煤矸石粉/水镁石纤维复合改性沥青胶浆性能试验研究

无机微粉填料及纤维改性沥青技术日渐成熟,但鲜见煤矸石粉/水镁石矿物纤维复合改性沥青胶浆的研究成果。通过布氏粘度试验、动态剪切流变试验(DSR)、动态热力学分析试验(DMTA)等对石灰岩矿粉、H-200、H-1250、H-4000型煤矸石粉4种填料与水镁石纤维复合改性沥青胶浆的高低温性能进行研究;运用灰熵法分析了煤矸石粉的各项技术指标对沥青胶浆高低温性能的影响显著性;借助扫描电镜(SEM)、红外光谱试验仪(IR)对其作用机理进行分析。研究结果表明,煤矸石粉复合水镁石纤维能显著改善沥青胶浆的高温抗车辙性能,而对其低温性能有一定程度的削弱;填料的平均粒径和比表面积是影响沥青胶浆车辙因子和玻璃化转变温度的两个重要因素。为固体废弃物煤矸石与水镁石矿物纤维在沥青路面工程中的资源化利用提供依据。     

无机填料对冷补沥青混合料强度的影响

以水泥作为填料添加到自制冷补沥青和集料中配制了冷补沥青混合料.通过测试其初始稳定度和成型稳定度研究不同水泥用量对冷补沥青混合料强度的影响；确定最佳水泥用量后,分别以粉煤灰、硅灰、混合填料(水泥-粉煤灰,水泥-硅灰)替代水泥,比较不同类型无机填料对冷补沥青混合料强度的影响.结果表明:水泥最佳用量为3％,硅灰对冷补沥青混合料强度的提高较为显著,混合填料对冷补沥青混合料强度的提高效果较差.不同类型无机填料对冷补沥青混合料初始强度的影响差别较小,最大相差为17.2％,对成型强度的影响差别较大,最大相差达67.9％.     

填料硬化效应试验研究

在沥青混合料中,由于填料的加入,使得沥青的针入度指数(PI)和延度下降,软化点升高.实际施工中,施工单位习惯用回收粉代替部分矿粉做填料来拌制沥青混合料.通过用100%矿粉、矿粉∶回收粉=3∶1、矿粉∶回收粉=1∶13种填料与沥青拌制胶泥,进行室内常规指标的试验并结合成渝高速热再生工程的实践,发现不同类型的填料,对不同类型的沥青混凝土胶泥产生的硬化效应存在较大差异.对规范中的相应条款进行了探讨,提出了自己的一些建议,以期待对我国的高速公路沥青混合料施工有一定的指导作用.     

石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应

石灰石粉具有水化活性,能与硅酸盐水泥中的C₃A、铝酸盐水泥中的CA、CA₂等铝酸盐矿物发生反应,水化产物为水化碳铝酸钙。利用微量热仪法、胶砂强度和X射线衍射（XRD）,研究不同比例的石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应,结果表明：石灰石粉会加快铝酸盐水泥的水化进程,水化过程诱导期缩短,放热速率峰值下降;复合体系中石灰石粉占比越高,早期水化反应速率越快,但水化反应放热量越低;相对而言,复合体系中石灰石粉掺量为20%时石灰石粉参与反应程度最高,且掺量为20%时石灰石粉对复合体系强度有显著贡献。随复合体系中石灰石粉比例增加,铝酸盐水泥水化产物越来越不明显;石灰石粉掺量为20%~40%时,水化碳铝酸钙XRD特征峰相对最明显,复合体系中石灰石粉与铝酸盐水泥存在一个最佳的比例范围。研究表明,石灰石粉与铝酸盐水泥间会发生明显的水化反应,石灰石粉与铝酸盐水泥复合有望制得一种新型胶凝材料。     

脱硫橡胶沥青试验研究

针对橡胶沥青易离析、高粘度等缺点,研究采用脱硫橡胶粉制备脱硫橡胶沥青,利用脱硫橡胶沥青溶胀模型,分析其改性机理,并对制备工艺展开研究,同时与普通橡胶沥青进行对照试验,研究脱硫橡胶沥青的性能。研究结果表明,脱硫橡胶粉比普通橡胶粉更易溶胀于沥青中,且伴有大量的化学结合,形成的脱硫橡胶沥青稳定性高;脱硫橡胶粉的最佳掺量为30%,加工工艺为剪切速率5 000r/min、剪切温度170～180℃、剪切时间60min,发育时间45min;脱硫橡胶沥青较普通橡胶沥青的各项路用性能均有所改善,特别是175℃旋转黏度仅为普通橡胶沥青的1/4～1/3,48h软化点差约为普通橡胶沥青的1/2。     

