PEG/MDI/丙三醇三元共聚固-固相变材料的研究

采用预聚法合成了以聚乙二醇(PEG)为软段,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和丙三醇的反应链段为硬段的固-固相变材料(PCM).用FTIR、POM、WXRD、DSC、TG等方法对材料进行分析,结果表明,该材料具有嵌段交联的聚氨酯结构,其相变过程为固-固相变,其相变的实质是软段的聚乙二醇由结晶态向无定型态转变的过程.当引入的硬段含量为8.5%时,聚乙二醇的相变温度和相变焓分别降低至54.05℃和110.9 J/g,PCM的初始分解温度为384.369℃,比纯PEG的初始分解温度(296.54℃)提高了29.61%.     

TLA/SBS复合改性沥青性能研究

通过熔融共混的方式,将SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)和不同掺量的特立尼达湖沥青(Trinidad Lake Asphalt, TLA)加入基质沥青中,制备TLA/SBS复合改性沥青。对TLA/SBS复合改性沥青的针入度、软化点、延度进行测试,研究改性后沥青的物理性能。采用动态剪切流变仪对改性前后沥青的流变性能进行检测和分析,采用热氧老化和PAV(压力老化测试)对改性前后沥青的老化性能进行研究分析。结果表明,加入湖沥青后,随着TLA掺量的增加,沥青针入度减小,软化点和延度先增大再减小。为了避免过高掺量的湖沥青对沥青延展性造成不利影响,应将湖沥青的掺入量控制在30%。TLA/SBS复合改性沥青复数模量和车辙因子增加,相位角减小,沥青的高温抗车辙变形能力得到提高。TLA/SBS复合改性沥青的残留针入度比、软化点变化和粘度老化指数下降,老化性能得到改善。     

定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热混凝土制备及性能研究

为制备性能优异的相变蓄热混凝土,试验确定了定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热骨料中相变材料的组成比例和制备工艺,并研究了相变蓄热骨料对混凝土力学性能和热工性能的影响。结果表明,相变材料中PEG含量为80%,石墨掺量为6%时,相变材料在具有合适相变温度和相变焓的同时,有良好的导热性能;相变蓄热骨料的合适吸附时间和温度分别为3 h和80℃,经表面封装后的相变蓄热骨料具有优异的稳定性。相变蓄热骨料虽然降低了混凝土的抗压强度和导热系数,但延缓了水泥水化热造成的温度升高,延缓了放热速率,能防止温度应力造成的混凝土开裂,且能明显改善混凝土的储热性能,综合考虑相变蓄热骨料替代率不宜大于80%。     

TLA/SBR复合改性沥青与混合料性能研究

基于复合改性沥青针入度体系评价指标和接触角粘附性试验,评价TLA/SBR改性沥青的高低温性能、离析及施工和易性,通过室内路用性能和悬臂梁疲劳试验验证TLA/SBR改性沥青混合料的路用性能与抗疲劳性能。结果表明,掺加TLA可显著提升SBR改性沥青的软化点、黏度、表面能,改善复合改性沥青的粘附性,掺加SBR可改善改性沥青的低温延展性;掺加TLA可显著改善SBR改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,SBR可弥补TLA改性沥青混合料的低温性缺陷,TLA/SBR复合改性沥青混合料具有优异的路用性能和抗疲劳性能。TLA的适宜掺量为20%～30%,SBR的适宜掺量为3.5%～4.5%。     

橡胶粉与TPS复合改性沥青及排水性沥青混合料性能研究

将废旧轮胎橡胶粉(CR)与TPS(Tafpack Super)改性剂进行复配,基于针入度评价体系、高黏改性沥青黏度、粘韧性评价体系和PG分级体系研究橡胶粉和TPS改性剂掺量对CR/TPS复合改性沥青高低温性能、流变特性和粘韧性能的影响,并分析了CR/TPS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,CR/TPS复合改性沥青具有高黏、高弹、高软化点、优良的低温延展性和恢复性能;(16%～20%)CR+(8%～10%)TPS复合改性排水性沥青混合料比14%TPS改性排水性沥青混合料具有更好的水稳定性和低温抗裂性能。     

