石油沥青与煤沥青的调和及乳化性能

将煤沥青与秦皇岛AH-90沥青进行调和及乳化,考察调和沥青及调和后乳化沥青的性质,研究煤沥青的种类及掺量对调和沥青及乳化沥青性质的影响规律。结果表明:煤沥青中大量甲苯不溶物(煤粉)的存在使得调和沥青和乳化沥青蒸发残留物的25℃延度大幅度下降,难以达到标准要求;1#和2#煤沥青最大掺量分别为25%和20%时,乳化沥青的1 d和5 d稳定性合格;相同煤沥青掺量时,1#调和沥青及乳化沥青蒸发残留物较相应的2#调和沥青及乳化沥青蒸发残留物的针入度小、25℃延度大、软化点高;随着煤沥青掺量的增大,两种调和沥青及乳化沥青蒸发残留物的25℃延度、针入度都呈现下降趋势,软化点呈升高趋势。     

水性环氧树脂/丁苯橡胶复合改性乳化沥青的制备及性能

采用先乳化后改性的方式制备水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)/丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)复合改性乳化沥青,通过室内试验分析筛上剩余量、储存稳定性、蒸发残留物三大指标、布氏黏度研究不同水性环氧树脂掺量对复合改性乳化沥青性能的影响,并采用荧光显微镜对复合改性乳化沥青的改性机理进行分析.试验结果表明:随着水性环氧树脂掺量的增加,乳液的筛上剩余量呈上升趋势,储存稳定性先下降后上升,当水性环氧树脂掺量为4％,乳液的储存稳定性达到最低;蒸发残留物针入度逐渐降低,软化点逐渐提高,5℃延度先上升后下降,布氏黏度显著提高,高低温性能有所提高;荧光分析显示:3.5％SBR+4％WER的复合掺量下,形成致密的三维网络骨架结构.     

催化油浆对沥青抗老化性能的影响及机制研究

南美重油中掺加油浆后,通过实沸点蒸馏制备AH-70沥青;分别采用薄膜烘箱实验法(TFOT)和加速老化实验法(PAV)模拟沥青的短期和长期老化,考察不同的油浆掺量对沥青短期和长期抗老化性的影响,并对老化机制进行研究。结果表明:南美重油掺加0%、3%、6%、9%和12%油浆后分别切割到425、430、430、430、435℃可得到AH-70沥青;随着油浆掺加比例的增大,经短期老化后沥青的残留针入度比、15℃残留延度降低,软化点升高率增大;沥青经过长期老化后,残留针入度比降低、软化点升高率增大;沥青在短期老化中没有发生明显的官能团氧化反应,随掺加油浆比例的增大,沥青中轻组分的挥发和芳香分、胶质的缩合加剧是导致沥青短期抗老化性逐渐变差的原因;沥青经长期老化后,发生氧化生成亚砜和羰基官能团,油浆中的芳烃化合物可有效地抑制沥青氧化反应中的自由基反应,但芳香分、胶质的缩合加剧仍导致沥青长期抗老化性逐渐变差。     

委内瑞拉岩沥青改性沥青配制及老化机理

委内瑞拉岩沥青(VRA)是一种批量开采时间不长的岩沥青,为探究不同掺量下VRA改性沥青的掺配性能及老化机理,本文针对VRA改性沥青,选取0%、4%、8%、12%、16%和20%六种VRA掺量开展RTFOT老化前后的质量、三大指标、黏度、AFM等测试,计算分析质量损失、残留针入度比、软化点增量、延度变化、黏度比、老化指数、AFM二维图、AFM三维图、AFM图表面粗糙度等技术指标。研究表明：随VRA掺量增长,VRA改性沥青老化前后针入度呈指数下降、135 ℃旋转黏度呈指数上升、软化点呈线性上升、15 ℃延度急剧下降并趋于平稳、质量损失绝对值呈线性增加、粗糙度呈凹型抛物线变化,4%-8%VRA改性沥青老化前后技术性能较好,是一种优质的岩沥青改性沥青。     

