老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响

普通乳化沥青用作沥青路面粘结料时,存在着粘结性差、耐久性差等缺点。为改善其性能,将水性环氧树脂(WER)与苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)混合,采用乳化法和改性法制备出了SBR+WER(SW)型高性能路面粘结料。为研究老化对水性环氧树脂复合SBR改性乳化沥青粘弹性的影响,选取了SBR改性乳化沥青作为对比。研究了SW型粘结料和SBR改性乳化沥青老化前后蒸发残留物的质量损失、针入度、软化点、延度和粘度,以及复数剪切模量、相角和车辙因子。结果表明:相比于SBR改性乳化沥青,SW型粘结料具有更好的抗老化性能,水性环氧树脂的加入使得SW型粘结料在老化作用下具有更稳定的低温变形能力,并且还改善了其高温抵抗变形能力和耐久性。     

水性环氧树脂乳化沥青在高温、低温和浸水条件下的粘结性能

以水性环氧树脂(WER)为改性剂,通过其与固化剂的物理-化学交联反应对乳化沥青进行改性,制备成一种理想的路面粘层材料——水性环氧树脂乳化沥青(WEREA)。采用剪切和拉拔试验,在不同温度、层间纹理和浸水时间条件下,将不同WER掺量的WEREA与普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青进行对比试验,研究了WEREA的高温、低温和浸水粘结性能。结果显示,在试验研究范围内,随着WER掺量的增加,WEREA的层间性能显著改善;温度越高,粘层材料粘结性越差,但高温、低温条件下,WEREA的抗剪、抗拉强度均大于对照试验组。可以认为,WER通过交联作用有效改善了粘层材料的强度和层间粘附性,减缓了WEREA粘结性随浸水时间延长而降低的速率,显著提高了粘层材料的浸水粘结性。     

路用水性环氧改性乳化沥青组成优化及耐久性能评价

为提升改性乳化沥青在道路领域的使用品质和耐久性，制备了多种水性环氧改性乳化沥青，基于拉伸性能优化了改性乳化沥青配比，研究了水性环氧改性乳化沥青的黏附性能、黏度、干燥时间、相容性和粘结性能，分析了水性环氧改性乳化沥青粘结性能与其拉伸性能、黏附性能的关联性，采用湿热老化、冻融循环和氙灯光照老化等方式模拟复杂气候条件对水性环氧改性乳化沥青的破坏作用，以经老化处理后的残留拉伸、黏附和粘结性能及处理前后各项性能的变化率作为评价指标，基于熵权的理想点法综合评价了水性环氧改性乳化沥青的耐久性能。结果表明：水性环氧树脂能够有效提升乳化沥青的拉伸强度和黏附性能，水性环氧改性乳化沥青具备较好的流动性和适宜的干燥时间，且水性环氧树脂与乳化沥青具有较好的相容性，建议水性环氧树脂掺量为15%～25%(质量分数，下同)。水性环氧改性乳化沥青的粘结性能与其力学强度和黏附性能具有较强的关联性。水性环氧改性乳化沥青经湿热老化、冻融循环或氙灯光照老化处理后拉伸、黏附和粘结等性能保持率为84%～92%,聚氨酯改性后的水性环氧改性乳化沥青表现出更好的耐久性能，聚氨酯改性双酚A型E-51水性环氧改性乳化沥青的综合耐久性能最佳。     

基于宏观性能与微观性状确定SBR胶乳在SBR改性乳化沥青中的最佳添加量

为确定路用拌和型SBR改性乳化沥青中SBR胶乳的合理添加量,对不同SBR胶乳添加量改性乳化沥青进行了基本性能指标测试与对比。实验结果表明,随着SBR胶乳含量的增加,SBR改性乳化沥青粘度增加、与集料的粘附性提高,但储存5天后的稳定性下降。对不同胶乳含量的SBR改性乳化沥青进行电镜扫描发现,SBR胶乳含量为3%时,胶乳以小而密的颗粒存在于乳化沥青中,与乳化沥青接触面积最大,溶解度最大。分析不同胶乳含量SBR改性乳化沥青DSC曲线发现:胶乳含量在3~3.5%之间时,SBR改性乳化沥青内能较小,组分更宜稳定,不易发生离析现象。考虑以上实验结果并结合不同胶乳含量SBR改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标和实验结果,同时考虑技术和经济因素,认为SBR改性剂添加量在3~3.5%之间时,生产的改性乳化沥青既经济又具有较好的性能指标。     