PEG/陶粒相变颗粒的制备及诸热性能研究

采用真空浸入法将聚乙二醇(PEG)吸附于多孔陶粒后,采用环氧进行包封,制得PEG/陶粒定形相变颗粒.使用DSC/TG、FTIR、高温烘烤及水浴试验等手段对PEG/陶粒相变颗粒的储热性能、相容性、定形效果及降温效果进行表征,结果表明:PEG/陶粒相变颗粒的相变焓约72.8J/g,相变开始点约50.4℃;PEG与多孔陶粒之间为物理吸附作用,具有较好的相容性,能够保证复合物中的PEG发挥相变特性;190℃下PEG/陶粒相变颗粒不泄漏,具有良好的定形效果;水浴测温表明,6.2％PEG掺量的相变陶粒试件降温在6.8℃左右,持续约4.5h.     

PEG/SiO2定形相变材料在沥青及水泥环境中应用的可行性

以聚乙二醇/二氧化硅(PEG/SiO2)定形相变材料与沥青、水泥为原料,采用物理共混法制备出沥青或水泥复合定形相变材料.利用综合热分析仪(TG-DSC)测试复合相变材料的储热性能及热稳定性,通过FT-IR对复合相变材料的兼容性进行了表征,探讨PEG/SiO2定形相变材料在沥青、水泥环境中应用的可行性.试验表明,复合定形相变材料具有较高的相变焓,良好的热稳定性和兼容性.将PEG/SiO2定形相变材料应用于公路工程中,可实现太阳能量转换与储存,主动调节路面的使用温度,并在高温条件下可有效降低路表温度,减少温度对路面的病害,缓解城市热岛效应,改善人居环境,其应用前景广阔.     

不同聚合物基废旧塑料改性沥青及混合料的路用性能研究

用熔融共混法挤出成型得到PE、PVC、PP三种聚合物基回收废旧塑料颗粒用于改性沥青。对改性沥青及沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性和抗水损性能等路用性能探究。实验结果表明:PE基聚合物回料能较大地改善沥青及混合料的路用性能,软化点增加至67.5℃,沥青混合料的动稳定度达到12 480次/mm,冻融劈裂强度比达到92.1%,低温柔韧性优于SBS改性沥青。但PE基回料性能变异较大,故废旧塑料回收利用时,需严格控制材料来源,以确保改性剂质量的稳定性。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青性能研究

将蒙脱土(MMT)与SBS改性沥青熔融共混,制备了系列蒙脱土/SBS复合改性沥青.通过扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD),分析了蒙脱土/SBS复合改性沥青的微观结构,利用旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)研究其热氧老化性能.结果表明:在高速剪切作用下,MMT与SBS在基质沥青中均匀分散,形成剥离型与插层型纳米复合结构;MMT对SBS改性沥青物理性能的影响主要表现为针入度降低、软化点升高、延度减小,使其抗高温形变能力显著提高,但对其低温性能不利;老化后基质沥青软化点升高,SBS改性沥青软化点变化不大,而MMT/SBS复合改性沥青软化点降低;与SBS改性沥青相比,MMT/SBS复合改性沥青的抗老化性能明显提高.     

纳米材料复合改性沥青性能研究

为较大幅度提高沥青高低温性能和疲劳寿命,向基质沥青中添加纳米石墨烯微片(GNPs)和橡胶粉外掺剂,通过高速剪切机制备石墨烯微片/橡胶粉复合改性沥青,利用针入度试验、软化点试验及延度试验,分析GNPs和橡胶粉的不同掺量对基质沥青改性的影响规律,通过系统的室内试验,确定GNPs/橡胶粉复合改性沥青的最佳复合掺量,改善沥青的高低温抗永久变形能力,提高道路使用寿命。研究结果表明:橡胶粉掺量为18%时,针入度呈下降趋势,GNPs掺量为0.05%时,针入度数值达到最低;GNPs掺量为0.05%时,软化点达到峰值;在橡胶粉掺量18%、GNPs掺量为0.03%~0.05%时,延度增长的幅度最大。因此,本试验得到的橡胶粉与GNPs最佳掺量分别为18%与0.05%,此时复合改性沥青性能达到最优。     