星型SBS改性沥青热氧和紫外光老化特性研究

为了评价热氧和紫外光老化对星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青主要技术性质的影响,通过室内老化模拟试验,研究了沥青经不同老化时间的针入度、延度、软化点和表观黏度的变化规律,基于表观黏度建立了星型SBS改性沥青老化动力学模型。结果表明,热氧老化与紫外光老化对星型SBS改性沥青主要技术特性的影响基本相同,即针入度、延度随老化时间延长呈减小趋势,135℃表观黏度呈增大趋势,而软化点呈非单调性变化趋势;不同基质沥青制成的SBS改性沥青在热氧老化过程中老化反应速率存在差异,而在紫外光老化过程中基本接近;SBS改性沥青热氧老化与紫外光老化均遵循一级氧化动力反应方程,建立的老化模型能预估热氧和紫外光耦合作用下星型SBS改性沥青的表观黏度。     

高含量SBS改性沥青老化性能及老化机理

为探究老化对高含量苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青性能(高粘沥青)的影响,通过室内试验模拟高粘沥青短期、长期老化,通过针入度、软化点、延度试验,流变试验,傅里叶红外光谱试验以及原子力显微镜试验测试老化沥青的物理性能、流变性能以及沥青组分。试验结果表明：随着老化程度的增加,高粘沥青25℃针入度、15℃延度减小,软化点、复数模量、蠕变速率增大,恢复率R先减小后增大,不可恢复蠕变Jnr与相位角则反之;高粘沥青前期老化以SBS降解为主,后期以沥青的热氧老化为主;老化过程中,高粘沥青发生化学反应产生羰基、亚砜基等含氧官能团,微观形貌中“蜂”形结构数量降低,单个面积增大;高粘沥青老化过程中,短期老化对其性能影响较小,长期老化则反之。     

重交通道路沥青老化规律及评价方法

采用薄膜烘箱加热试验方法,对重交通沥青在不同老化时间和老化温度下的性能指标进行测试,分析了时间和温度对沥青老化的影响,并将薄膜烘箱老化试验与美国战略公路研究计划(SHRP)的沥青性能老化评价方法的相关性进行了对比研究。结果表明:重交通道路沥青在老化10 h(163℃)或老化温度高于163℃时性能变化颇为显著;可采用薄膜烘箱老化试验5 h(163℃)老化前后的软化点比1、0 h(163℃)老化前后的25℃针入度比和15℃延度比来评价沥青老化后抗车辙能力;可采用薄膜烘箱老化试验10 h(163℃)或5 h(180℃)老化前后的针入度比和延度比指标来评价沥青老化后的抗疲劳性能;可采用薄膜烘箱老化试验24 h(163℃)老化前后的延度比或软化点比指标来评价沥青长期老化后的抗裂性能。     

欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能试验研究

为探讨欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能的影响,在25%范围内对不同掺量的岩沥青改性沥青结合料进行实验室试验,并通过试验结果分析了基质沥青和改性沥青结合料的针入度、针入度指数、当量软化点、当量脆点、软化点、延度、黏度、RTFOT老化后的质量损失、残留针入度比和沥青老化指数等技术参数.试验结果与分析表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的高温性能、感温性能、可使用温度范围和抗老化性能得到明显改善.然而,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的低温性能与延度有所下降,有必要通过沥青混合料试验进一步评价岩沥青改性沥青的使用性能,尤其是低温特性.     

