蒙脱土/SBS复合改性沥青的制备及性能研究

以蒙脱土和SBS为改性材料制备改性沥青,并进行动态剪切流变(DSR)及弯曲梁流变(BBR)等试验。结果表明:SBS能改善基质沥青的高温、低温、抗老化及抗疲劳性能,但对其储存稳定性不利;蒙脱土/SBS复合改性沥青的高温、储存稳定、抗老化和抗疲劳性能均进一步提高,且改性效果随蒙脱土掺量的增加而提高,低温性能则蒙脱土掺量的增加而下降;蒙脱土/SBS复合改性沥青的高温性能对温度的敏感性增强,但耐老化性能对老化时间的敏感性减弱。采用3%蒙脱土+5%SBS制备复合改性沥青时综合性能较好。     

MMT/硫粉复合改性沥青混合料水稳定性能研究

为了改善沥青的性能以及混合料的水稳定性能,采用蒙脱土(MMT)和硫粉复合改性的方式,对不同掺量的改性沥青的高温,低温、温度敏感性和弹性恢复等性能进行测试,确定改性剂的最佳掺量,并对沥青混合料的水稳定性能进行测试分析。结果表明:蒙脱土的纳米片层在沥青结合料中与硫粉形成的插层结构,有效地提高了沥青的高低温性能和弹性恢复能力,降低了温度敏感性。并且证明了最佳掺量的复合改性沥青可以提高沥青混合料的水稳定性。     

纳米蒙脱土与SBS复合改性沥青制备工艺研究

采用正交试验对纳米蒙脱土(OMMT)与SBS复合改性沥青的制备工艺进行研究。通过改性沥青进行三大指标试验,分析各因素对改性沥青高、低温性能和热储存稳定性的影响,结果表明:SBS掺量和剪切温度对改性沥青的高、低温性能均有显著影响;OMMT对改性沥青高温性能与热存储稳定性有显著影响。因此,在制备OMMT-SBS复合改性沥青时应主要针对上述3项显著因素进行控制。     

纳米ZnO对EPDM改性沥青抗热氧老化性能影响的研究

为了提高三元乙丙橡胶(EPDM)改性沥青的抗老化性能,采用纳米氧化锌(ZnO)对EPDM改性沥青进行改性,通过对原样以及不同老化程度的复合改性沥青进行常规性能以及流变性能试验,研究了纳米ZnO掺量与老化作用对其物理及流变性能的影响。试验结果表明:纳米ZnO对EPDM沥青抗短期老化以及抗长期老化性能均有明显改善作用,当纳米ZnO掺量为3%时,复合改性沥青的抗老化性能最佳。     

纳米蒙脱土改性沥青的抗老化性能及老化机理

以SK90#基质沥青和外掺质量分数分别为1%,3%和5%的纳米蒙脱土(MMT)改性沥青为研究对象,通过沥青三大指标、弯曲梁流变仪(BBR)测试结果以及原子力显微镜(AFM)观测结果,对比研究纳米MMT对老化前后沥青宏观抗老化性能以及微观结构的影响.结果表明:掺入纳米MMT后,沥青的残留针入度比、残留延度比及软化点增量均明显改善,且纳米MMT掺量为1%~3%时,改善效果在短期老化阶段最为显著;BBR试验获得的劲度模量变化率Sv与上述抗老化性能评价指标具有良好相关性,将其作为评价指标可以较好地反映纳米MMT改性沥青的抗老化性能,但应充分考虑沥青的低温性能;AFM均方根粗糙度Sq和三维图像表明,纳米MMT对沥青的微观结构有显著影响,纳米MMT片层结构及形成的纳米复合结构是延缓沥青老化的主要原因.     

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SiO2与SBS复合改性沥青路用性能研究

目前,纳米SiO2和SBS复合改性沥青的材料组成对路用性能影响规律尚不明确,为进一步提高纳米SiO2和SBS复合改性沥青的技术水平,选择纳米SiO2和SBS作为原材料,制备纳米复合改性剂,研究材料组成设计对沥青改性效果的影响,提出复合改性沥青的建议材料组分,并对纳米SiO2与SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行试验.试验结果表明:当纳米SiO2掺量固定时,随着SBS掺量的增加,纳米SiO2与SBS复合改性沥青的黏滞性增大、抗老化性能增强、聚合物离析现象加剧;当SBS掺量固定时,随着纳米SiO2掺量的增加,纳米SiO2与SBS复合改性沥青的黏滞性逐渐增大、低温性能略有降低、抗老化性能逐渐增强、聚合物离析现象减弱;推荐SBS掺量是沥青质量的4％,纳米SiO2掺量是沥青质量的3％作为组成复合改性沥青材料最佳比例;纳米SiO2的掺入对于保持复合改性沥青在高温状态下的共混状态有一定的作用;纳米SiO2与SBS复合改性沥青混合料高温稳定性出色、水稳定性较好,低温性能相较于SBS改性沥青则略有降低.     