沥青抗剥落剂对SBS改性沥青性能影响分析

研究了3种不同类型抗剥落剂对SBS改性沥青性能的影响。实验按沥青质量0.3%的掺量加入抗剥落剂,测定SBS改性沥青掺加3种抗剥落剂后的沥青针入度、软化点、延度和粘度。实验结果表明:掺加AD-here 6525后,SBS改性沥青的针入度和延度都略有提高,软化点和粘度降低,。而掺加ASA-9304和morlife300后针入度和延度都降低,软化点和粘度变大。     

SBR胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响

为研究丁苯橡胶(SBR)胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响,对不同SBR胶乳掺量的改性乳化沥青进行针入度、软化点、延度和储存稳定性试验,并采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了SBR胶乳掺量对改性乳化沥青高低温性能的影响.结果 表明:随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的延度、软化点及软化点差逐渐增大,针入度降低;相同温度下,随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的复数模量、车辙因子和蠕变速率逐渐增大,劲度模量、相位角逐渐减小;综合考虑SBR胶乳掺量对改性乳化沥青各项性能指标的影响,SBR胶乳的建议掺量为4％.     

抗剥落剂对SBS改性沥青热储存稳定性影响

采用了沥青针入度、软化点、延度指标和粘度以及聚合改性沥青的离析实验对掺入ASA-9304、morlife300和AM-6525这3种抗剥落剂的SBS改性沥青的热储存稳定性能进行评价。抗剥落剂掺量为沥青质量的0.3%。实验结果表明:掺入ASA-930、morlife300和AM-6525这3种抗剥落剂对SBS改性沥青的3大指标有一定的影响,由粘度试验得到的粘温曲线选取的4种沥青的拌和与压实的温度均相同,分别为176℃与165℃,3种抗剥落剂对SBS改性沥青的粘度无影响。聚合物改性沥青离析实验结果表明:掺入3种抗剥落剂后SBS改性沥青与原样改性沥青的软化点差都在2℃以内,满足规范规定的不大于2.5℃的要求,说明掺入的3种抗剥落剂对SBS改性沥青的热储存稳定性良好。     

基于测力延度试验的SBS改性沥青老化特征评价指标

采用不同时程的室内薄膜烘箱试验模拟SBS改性沥青的老化过程,对不同老化时间的SBS改性沥青进行常规试验、动态剪切流变试验及测力延度试验,分析针入度、软化点、车辙因子及测力延度相关指标与SBS改性沥青老化时间的相关性,同时分析这些指标与SBS改性沥青中SBS含量的相关性.试验与分析结果表明：针入度、软化点及车辙因子等指标与SBS改性沥青中SBS含量及老化时间的相关关系具有一致性,无法有效地区分SBS含量和老化时间对SBS改性沥青性能的影响;测力延度试验中的韧性指标与SBS含量正相关,且与SBS改性沥青老化时间负相关,是判别SBS改性沥青老化特征的有效指标.     

基于动态老化过程的沥青抗老化性能对比研究

旨在运用动态表征模型评价沥青的老化过程,并采用多指标评价方法对比不同沥青的优劣。对4种沥青进行不同时间的RTFOT老化试验,采用动态表征模型拟合,得到沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数和老化方程;采用灰色关联决策评价方法,以沥青针入度、延度、软化点和粘度的老化参数L和r为评价指标,综合对比不同沥青的抗老化性能。研究结果表明：沥青针入度、软化点、延度和粘度与老化时间存在非线性关系,在开始时刻,老化速率大,后期随着时间的推移,老化速率趋于缓慢,最后达到平衡;沥青的老化过程可用动态模型表征,参数L和r能很好地表征沥青老化过程的老化度和老化速率,不同沥青的不同指标的老化参数排序不一致;采用灰色关联决策评价四种沥青的抗老化性能排序为：室内制备改性沥青优于90号A级基质沥青优于成品改性沥青优于70号A级基质沥青。     