水性环氧乳化沥青固化条件和最佳配方研究

受品种繁杂的影响,目前对水性环氧乳化沥青的研究尚不够深入,应用也不多。以针入度和延度为指标,以室内试验为基础,系统地研究了水性环氧乳化沥青固化条件以及水性环氧树脂和固化剂掺量对乳化沥青性能的影响,以此确定水性环氧乳化沥青的固化条件和最佳配方。结果表明:在120℃的温度条件下,水性环氧乳化沥青的固化时间为6h;水性环氧乳化沥青的最佳配方为乳化沥青85%、水性环氧树脂11.1%~11.5%、固化剂3.5%~3.9%,在此条件下,水性环氧乳化沥青蒸发残留物的针入度(25℃)为88.0(0.1mm)、延度(5℃)为96mm、软化点为49.8℃。     

水性聚氨酯改性乳化沥青制备及性能研究

研制了一种高性能的水性聚氨酯改性乳化沥青,通过测其3大指标及储存稳定性,结合荧光和红外微观分析,对不同比例改性剂掺量对稳定性以及其蒸发残留物性能的影响变化规律,研究表明加入水性聚氨酯改性剂后,使得乳化沥青的温度敏感性降低,具有了高温稳定性。通过对其红外光谱分析发现,水性聚氨酯改性乳化沥青物理改性和化学改性同时并存。     

水性环氧树脂改性乳化沥青用作粘层

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青的改性特征及其应用效能,对水性环氧树脂改性的乳化沥青的牢固性和黏度进行测试,并且对其进行马路使用测试。结合室内试验和数据分析表明:水性环氧树脂可有效提高乳化沥青的稳定性和黏度,确定了可用作粘层。     

水性环氧乳化沥青桥面防水粘结层的性能研究

为保证粘层材料具有足够的力学强度、防水性能以及与铺装层较好的变形协调能力,研制了一种高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料.制备4种不同环氧掺量的粘层材料,试验研究-15,0,25,50,70℃5种温度下粘层材料试件的拉拔、剪切以及断裂拉伸等力学性能的变化规律,并对比分析了水性环氧乳化沥青、乳化沥青稀浆封层、AC-5沥青砂和4.75 mm同步碎石4种常用防水粘层材料的渗水性能.结果 表明:环氧树脂含量对水性环氧乳化沥青粘层材料的断裂拉伸性能、剪切和拉拔性能影响显著,低环氧树脂掺量的粘层材料对温度敏感程度更高,且随着试验温度的升高其力学性能逐渐降低.层间界面的材质和粗糙程度对粘结效果影响较大,新粘层材料用于沥青混凝土和水泥混凝土界面的粘结效果明显优于钢质材料的界面粘结,拉拔强度提高3倍,剪切强度提高1倍.在70 cm水头高度下测试水性环氧乳化沥青粘层材料不渗水,明显优于其他3种材料的渗水性能.开发的高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料具有良好的力学性能和抗渗水性.     

纳米蒙脱土改性乳化沥青老化性能的研究

采用旋转薄膜老化烘箱(RTFOT)对蒙脱土(MMT)改性乳化沥青、MMT改性沥青与有机化蒙脱土(OMMT)改性沥青的短期老化性能进行了测试,使用FT-IR与XRD对其改性机理进行了探究。结果表明:MMT改性乳化沥青的抗老化性能要远好于MMT改性沥青,与OMMT改性沥青的性能相当。当MMT掺量为2%时,MMT的层间距由1.28nm增加至4.74nm,增加了270%,改性乳化沥青的抗老化性能最好。     

掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

再生剂对老化沥青混合料的改善作用,可使老化沥青混合料的路用性能在一定程度上恢复还原。在进行再生沥青路面混合料设计之前,必须对旧料中沥青的含量及性质、旧料的级配组成及技术指标等进行全面了解,以确定回收的废旧沥青和旧集料性质,为新添集料性质、级配提供掺量依据。本文分析了掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料的概况,对原材料配比和乳化沥青制备情况进行了阐述,接着对不同的生物重油掺量乳化沥青再生混合料力学强度进行实验分析,最后总结了不同生物质重油掺量乳化沥青冷再生混合料路用性能,旨在为提高高速公路的质量以及延长其使用寿命提供保障。     

