实验室用泡沫沥青试验机及其发泡性能

利用自主研发的实验室沥青发泡装置,在155,165,175℃温度下,将中石油AH70和国创AH70两种沥青进行发泡.研究表明:在可发泡温度范围内,同一温度下产生的泡沫沥青,随着发泡用水量的增加,膨胀率先出现增大,后降低现象.当温度超过175℃时,在适当用水量范围内,用水量一定,膨胀率随发泡温度升高出现衰减.气压对半衰期的影响没有用水量对半衰期的影响大,只有在1%加水量的条件下,气压对试验结果有显著的影响.本设备在温度为175℃、用水量为2.75%时,达到最佳发泡效果,膨胀率和半衰期分别为14.3倍和10.8s.     

橡胶沥青结合料性能正交试验

为了合理有效地选择橡胶沥青结合料制备过程中的胶粉掺量、外掺剂掺量及制备工艺参数,对其进行了多项性能的4因素3水平正交试验,分析了剪切时间、剪切温度、胶粉掺量及硫掺量对各项性能变化趋势及影响程度,并确定了各项制备工艺参数及外掺剂的优化组合方案。研究结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青结合料各项性能均有显著影响,增加胶粉掺量能有效提高其高温性能,但同时降低其低温性能与弹性恢复能力,其最佳掺量应为20%~25%;剪切时间应在30min以上以保证胶粉充分溶胀,但剪切时间过长会导致橡胶沥青各项性能的显著降低,剪切时间应在30~60min之间;增大硫掺量能抑制橡胶沥青中的脱硫反应,在一定程度提高橡胶沥青高温性能,但过大的硫掺量会造成低温性能的显著下降,橡胶沥青中硫掺量宜小于胶粉掺量的0.6%;橡胶沥青室内制备参数及外掺剂含量存在优化组合方案。     

基于正交试验下水温对泡沫混凝土性能的影响

为了排除多因素对试验结果产生的误差,研究了不同用水温度对泡沫混凝土性能和内部孔隙的影响,设置正交试验(三因素三水平)得出最佳的水胶比为0.6、粉煤灰最佳掺量为15％,胶粉最佳掺量为2％.在此基础上设置七个不同的水温温度(15、20、25、30、35、40、45℃),通过采集泡沫混凝土试件抗压强度、干密度、吸水率试验数据...     

泡沫沥青衰变方程与发泡特性评价

目前常用膨胀率和半衰期指标来评价沥青的发泡特性,由于缺乏明确的数值评价标准,有时难以判断最佳发泡参数.比较了现有的4种衰变方程,选定了泡沫沥青衰变方程的基本形式,应用微分方法推导出实际最大膨胀率的通式,由泡沫沥青衰变的边界条件修正得到标准衰变方程,从能量角度出发定义了泡沫能量指标,通过积分给出了计算公式.对实际工程所用4种沥青的发泡试验数据进行分析,泡沫能量指标物理意义明确,量化了沥青的发泡特性,既可确定沥青的最佳发泡参数,又可评价不同沥青的发泡特性.     

基于正交试验和GA-SVM的硅胶发泡工艺参数优化

针对硅胶发泡工艺参数优选时存在的耗时、成本高和准确率低等问题,提出了一种基于遗传算法改进的支持向量机优化方法,该方法在正交试验的基础上利用遗传算法和支持向量机的优点,进行了极差、方差分析,建立了基于遗传算法优化的支持向量机模型GA-SVM,利用该模型对硅胶泡沫材料的表观密度进行了优化,并测试了优化后的硅胶泡沫材料微观结构、力学性能及阻燃性能。结果表明:将正交试验、遗传算法与支持向量机三者结合用于硅胶发泡工艺参数的优化可以明显提高发泡工艺设计效率,GA-SVM优化算法得到的预测值与实测值的相对误差在1.1%以内,且GA-SVM优化算法可获得比单纯使用正交试验更优的硅胶发泡方案,为硅胶发泡工艺参数优化提供了一种新的思路。     

基于泡沫沥青法实现温拌的沥青混合料室内试验对比

目的为减缓沥青老化,降低污染、节约能源,实现沥青混合料低温施工,研制泡沫沥青温拌技术.方法通过沥青发泡试验,确定最佳发泡条件;基于马歇尔试验,分析研究在AC-13、AC-16和AC-20级配下泡沫沥青温拌混合料和热拌沥青混合料的温度-空隙率变化规律;通过高温车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验分析比较泡沫沥青温拌混合料和热拌沥青混合料的路用性能.结果以温度为控制指标,泡沫沥青温拌混合料空隙率减小,具有较好的可压实性;以空隙率为控制指标,泡沫沥青温拌混合料较热拌沥青混合料压实温度降低15~20℃;泡沫沥青温拌混合料高低温及水稳定性能略低于热拌沥青混合料.结论泡沫沥青温拌混合料性能满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)要求,可实现低温施工.     