复合结构透水砖配合比参数研究

对比研究了复合前/后透水砖的外观及其主要性能的变化,在此基础上,固定表层配合比,研究了底层配合比设计参数(水灰比、集灰比、集料粒径以及级配等)对复合结构透水砖的有效孔隙率、透水系数与抗压强度等性能的影响。确定了复合结构透水砖的最佳水灰比为0.24~0.26,集灰比为3,粒径为2.36~4.75mm的集料在粒径为2.36~4.75mm和4.75~9.5mm的石灰石混合料中的最佳质量百分比范围为60%~100%。根据以上参数所配制的复合结构透水砖7d抗压强度大于30MPa,透水系数满足JC/T 945—2005《透水砖》标准;当钢渣粉与矿渣粉复合掺合料等体积取代50%的水泥时,钢渣粉与矿渣粉存在一个最佳体积比25%∶25%,在此比例下透水砖7d和28d抗压强度最高,分别为29.9MPa和35.8MPa,透水系数达2.83mm/s。     

THFS改性沥青制备工艺的优化设计及性能评价

为了确定煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)中四氢呋喃可溶物(tetrahydrofuran soluble,THFS)作为改性剂与沥青之间的制备工艺,运用正交试验和灰关联分析法优化设计TFHS改性沥青的制备工艺,并利用针入度分级和SHRP PG评价体系分析不同THFS添加量下(与基质沥青质量比4%、6%、8%、10%)改性沥青的性能.试验结果表明:利用正交试验和灰关联分析相结合的方法可优化设计THFS改性沥青的制备工艺,确定的最佳制备工艺为剪切温度150℃,剪切时间45 min,剪切速率4 000 r/min.同时,THFS的加入可以改善沥青的高温性能,但对沥青低温性能有一定的不利影响,综合THFS改性沥青的高低温性能,推荐THFS最佳添加量为6%.     

矿物掺合料对机制砂水泥基自流平砂浆性能的影响

试验选用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥与半水石膏的三元胶凝体系,选用机制砂作为细集料,制备全机制砂水泥基自流平砂浆。选用粉煤灰、石粉与硅灰作为矿物掺合料,并研究矿物掺合料对全机制砂制水泥基自流平砂浆流动度、抗压抗折强度与尺寸变化率的影响。研究结果表明：矿物掺合料的火山灰效应对自流平砂浆力学性能的发展产生积极影响,自流平砂浆流动度随硅灰掺量的增加而减小。通过正交试验优化自流平砂浆配方,得到最优矿物掺合料掺量为粉煤灰7%、石灰石粉4%、硅灰1.0%。     

石灰石在粉粒喷动床内的半干湿法烟气脱硫

以石灰石为脱硫剂在粉粒喷动床内的半干湿法烟气脱硫是一种新的烟气脱硫过程。本文研究了操作条件对烟气脱硫效率的影响。结果表明,随着Ca/S的增加、饱和接近度及石灰石粉体直径的减小,烟气脱硫的效率提高。考虑到石灰石较之消石灰作为脱硫剂在价格和来源上的优势及本烟气脱硫过程所取得的较高效率,以石灰石为脱硫剂在粉粒喷动床的半干湿法烟气脱硫是一种可提供的烟气脱硫过程。     

生石灰粉磨段收尘灰制备轻质碳酸钙工艺

为充分利用石灰石矿的粉矿资源并减少二氧化碳尾气排放,以生石灰粉磨工段收尘灰为原料,利用立窑尾气通过碳化法制备了轻质碳酸钙.首先使用x-射线电子能谱及筛分法对收尘灰的成分及粒度分布进行了测定,然后探讨了水化温度和水化时间对水化过程的影响,并使用扫描电镜对水化产物的形貌进行了研究,最后研究了碳化温度和碳化时间对水化产物碳化过程的影响,并研究了产物形貌.结果表明,其最佳工艺条件为:将收尘灰于100℃条件下水化5~8h,然后使用立窑尾气碳化10~20min,可得到粒度分布均匀的轻质碳酸钙粉体,部分碳酸钙结晶为针状,可用于塑料制品的补强.通过该方法的制备的碳酸钙产品可达到化工行业标准《HG/T 2226-2000》所规定的质量要求.     