耐紫外线老化改性沥青材料的制备与性能研究

制备了环氧树脂改性沥青和掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青,研究了基体沥青、环氧树脂改性沥青、掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青的耐紫外线老化性能。采用物化指标测试、FT-IR和SEM等方法,研究了添加1%,2%和5%(质量分数)纳米SiO₂对环氧树脂改性沥青耐紫外线老化性能的影响。结果表明,加入纳米SiO₂后,改性沥青的软化点和粘度增加;基体沥青、PA-5%EP、PA-EP-1%SiO₂、PA-EP-3%SiO₂和PA-EP-5%SiO₂的FT-IR光谱几乎在所有峰的位置都是相同的,改性沥青与基体沥青相比,结构没有明显变化;当加入纳米SiO₂含量为5%(质量分数)时,改性沥青的粘附力显著提高,此时,纳米SiO₂颗粒较为均匀地分散到基体沥青的宏观分子网络中,形成了稳定的结构;纳米SiO₂的加入能很好地改善沥青的耐紫外线老化效果,PA-EP-5%SiO₂样品的耐紫外线老化性能最优。     

A New Aqmeoes Injection Molding Method of Fabricating W-Cu Parts

The present work illustrates the use of water-soluble cupric(II) salts as ingredients of binder for injection molding of W-10 wt.% Cu. The parts produced are dense, homogeneous and have good surface finish, compared to those produced using conventional binder systems. This new binder system, named Cu-containing binder (CCB), also provides process-simplification benefits. CuCl₂ and Cu(NO₃) ₂ with the purity of 98% were selected for this study. A rapid two-stage process involving drying and thermal decomposition was successful in removing nonmetatlic constituents from 2 to 3 hours. Final density that is above 97% of theoretical value was obtained.     

Using the surface free energy method to evaluate the effects of liquid antistrip additives on moisture sensitivity in hot mix asphalt

The objectives of this research are to evaluate the susceptibility of aggregates and asphalt binder with and without liquid antistrip (LAA) additives to moisture damage based on the properties that affect the adhesion bond between the aggregate and asphalt binder and the cohesion strength of the asphalt binder using the surface free energy (SFE) concept and laboratory testing. The percentage of the aggregate surface area that was exposed to water (P) due to each cycle was used as a screening parameter for evaluating the compatibility of the asphalt binder and aggregates in terms of the resistance to moisture damage. The results show that adding LAA causes the total SFE of the asphalt binder to increase, which results in a decrease in stripping between the aggregate and asphalt binder in the presence of water. Similar results were obtained from a dynamic modulus test. From the data obtained, we conclude that LAA caused a reduction of the magnitude of P that improves its resistance to moisture damage.     

过氧化氢处理胶粉对橡胶-沥青黏弹性的影响

为了研究废胎胶粉经过氧化氢（H₂O₂）溶液处理后其孔结构和表观形貌的变化及对所制备橡胶-沥青高温性能的影响,采用三种不同比例的H₂O₂溶液对废胎胶粉进行表面改性处理,并制备橡胶-沥青。通过胶粉气体吸附试验、扫描电镜试验、沥青旋转黏度试验和动态剪切流变试验分析了不同比例的H₂O₂溶液对胶粉的孔隙结构、微观形貌和所制备橡胶-沥青的黏度、黏弹性等宏观力学性能的影响规律。结果表明:胶粉经H₂O₂溶液处理后,平均孔径明显变小,孔体积和孔面积的变化呈现一定的规律;随H₂O₂溶液比例的增加,胶粉颗粒间接触面增加,表面絮状物和孔隙增多,加强了胶粉与沥青的界面结合度。这使得胶粉中的橡胶烃在沥青中的溶解度增加,炭黑颗粒释放增多,胶粉颗粒的强度、弹性和耐磨性等力学性能下降,导致橡胶-沥青的弹性、黏度和高温抗车辙能力降低。      

基于原子力显微镜技术的沥青与矿料表面粗糙度及黏附特性

采用原子力显微镜技术(AFM)的轻敲和力曲线模式,在微观尺度下对沥青与矿料表面的二维图像和三维形貌信息进行采集和分析,并测试和计算表征材料物理黏结特性的表面能。测试和分析结果显示,不同油源的沥青具有明显不同的化学组分和表面粗糙度,具有蜂形结构的沥青表面粗糙度更大。老化将明显减少沥青的表面粗糙度,降低其表面能,进而对沥青与矿料的黏附产生不利影响。结合宏观的黏附拉拔力学试验,对沥青和矿料表面粗糙度、表面能与宏观拉拔强度间的关联进行统计分析。结果表明,对于含蜂形结构的沥青,沥青和矿料表面粗糙度对黏附力学性能较为重要;而对于不含蜂形结构的沥青,其与矿料的黏附性更决定于所选材料的表面能,即两种材料间的物理黏结作用。     

Densification and Grain-Growth Behavior of Various Amounts of SiO2 Doped 8YSCZ/SiO2 Composites