SBS改性AH-70沥青乳化前后性能及微观结构研究

采用先改性后乳化的工艺制备苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性乳化沥青,将其蒸发残留物和改性沥青的性能进行对比,并利用荧光显微镜(FM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)及差示扫描量热(DSC)等分析手段,评价改性沥青乳化前后的微观结构及热稳定性变化。结果表明:改性沥青乳化后的软化点5、℃延度及弹性恢复率均减小,离析试验软化点差变大,性质衰减后仍较基质沥青有大幅度提高,符合I-D级规范要求;改性沥青为两相分散均匀的三维网状结构,乳化后沥青和SBS分子之间的交联结构并未发生明显变化,只是有少量SBS大颗粒析出、沥青发生轻微老化,热稳定性稍微变差。     

蓖麻基生物油对不同老化程度沥青的再生作用

为探究蓖麻基生物油对不同老化程度沥青的再生作用,首先,制备了TFOT 2.5 h(T2.5)、TFOT 5.0 h(T5.0)和PAV 20 h(P20)这3种老化沥青,以针入度恢复至未老化水平为依据,确定了不同老化沥青再生所需的生物油最佳掺量;然后,分析了老化及再生沥青的基本路用性能与流变特性;最后,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)与原子力显微镜(AFM),分析老化及再生沥青的特征官能团及微观结构特性,阐述了蓖麻基生物油对老化沥青的再生机理。研究结果表明：3种老化沥青针入度和软化点指标均可恢复至未老化水平,但延度偏小且黏度、活化能偏大;在流变特性方面,与未老化沥青相比,在保证高温性能的前提下,生物油再生沥青具有较低的蠕变劲度S和较高的蠕变速率m;其中,P20老化沥青经生物油再生后,低温等级降至PG-28,表现出良好的低温柔韧性;生物油对老化沥青疲劳性能同样具有较强的再生及恢复能力,其中,P20经生物油再生后的疲劳寿命已显著大于未老化沥青的疲劳寿命。生物油中的脂肪酸含有大量羰基,因此,FTIR羰基指数无法用于评价生物油对老化沥青的再生作用;生物油富含的轻质组分会有效溶解和稀释沥青中的...     

纳米SiO2和聚乙烯醇纤维对混凝土抗弯拉性能的影响

通过坍落扩展度试验和抗弯拉性能试验,采用4种不同纳米SiO2质量掺量和4种不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量,探讨纳米SiO2和PVA纤维对混凝土拌合物流动性及抗弯拉性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2或PVA纤维掺量的逐渐增加,混凝土拌和物的流动性逐渐降低.纳米SiO2掺量不超过5％时,随着纳米SiO2掺量的增加,混凝土抗弯拉弹性模量以及抗弯拉强度均不断增大;但当纳米SiO2的掺量从5％继续增加到7％时,混凝土抗弯拉弹性模量和抗弯拉强度均有一定下降.当PVA纤维体积掺量低于0.1％时,PVA纤维对纳米混凝土抗弯拉性能的增强作用随纤维体积掺量增加逐渐增大,但当纤维体积掺量超过0.15％时,纳米混凝土抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均有下降趋势,抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量分别在纤维体积掺量为0.15％和0.1％时达到最大值.     

灰分沉淀离析对TLA改性沥青性能的影响

结合佛山一环工程实践,进行了灰分沉淀后不同灰分含量的40%TLA改性沥青的性能对比试验.研究结果表明,随着灰分含量的增加,TLA改性沥青的针入度、残留针入度比、延度和质量损失比降低,而针入度指数、软化点、当量脆点、粘度和相对密度增加.总体上,灰分沉淀离析主要影响TLA改性沥青的低温性能,对感温性能和高温性能也有较大影响,对抗变形能力和抗老化性能有一定的影响,但基本不影响其针入度等级.因此,建议加强TLA改性沥青运输和储存过程中的搅拌,严格控制储存时间,以减少灰分沉淀离析对其性能的影响程度,避免灰分堵塞施工设备管道.     

