩。液體的粘度越大，該粘性力矩也越大；反之，液體的粘度越小，則粘性力矩也越小。由傳感器檢測(cè)作用在轉(zhuǎn)子上的粘性力矩，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后可得出被測(cè)液體的粘度。 

　　1.3 試驗(yàn)方法 

　　本次試驗(yàn)采用SD-0625型瀝青布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿的粘度進(jìn)行測(cè)定。本儀器屬于數(shù)字式的粘度計(jì)，可以直接設(shè)定轉(zhuǎn)子號(hào)及轉(zhuǎn)速，并且采用微電腦技術(shù)對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理，觀察3-digit LED的顯示便可直接讀出設(shè)定的轉(zhuǎn)子號(hào)、轉(zhuǎn)速、被測(cè)液體的粘度值及其滿量程百分比值等內(nèi)容。本儀器有四種轉(zhuǎn)子（21、27、28、29號(hào)），和四種轉(zhuǎn)速（5、10、20、50r/min），由此組成的各種組合，可以測(cè)量出測(cè)定范圍內(nèi)的各種液體的粘度值。粘度實(shí)驗(yàn)主要參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ 052-2000)T 0625進(jìn)行。 

　　2 粘度特征研究 

　　粘度是指流體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)之間的引力形成內(nèi)摩擦，在外部表現(xiàn)為抵抗流體流動(dòng)的能力。 因此，它間接地反映了流體分子結(jié)構(gòu)和分布狀態(tài)。 瀝青結(jié)合料的粘度與瀝青混合料的施工溫度及施工和易性能密切相關(guān)[2]。 在高于瀝青軟化點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)，瀝青結(jié)合料主要體現(xiàn)了粘性流動(dòng)的特性， 其中*為理想的流動(dòng)形態(tài)是牛頓層流流體， 如圖1所示：面積為A，相對(duì)距離為dx的兩個(gè)液體平面以速度差dv相對(duì)移動(dòng)時(shí)， 它們之間將產(chǎn)生抵抗內(nèi)部流動(dòng)的趨勢(shì)和阻力，即剪應(yīng)力。 

　　 

　　圖1牛頓流體的層流模型圖 

　　2.1 膠漿粘度隨水泥含量變化趨勢(shì)研究 

　　圖3為室溫下水泥乳化瀝青膠漿粘度隨水泥用量變化的規(guī)律曲線。對(duì)比膠漿拌和1h和6h的變化曲線，可以看出隨著拌和時(shí)間的延長，膠漿粘度總體呈增加趨勢(shì)。且拌和6h的粘度曲線的增長不如1h時(shí)粘度曲線增長平緩。說明隨著時(shí)間延長，膠凝材料粘度的增大隨水泥含量增加的趨勢(shì)越發(fā)明顯。 

　　同時(shí)，拌和時(shí)間1h曲線，隨著水泥含量不斷增加，直到水泥替代礦粉比例增加到50%前，膠漿的粘度曲線是上升的，但水泥替代礦粉比例超過50%的時(shí)候，粘度略有降低，之后粘度曲線開始繼續(xù)上升。 

a) 20℃時(shí)膠漿粘度隨水泥含量變化曲線 

b) 40℃時(shí)膠漿粘度隨水泥含量變化曲線 

c) 60℃時(shí)膠漿粘度隨水泥含量變化曲線 

　　圖3 水泥含量對(duì)水泥乳化瀝青膠漿粘度影響曲線 

　　這是因?yàn)樗嗨牟糠炙?，分散介質(zhì)體積分?jǐn)?shù)減小，生成的水化產(chǎn)物，水泥水化產(chǎn)物會(huì)增加顆粒間的摩擦力，所以隨著水泥含量的增加膠漿粘度曲線總體上呈上升趨勢(shì)[3]。但是，部分水泥水化之后，產(chǎn)生水化熱足夠促使部分乳化瀝青破乳，成為瀝青薄膜，隨機(jī)的粘附在未水化的水泥及水化產(chǎn)物上，隔斷了水泥與水的“接觸”，水化反應(yīng)減慢，所以粘度明顯降低。 

　　2.2膠漿粘度隨溫度變化趨勢(shì)研究 

　　一般情況下，瀝青粘度隨溫度變化而變化，近似的服從Arrhenius函數(shù)關(guān)系： 

　　η=Ae-B/T（1） 

　　式中： T——絕對(duì)溫度 

　　A、B——材料常數(shù) 

　　由式1可知，在不參加水泥的情況下，乳化瀝青的粘度是隨著溫度的升高而降低的。當(dāng)摻加水泥之后，從圖4中可以看出，溫度的升高會(huì)促進(jìn)水泥水化，生成水化產(chǎn)物，所以粘度會(huì)略有增高 [4]。圖5膠漿拌和6h的粘度曲線變化比1h時(shí)更規(guī)律，特別是水泥含量為10%~40%的膠漿，說明隨著時(shí)間的延緩，水泥含量小的膠漿中水泥水化已經(jīng)基本完成，所以溫度的升高隨水泥水化的影響已經(jīng)變小，變化趨于穩(wěn)定。而水泥含量在50%~60%的膠漿，由于水泥含量較多，依然存在未水化的水泥，溫度的升高為部分未水化的水泥提供水化條件，所以粘度仍然受溫度影響。 

　　 

　　圖41h時(shí)溫度對(duì)水泥乳化瀝青 圖56h時(shí)溫度對(duì)水泥乳化瀝 

　　 膠漿粘度影響曲線 青膠漿粘度影響曲線 

　　2.3膠漿粘度隨時(shí)間變化趨勢(shì)研究 

　　水泥乳化瀝青膠漿分別在1h、6h、12h時(shí)的粘度測(cè)定結(jié)果見下表4。水泥乳化瀝青膠漿粘度隨著時(shí)間的延長而增加，且水泥含量越多膠漿粘度增長越多。因?yàn)殡S著時(shí)間的延長，水泥水化反應(yīng)及瀝青破乳的不斷進(jìn)行，越多的水分參與水泥水化反應(yīng)，微觀絮凝結(jié)構(gòu)增多，膠漿粘度不斷增加，同時(shí)乳化瀝青破乳，恢復(fù)瀝青本質(zhì)，漿體逐漸喪失流動(dòng)性[5]。 

　　表4膠漿試樣1h、6h、12h時(shí)的粘度（單位：pa·s） 

　　

　　 

　　注：**表示試樣已凝固無法進(jìn)行粘度測(cè)量。 

　　3 結(jié)論 

　　水泥替代礦粉比例增加到50%前，膠漿的粘度曲線是上升的，但水泥替代礦粉比例超過50%的時(shí)候，粘度略有降低，之后粘度曲線開始繼續(xù)上升。 

　　隨著時(shí)間的延長，水泥含量小的膠漿中水泥水化已經(jīng)基本完成，各試樣粘度在拌和6h時(shí)粘度的變化趨勢(shì)較拌和1h時(shí)變化平穩(wěn)，特別是水泥比例為10%~40%的膠漿。水泥比例為50%~60%的膠漿試樣存在部分未水化的水泥，粘度仍然受溫度影響。