基于正交试验设计的浇筑式沥青混凝土配合比研究

<正>交试验设计是一种高效率且比较经济的试验设计方法.正交试验是根据正交性从全面试验中挑选出部分具有代表性的点进行试验,这些点具备了"均匀分散,齐整可比"的特点,因而得到了广泛应用.采用正交试验设计方法,对浇筑式沥青混凝土材料进行了配合比设计,分析了级配指数、填料用量和沥青用量对浇筑式沥青混凝土稳定度和流值的影响.通过极差分析,研究级配指数、填料用量和沥青用量对浇筑式沥青混凝土稳定度和流值影响作用顺序,以期为沥青混凝土配合比设计提供理论依据和参考.     

中间相沥青基泡沫炭发泡过程及其动力学研究

以AR中间相沥青为原料,结合TG、黏度分析、MS及IR等表征方法研究了中间相沥青基泡沫炭的发泡过程及其动力学特征.结果表明:中间相沥青在发泡过程中主要发生脂肪碳链的热解反应并释放出H2、CH4、H2O和CO等气体,导致熔融沥青中的分子组成产生变化,进而引起其黏度变化.在此基础上采用TG分析模拟不同升温速率及发泡温度下中间相沥青的失重过程,并通过拟合中间相沥青恒温阶段的TG曲线,发现中间相沥青的恒温失重率Δw与发泡时间tb成较好的线性关系,结合Arrhenius方程计算得到不同升温速率下恒温发泡过程的动力学参数.此研究工作对于中间相沥青基泡沫炭的可控制备具有较好的理论指导作用.     

基于正交试验的离心泵空化性能优化设计

针对当前离心泵在使用过程中抗空化性能差的问题,在现有IH80-50-250型化工离心泵的基础上,建立以泵汽蚀余量为目标函数的优化数学模型,采用正交试验对离心泵进行优化设计。基于L_(16)(4~5)正交表,选取叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶片进口安放角、叶片出口安放角和叶片包角5个参数制定出16组正交试验方案。使用计算流体动力学技术对16组离心泵模型进行流场模拟,采用极差分析得到各参数对优化指标的影响顺序,并获得一组最优方案。采用Pump Linx软件模拟得到原型泵与优化泵在不同工况下的泵汽蚀余量以及在额定转速下离心泵的蒸汽质量分数,对比结果表明,优化泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数分别降低了28.87%和21.02%,提高了离心泵的抗空化能力,验证了正交试验方法的可行性和准确性,为离心泵的优化设计提供了参考。     

基于正交试验的低压燃料电池性能

通过对低压质子交换膜燃料电池的正交试验研究,得到如下结论:氢气的湿度与氢气的当量比对于燃料电池性能的影响较小,相对于空气的湿度、当量比以及燃料电池的工作温度而言,可以不予考虑;空气当量比对燃料电池性能的影响在5个运行参数中是最复杂的.它不是有固定的影响效果,而是随着工况点的变化,随着燃料电池电流大小的变化,而发生较大的变化.随着电流的增大,空气当量比对燃料电池性能的影响也增大,当电流达到较高水平时(本试验中电流达到120A之后),这种影响会下降.     

泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能

为了研究回收沥青掺量对泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能的影响,采用三大指标试验、动态剪切流变试验和扫描电镜试验,测试了不同回收沥青掺量下的泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能的变化。试验结果表明:随着回收沥青掺量的增加,泡沫温拌再生沥青的疲劳因子和极限疲劳温度值逐渐增大,疲劳寿命值不断减小,抗疲劳性能不断变差;当回收沥青掺量大于等于60%(质量分数)时,泡沫温拌再生沥青的抗疲劳能力显著变差。回收沥青使泡沫温拌再生沥青的表面由光滑细腻逐渐变为清晰的褶皱,刚性增强。     

旧沥青混合料对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

在分析旧沥青混合料(RAP)特性及其在混合料中作用的基础上,研究泡沫沥青冷再生混合料旧沥青老化程度、旧沥青含量以及铣刨料的掺量等对再生混合料性能的影响.研究得出,在同一泡沫沥青用量下,旧沥青老化越严重,其混合料的空隙率越大,劈裂强度和水稳性越差.但旧沥青老化严重的铣刨料,其60℃稳定度相对较高,说明高温性能增强.此外,在某一固定的泡沫沥青用量下,RAP掺量越多,混合料的空隙率越大,高温稳定性、水稳性越差.研究表明:RAP掺量并不是越多越好,如本文研究的泡沫沥青冷再生混合料为使抗拉性能及水稳性满足中等以上交通公路要求,RAP掺量不宜超过77%.为使60℃稳定度满足重交通公路要求,RAP掺量不宜超过70%.     