橡胶沥青胶结料的老化与再生研究

采用热氧老化的方法研究了老化对橡胶沥青胶结料粘弹性的影响规律,并通过添加再生剂对其软化点、针入度和延度等性能进行恢复。实验结果表明,老化后基质沥青和橡胶沥青的软化点升高、针入度变小、延度降低;老化过程中,基质沥青软化点和针入度的衰减率均大于橡胶沥青,但延度的衰减率则小于橡胶沥青;再生剂能够恢复橡胶沥青性能,但和原样沥青相比,软化点和延度有所降低,针入度则略有增加;延度的再生恢复效率最高,其次是针入度和软化点。     

功能型丙烯酸乳液的合成及其性能

以一种阴离子表面活性剂与辛烷基酚聚氧乙烯醚为复合乳化剂，在基体配方中加入多种功能单体，采用半连续滴加方法制备了室温自交联型丙烯酸乳液，讨论了功能单体丙烯酸含量、单体滴加时间对丙烯酸乳液的流变性能、乳胶膜的交联度及耐水性的影响。结果表明：随着丙烯酸含量增加，其乳液粘度上升，乳胶膜交联度增加、吸水率先下降后上升；增加单体滴加时间，可使乳胶粒平均粒径变小，分布变窄，相应生成的乳液粘度变小，同时其乳胶膜交联度上升，吸水率下降。     

强紫外线辐射对沥青路用性能的影响

运用薄膜烘箱试验、美国公路战略研究计划(SHRP)的压力老化试验(PAV)和人工强紫外线光照射试验，对沥青路用性能的针入度、延度、软化点和SHRP的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)指标分析，发现紫外线光老化与热老化对沥青性能的影响在指标上有所不同，从影响沥青路面低温开裂的延度和劲度模量这两项指标来说，紫外线光老化对沥青性能的影响远大于PAV热老化．这对于西部强紫外线辐射地区研究防止沥青路面过早老化和损害有着积极的意义。     

复合改性沥青组分与性能的灰色关联分析

采用灰色关联分析方法研究了两种复合改性沥青四组分与其5℃延度、软化点、25℃针入度及针入度指数PI之间的关联程度.研究表明,沥青质与各项性能指标的关联程度相对较高,其中与25℃针入度的关联程度最高;两种复合改性沥青中四组分对其性能指标的影响次序比较一致,在不同复合改性沥青体系中具有一定的可拓展性.     

废机油再生SBS改性沥青性能及再生机理

为研究废机油对老化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青的再生效果及再生机理。采用沥青加速老化试验模拟长期老化过程制备老化SBS改性沥青,分别添加不同含量的废机油制备再生沥青,并结合沥青物理性能、流变性能试验评价再生SBS改性沥青性能。在此基础上,采用红外光谱试验、四组分分析试验、荧光显微分析试验探究废机油再生SBS改性沥青机理。研究结果表明：老化后SBS改性沥青针入度与延度降低,软化点与粘度增加,废机油的掺入将会增加老化SBS改性沥青针入度与延度,降低软化点与粘度,且与废机油掺量呈正比;废机油的使用将会降低再生SBS改性沥青的高温流变性能,提高再生SBS改性沥青的疲劳寿命;废机油能够降低老化SBS改性沥青劲度模量,对蠕变速率指标影响不显著;SBS改性沥青在老化过程中SBS发生破坏,沥青中的羰基与亚砜基含量增加,而废机油的掺入将会降低老化沥青中羰基与亚砜基含量,属于物理再生过程;SBS改性沥青老化后,饱和分、芳香分含量减少,胶质、沥青质含量增加,而废机油掺入后影响则反之;废机油的掺加将会使断裂的SBS分子部分溶胀,恢复沥青性能。     

紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

以甲苯－2,4－二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇、二羟甲基丙酸、丙烯酸－β－羟乙酯为原料合成了光敏性树脂。经三乙胺中和后得到稳定的自乳化体系。用红外光谱对树脂结构进行了分析,讨论了亲水基团含量和中和度对乳液粘度和形态的影响以及亲水基团含量对乳液粒径的影响。考察了二羟甲基丙酸/聚己二酸丁二醇酯二醇比例对Tg以及膜基本性能的影响。结果表明,随亲水基团(—COOH)含量的增加和中和度的提高,乳液的分散性和稳定性增强,乳液的粘度亦增大;固化膜的吸水率随—COOH含量的增加而上升;固化膜的Tg随DMPA/PBA比例的增加而上升;固化膜具有良好的性能。