The effect of SiO₂ addition on densification and grain-growth behavior of 8YSCZ/SiO₂ composites was investigated using high purity 8 mol% yttria-stabilized cubic zirconia powders (8YSCZ) doped with 0, 1, 5, 10 wt% SiO₂. The specimens were sintered at 1400°C for 1 hour. It was seen that the sintered density increased with SiO₂ content up to 1 wt% and further increase in SiO₂ content led to a decrease in density. The enhanced density with increasing SiO₂ content up to 1 wt% could be mainly attributable to liquid phase sintering. For grain growth measurements, the specimens sintered at 1400°C were annealed at 1400, 1500, and 1600°C for 10, 50, and 100 hours. The experimental results showed that the grain growth in 8YSCZ/SiO₂ composites occurred more slowly than that in undoped 8YSCZ. Also, the grain growth rate decreased with increasing SiO₂ content. The grain growth exponent value and the activation energy for undoped 8YSCZ were found to be 2 and 289 kJ/mol, respectively. The addition of SiO₂ raised the grain growth exponent value to 3, and activation energy for the grain growth process was increased from 289 to 420 kJ/mol for the addition of SiO₂ from 0 to 10 wt%.     

1400℃放电等离子烧结制备MgO-B_(2)O_(3)增韧无金属黏结相WC硬质合金EI北大核心CSCD

为了降低无金属黏结相碳化钨(WC)硬质合金的烧结温度并获得较高的断裂韧度,采用MgO和B_(2)O_(3)协同增韧WC硬质合金。通过放电等离子烧结技术(SPS)在1400℃的较低温度下制备出致密的WC-MgO-B_(2)O_(3)硬质合金块体材料,研究MgO-B_(2)O_(3)对无金属黏结相WC硬质合金的烧结机理、微观组织演变以及力学性能的影响规律。结果表明:MgO-B_(2)O_(3)的添加促进了WC的烧结致密化,显著降低了无金属黏结相WC硬质合金的烧结温度。随着MgO-B_(2)O_(3)添加量的提高,组织中的部分第二相形貌发生显著改变,逐渐由短杆状转变为长杆状,再转变为聚集时的块状。当MgO-B_(2)O_(3)添加量达到8%(质量分数)时,块体材料具有较好的断裂韧度,为(9.45±0.37)MPa·m^(1/2),同时其硬度为(18.16±0.17)GPa。     

Estimating the moisture damage of asphalt mixture modified with nano zinc oxide

One of the main distresses of hot mix asphalt (HMA) is moisture damage. The most common method for decreasing this type of distress is using antistrip additives. In this study, the effect of nanoparticles was evaluated as an antistrip agent on the moisture damage of HMA. Two types of aggregates were evaluated in this study with different sensitivities against moisture damage (limestone and granite aggregate) and the asphalt binder with 60/70 penetration grade and nano zinc oxide (ZnO) in two different percentages by weight of the asphalt binder. The tests employed to evaluate the effects of modifying asphalt binder by nanomaterials on the moisture damage of asphalt mixture were surface free energy (SFE) and AASHTO T283. The results showed that the ratio of wet/dry values of indirect tensile strength for the mixtures containing nano ZnO for two types of aggregate were higher than the control mixtures. In addition, the results of the SFE method showed that adding nano ZnO increased the total SFE of the asphalt binder, which led to better coating of the aggregate with asphalt binder. Nano ZnO decreased the acid to base ratio of SFE of asphalt binder, while it led to improving adhesion between the asphalt binder and acidic aggregate that are prone to moisture damage.     

苯胺-SrTi(C2O4)2颗粒制备及其电流变性能

用沉淀法制备了苯胺-草酸氧钛锶（SrTi（C₂O₄）₂）颗粒。FTIR分析表明,苯胺已引入到SrTi（C₂O₄）₂颗粒的表面;XRD分析表明,苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒为含少量结晶的无定形态。采用SEM观察颗粒的形貌,结果表明,随反应体系中苯胺与钛原子物质的量比n_aniline/n_Ti的增大,苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒由近似球状（n_aniline/n_Ti =0）变为多面体状（n_aniline/n_Ti =2）,而后变为棒状与团簇状颗粒的混合体系（n_aniline/n_Ti =3）。以苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒为分散相制备颗粒质量分数为66.7%电流变液,电流变性能测试结果表明,在n_aniline/n_Ti =2时,电流变液具有较高的剪切应力和剪切屈服强度、较大的漏电流密度。苯胺在颗粒制备过程中起控制颗粒形貌的作用,在电流变液体系中起极性分子的作用,其对苯胺-SrTi（C₂O₄）₂电流变液性能的影响是两种效应综合作用的结果。