煤矿井下液体阻化泡沫阻燃及发泡性能

为解决采空区内液体阻化剂易从岩石缝流失的问题,通过正交试验、对比试验及热重分析,研究新型液体阻化泡沫的发泡性能和阻化性能.结果表明:当AES、MPS、CMC、MgCl_2质量分数分别为0.5%、0.2%、0.1%、5%时,阻化泡沫综合性能最佳.随着AES或CMC质量分数增大,发泡倍数先增加后减小,泡沫稳定性和保水性降低;随着MPS质量分数增大,发泡倍数降低,析液半衰期和保水性先增加后减小;随着MgCl_2质量分数增加,发泡倍数和析液半衰期先增大后减小,保水性增强;阻化泡沫的阻化效果较好.     

基于车辙试验的沥青混合料高温性能评价

本文基于室内车辙试验的各种指标,研究沥青混合料在特定温度和压力条件下的变形特性,全面分析沥青混合料的高温性能。     

化学发泡陶粒泡沫混凝土力学及热工性能研究

为改善泡沫混凝土的抗裂性能和热工性能,利用双氧水、陶粒、玻化微珠、玻璃纤维、水泥等材料,通过化学发泡法制备玻璃纤维增强型陶粒泡沫混凝土砌块,并采用单因素控制变量法进行顺序试验,分析了各因素对材料力学性能和热工性能的影响,通过多元线性回归得出满足劈拉强度在0.80~0.90 MPa、抗压强度在7.0~8.0 MPa的泡沫混凝土砌块最优配合比。结果表明:泡沫混凝土脆性随双氧水、玻化微珠和陶粒用量的增加而显著增大;玻璃纤维既可提高泡沫混凝土强度,又可改善其热工性能。当双氧水、玻璃纤维、玻化微珠和陶粒掺量分别为水泥质量的7.5%、1.0%、8.5%和8.5%时,泡沫混凝土导热系数为0.203 W/(m·k),劈裂抗拉强度达到0.81 MPa,抗压强度达到7.3 MPa。化学发泡法制备的玻璃纤维增强型陶粒泡沫混凝土拉压比高,保温性能好。     

基于MSCR试验的生物沥青高温性能评价

通过高温分级试验和多应力蠕变恢复试验,研究了不同生物质重油掺量及温度下生物沥青的PG高温分级、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率和应力敏感性,对比分析了基于AASHTO MP 19标准的生物沥青高温性能分级,并采用车辙试验验证了生物沥青混合料的高温性能.结果表明:综合等车辙因子临界温度对生物沥青的原样沥青的等级划分效果明显;生物沥青的恢复率较基质沥青和S100沥青大,蠕变柔量较基质沥青和S100沥青小;生物沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复率应力敏感性随生物质重油掺量的变化不呈现明显规律,但应力敏感性随温度的升高而增大;64℃可作为低掺量生物沥青高温分级的基准温度.     

发泡陶瓷外墙板抗风性能试验研究

为了研究外墙板不同厚度和拼接方式对其极限抗风承载能力和结构刚度的影响,将10块发泡陶瓷板材按不同工艺拼接成的3张足尺外墙板构件,进行模拟风荷载极限性能试验,得到其破坏前受力和变形情况,并总结其在实际使用过程中的工作性能,分析发泡陶瓷外墙板不同厚度和拼接方式对承载力和结构刚度的影响。试验结果表明,发泡陶瓷板的破坏形态属于典型的脆性破坏,拼接叠合板材之间协同工作效果良好;该外墙板可满足等效基本风压最高为0.83 k N/m2,最大挠度和极限承载力均符合相关规范要求,该成果有利于掌握发泡陶瓷外墙板承受风荷载时的抗弯性能。     

泡沫沥青水泥作再生剂的试验研究

本文通过沥青的发泡试验、泡沫沥青水泥作为再生剂稳定回收的废旧路面材料的性能试验,对再生稳定材料的强度特性、水稳定性进行了研究。试验结果表明,掺加一定量水泥能显著提高泡沫沥青稳定材料的水稳定性,提高其路用性能。该种材料能够较大的降低工程成本,具有较好的应用前景。     

考虑剪切性能的泡沫沥青混合料配合比设计

在传统泡沫沥青冷再生混合料配合比设计的基础上,基于摩尔–库伦强度理论,提出考虑抗拉、抗水损和抗剪切性能的泡沫沥青用量综合指标,优化了泡沫沥青冷再生混合料配合比设计方法.同时为解决车辙试验试件成型复杂、耗材多、耗时长等缺陷,提出基于标准马歇尔试件的单轴贯入试验对混合料高温抗剪切性能进行评价,为设计和检验高抗剪泡沫沥青冷再...