乳化沥青冷再生混合料中的复合胶浆性质

对乳化沥青冷再生混合料中的三种胶浆系统进行了研究,包括沥青+矿粉、乳化沥青残留物+矿粉和乳化沥青残留物+水泥。结果表明,因为水泥水化作用的存在,水泥⁃乳化沥青残留物胶浆表现出更高的模量增率效果;模量和相位角变化呈现与普通矿粉⁃沥青胶浆和矿粉⁃乳化沥青胶浆不同的特点,且不随粉胶比呈现线性单调的变化;胶浆界面黏结力与矿粉⁃沥青胶浆相当,并在低粉胶比范围内远高于单独利用矿粉的乳化沥青残留物胶浆。     

阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能影响

采用阻燃剂与SBS改性沥青复合制备了阻燃SBS改性沥青,测试了不同阻燃剂掺量下SBS改性沥青的阻燃性能和物理性能,研究了阻燃剂掺量对SMA沥青混合料路用性能的影响。结果表明:阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性,在阻燃剂掺量为8%时,改性沥青的氧指数可达到24.5%;阻燃剂的加入,增大了改性沥青的粘度,导致SMA沥青混合料空隙率增大,降低了沥青混合料的马歇尔稳定度,浸水残留稳定度比和冻融劈裂强度比也减小,但车辙动稳定度提高。     

高温下橡胶沥青胶浆特性及矿料级配优化分析

为改善橡胶沥青混合料的高温性能,提出以橡胶沥青胶浆和矿料级配为主要研究对象的优化思路。通过室内试验,首先研究粉胶比对橡胶沥青胶浆抗车辙因子和相位角的影响;然后结合橡胶沥青的特异性,对其橡胶沥青混合料的矿料级配进行选择和调整,将动稳定度和相对变形作为混合料高温性能评价指标,得出优化后的矿料级配。研究结果表明,提高橡胶沥青混合料高温稳定性的措施有：适当调整粉胶比,控制在1．2左右为宜;以水泥取代矿粉作为混合料的填料;以传统SMA级配为基础,对混合料级配作出调整,适当降低填料比例,能够实现橡胶沥青混合料高温稳定性的优化。     

Influence of filler–bitumen ratio on performance of modified asphalt mortar by additive

Railway Engineering Science - When the filler–bitumen ratio of asphalt mortar changes, its adhesion and viscoelasticity will also change, as well as its mechanical performances, such as...     

Durability Properties of Materials and Mixture Composition of Bitumen Stabilized Materials

Bitumen Stabilized Materials (BSMs) are widely recognized as environmentally friendly through significantly reduced energy consumption,reduced emissions and reuse of high percentage of RAP and recycled pavement materials. In order for these materials to be cost effective,their life-cycle performance needs to be proven. Durability of BSMs is a long-term phenomena that requires consideration during mix design. Time is very important variable for performance consideration under field conditions. The factors that influence durability and long-term performance of BSMs include the mineral aggregates,binder and mixture compositions. In this study,the important,but less understood aspects of durability properties of BSMs were investigated. These include wear and tear of mineral aggregates,age-hardening of binder (foamed bitumen and bitumen emulsion) and moisture susceptibility of typical mix composition. The wear and tear was investigated using Durability Mill Index (DMI) test,binder ageing was investigated for short and long-term effect,and moisture susceptibility was investigated by pulsing water pressures using new device i.e. moisture induction simulation test (MIST). The accelerated moisture conditioning simulates field conditions whereafter retained shear properties are evaluated. The results found that durability of mineral aggregates is significantly influences by the type and nature of mineral composition. The ageing of binder occurred in both short and long-term conditions,with short-term effects being dominating the foamed bitumen properties during laboratory production. Moisture susceptibility is significantly influenced by the mix compositions of aggregates blends with and without RAP,with different bitumen binder types (foamed bitumen or bitumen emulsion) and active filler type (cement or lime) and contents. The evaluation and ranking of mixes which are resistant and susceptible to moisture damage was done using retained cohesion (RC) after dry and wet monotonic triaxial testing.     