一种温拌剂对SBS改性沥青性能影响研究

研究了一种自制温拌剂对SBS改性沥青的物理性能和燃烧性能的影响,并通过动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验分析自制温拌剂对SBS改性沥青流变性能的影响。针入度、延度、软化点试验结果表明:自制温拌剂的加入能使沥青的稠度增加,能降低沥青的温度敏感性,提高沥青的高温性能;极限氧指数试验结果表明:温拌剂的加入能提高SBS改性沥青的阻燃性能;温度扫描试验结果表明:与SBS改性沥青相比,掺加6%温拌剂的SBS沥青有更大的复合模量、车辙因子、疲劳因子,更小的相位角,这说明温拌剂的加入提高了SBS改性沥青的车辙性能和疲劳性能。     

胶粉 /SBS 复合改性沥青流变性能研究

以SK90号基质沥青及不同掺量胶粉和SBS改性剂制备复合改性沥青,对其软化点等常规指标及流变力学指标进行检测。研究表明,随胶粉和SBS改性剂掺量提高,复合改性沥青的软化点、旋转粘度及弹性恢复等指标呈显著增大趋势,而针入度则不断减小,延度则先增大后减小;胶粉和SBS改性剂均可改善复合改性沥青的高温性能,且当胶粉掺量相同时,其高温性能随SBS改性剂掺量的增大而增大;随胶粉和SBS改性剂掺量的增大,复合改性沥青的m值不断减小,s值呈不断增大趋势;在胶粉掺量相对较低时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果更加显著,而当胶粉掺量过大时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果则显著减小。     

Variance analysis and performance evaluation of different crumb rubber modified (CRM) asphalt

In order to sort some important factors affecting the performances of CRM asphalt and evaluate the performances of different CRM asphalt, this study encompassed one kind of base asphalt binder, four kinds of crumb rubber, tread rubber (TR), heavy truck (HT), small truck (ST) and agriculture tire (AT) crumb rubber, two kinds of particle size, 60 mesh and 80 mesh, and three contents. Softening point, low temperature ductility, and penetration index are selected as basic evaluation indicators in analysis. Variance analysis shows that the crumb rubber content is the primary affecting factor in general, followed by the crumb rubber type, and particle size comes last. The greater the crumb rubber content is, the higher the softening point and the penetration index are, and the smaller the low temperature ductility is. Modified effects between 60 mesh and 80 mesh don’t manifest significant difference. The modified effects of TR-crumb rubber and HT-crumb rubber are better while the low temperature ductility of AT-CRM asphalt is the worst. Also according to the results of DSR and BBR test, TR-CRM asphalt has a better and comprehensive performance at the crumb rubber content of 20% by weight of base asphalt binder, and, if the price is also considered, selecting HT-CRM asphalt with the crumb rubber content of 15% is ideal. The study also finds an interesting phenomenon that the rutting factors of CRM asphalt may be remarkably different, although the softening points of them are the same.     

纳米材料改性沥青的微观和力学性能研究

为了改善沥青及沥青混合料的路用性能,筛选和添加纳米材料对基质沥青进行改性,制备纳米材料改性沥青.采用沥青针入度、延度、软化点、黏度等沥青基本性质试验和劈裂强度、回弹模量、车辙、水稳定性等沥青混合料性能试验,分析和研究了纳米材料改性沥青及混合料的力学和路用性能,并结合原子力显微镜试验来分析比较3种纳米材料(纳米碳粉、纳米橡胶粉VP362、海泡石)对基质沥青的改性效果.结果表明:相比于纳米橡胶粉VP362和海泡石改性沥青及沥青混合料,纳米碳粉改性沥青及沥青混合料具有更好的高、低温抗裂性能,而原子力显微镜图像也从微观角度印证了纳米碳粉改性沥青的改性效果.     

基于正交试验设计的橡胶沥青性能影响因素研究

将废旧轮胎粉碎后加入沥青中既可以改善沥青的性能,又可以减少废旧轮胎对环境造成的污染.本文基于橡胶沥青的针入度、软化点、延度等技术指标,研究橡胶沥青的材料组成和制备工艺参数对橡胶沥青性能的影响,设计了五因素四水平正交试验,根据试验结果初步确定了最佳橡胶沥青制备参数,并在考虑橡胶沥青加工安全性的基础上对参数进行了优化,最终...