消石灰与矿粉沥青胶浆流变性能比较

利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪以及直接拉伸试验仪对掺加消石灰和矿粉后沥青胶浆的动态黏弹性能实验进行比较,粉胶比为1.2时,消石灰胶浆的车辙因子是矿粉胶浆的1.6倍,抵抗永久变形能力提高;粉胶比为0.6时,消石灰胶浆的断裂能是矿粉胶浆的2.2倍,提高了沥青抗低温开裂性能;粉胶比为0.9时,消石灰胶浆的疲劳破坏次数是矿粉胶浆的1.4倍,沥青的疲劳性能提高;由于消石灰物理吸附及化学反应的协同作用使消石灰胶浆比矿粉胶浆具有更好的高温稳定性、低温柔性和抗疲劳开裂性.     

剑麻纤维/沥青复合材料界面性能

使用经碱处理后的剑麻纤维改性沥青制备剑麻纤维/沥青复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料界面的结合情况。结果表明:剑麻纤维可以有效抑制细微裂缝的发展,提高混凝土的强度;添加一定量的剑麻纤维后,复合材料中剑麻纤维可很好地包覆在沥青中,使集料表面形成比普通沥青混凝土更厚的沥青膜,促使沥青与集料更紧密结合在一起,从而提高沥青混凝土的强度和韧性、抗裂性能,即提高沥青混凝土的路用性能。     

煤焦渣油沥青的研制

阐述了以炼钢厂煤焦油硬沥青和油田渣油为基材，添加废橡胶、塑料进行共混改性。制取煤焦渣油沥青的化学、物理处理方法、制作配方和工艺条件，阐明了产品的主要性能及其影响的主要因素。     

渝东南地区海相页岩有机质孔隙发育特征

有机质孔隙是高—过成熟海相页岩主要的气体储集空间。基于四川盆地东南部(渝东南地区)五峰组—龙马溪组页岩研究,将有机质划分为干酪根和沥青两种基本类型,其中,干酪根可进一步划分为无结构型干酪根和结构型干酪根两种类型,沥青可划分为固体沥青和复合有机质; 根据有机质孔隙的分布和发育特征,将其划分为干酪根内孔隙、海绵状孔隙和气泡状孔隙3种类型。通过扫描电镜实验和ImageJ软件提取有机质孔隙,结合圆度、凸性、伸长率、分形维数等孔隙形态参数分析不同类型有机质孔隙发育特征。结果表明:①随总有机碳的增加,有机质面孔率逐渐增加; ②当总有机碳低于2%时,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐减小,有机质孔隙趋于均一; 当总有机碳高于2%,随总有机碳的增加,平均孔径、分形维数逐渐增大,有机质孔隙趋于复杂; ③无结构型干酪根有机质孔隙以微孔(孔径小于25 nm)和小孔(孔径为25～100 nm)为主,发育少量中孔(孔径为100～1 000 nm); 结构型干酪根有机质孔隙以微孔为主,小孔其次,中孔发育较少; 沥青有机质孔隙以小孔为主,发育部分中孔和大孔(孔径大于1 000 nm); ④与沥青有机质孔隙相比,干酪根有机质孔隙圆度、凸性较大,伸长率较低; 但由于干酪根有机质孔隙的平均孔径较小,小孔含量高,分形维数相较于沥青偏高。     

纳米银/环氧树脂纳米复合材料制备和性能表征

以乙二醇作为还原剂,采用微波法制备长径比不一的银纳米材料。采用SEM和XRD对不同长径比的纳米银进行了表征。以不同长径比的纳米银作为导热填料成功的制备了导热性能优异的环氧复合材料。环氧复合材料的热性能和力学性能测试表明：当长径比为33的银纳米线在较低的填充量具有较高的热导率,比填充纳米方块的环氧复合材料高约9倍（热导率为16.63 W·m-1.K-1）。填充银纳米线的环氧复合材料的抗剪切强度（以铝为基板的抗剪切强度为18.7 MPa）相比于填充相同体积分数的银纳米方块和银纳米棒的环氧复合材料均有不同程度的提高。