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。     

纳米黏土改良黄土力学性能试验研究

在陕西安塞地区黄土中掺入两种不同纳米黏土材料,设计不同掺量、含水率、养护龄期等多因素影响下的正交试验,并对改良后黄土进行三轴试验,分析凹凸棒土和纳米蒙脱土改善黄土无侧限抗压强度指标以及抗剪强度指标的变化特征,并采用SEM对两种纳米黏土改良黄土进行改善机理微观分析。结果表明:掺量为1%的凹凸棒土、掺量为2%的纳米蒙脱土对黄土抗压强度影响最为显著,在一定含水率下可使素黄土的抗压强度分别提高21%和42.3%; 两种纳米黏土改良黄土应力-应变曲线受试样干密度、围压及掺量的影响,干密度为1.35 g?cm^-3、围压为50 kPa的改良黄土有应变软化现象,干密度达到1.65 g?cm^-3时,4种不同围压下改良黄土应力-应变曲线均有应变硬化的趋势; 两种纳米黏土对改良黄土的抗剪强度指标影响效果显著,其中1%掺量的凹凸棒土、2%掺量的纳米蒙脱土可以使改良黄土的黏聚力分别提升61.02%和81.70%,内摩擦角分别提升27.86%和21.31%。     

高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。     

橡胶/SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

首先研究分析了橡胶粉掺量对复合改性沥青高、低温性能及抗老化性能的影响,其次研究分析成型温度对SMA13混合料性能的影响;并与SBS改性沥青混合料对比分析了橡胶/SBS复合改性沥青SMA13混合料的路用性能。试验结果表明:橡胶/SBS复合改性沥青中橡胶粉的最佳掺量为15%;橡胶/SBS复合改性沥青混合料的施工温度范围为175~185℃;相较于SBS改性沥青混合料,橡胶/SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性均得到提升。     

纳米蒙脱土插层硅烷化聚氨酯密封胶的研制

采用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇、纳米有机蒙脱土(OMMT)和硅烷偶联剂为原料制备出纳米蒙脱土插层硅烷化聚氨酯(SPU)密封胶。X射线衍射结果表明,蒙脱土以平均层间距不小于4.55nm的宽分布分散在SPU基体中。系统地研究了纳米蒙脱土插层硅烷化聚氨酯密封胶的力学性能。研究表明,添加纳米蒙脱土能同时提高SPU密封胶的强度和韧性,加入5%的蒙脱土,SPU密封胶的拉伸强度和断裂伸长率可分别提高48.7%和30.1%。有机蒙脱土的最佳添加量为5%～10%。     

纳米蒙脱土对沥青愈合性能的影响研究

通过“疲劳-愈合-疲劳”试验评价纳米蒙脱土(NMMT)对沥青自愈合性能的影响,并且将愈合指标与物理性能指标进行拟合。结果表明NMMT改性沥青的自愈能力有所增强,且掺量对其自愈能力有较大的影响,随着掺量的增加其初始模量恢复能力逐渐减弱,但自愈后所恢复的模量其抵抗荷载作用的能力有所增强;当掺量为1%时改性沥青具有较好的自愈性能;改性沥青自愈后初始模量恢复的能力HI与软化点指标存在着较强的线性关系,通过软化点可以较好的评价其初始模量的恢复能力。     

胶粉掺量对复合橡胶改性沥青流变特性的影响

复合橡胶改性沥青不仅可以提高沥青的高温抗车辙和低温抗裂性能,还具有降噪、实现固废利用等优点.采用动态剪切流变(DSR)试验分析胶粉掺量对复合橡胶改性沥青流变特性的影响,并结合三大指标试验及旋转黏度试验确定复合橡胶改性沥青最佳配方设计.结果表明:固定90号基质沥青:SBS的比例(80:1),胶粉的掺加有助于提高复合改性沥...     

有机化蒙脱土改善SBS改性沥青性能的研究

对掺入适量有机化蒙脱土的SBS改性沥青的常规技术性能、贮存稳定性能、美国战略公路研究计划(SHRP)技术性能等进行了试验研究;对有机化蒙脱土在SBS改性沥青中的作用原理进行了分析.结果表明,在SBS含量为5%(质量分数)的改性沥青中掺入适量(0~10%,质量分数)的有机化蒙脱土,可获得贮存稳定的SBS改性沥青,其常规技术性能满足聚合物改性沥青SBS类I-D技术指标要求,且优于不掺有机化蒙脱土的SBS改性沥青;SHRP技术性能满足PG70-22的指标要求.     

纳米蒙脱土对沥青物理流变性能的影响研究

为了改善沥青的物理流变性能,采用蒙脱土对基质沥青及SBS改性沥青进行改性,利用旋转薄膜老化对沥青样品进行了老化以研究其热氧老化性能。通过采用针入度、延度、软化点、动态剪切及弯曲蠕变等试验,对纳米蒙脱土对沥青物理流变性能的影响进行了分析。研究结果表明,在沥青中掺入纳米蒙脱土后有效的提高了老化前后沥青的高温流变性能。然而,纳米蒙脱土的加入对沥青的低温开裂性能存在不利影响。     

聚丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的结构与耐水性能研究

采用胶乳接枝插层法制备了聚丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合乳液,利用X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合乳液的结构进行了分析,并就蒙脱土添加量对复合体系的表面自由能、吸水率及干燥时间的影响进行了研究。结果表明:蒙脱土在复合乳液中达到了纳米级分散,形成了插层型与剥离型共存的微观结构。蒙脱土用量对胶膜的表面自由能、吸水率和干燥时间都有重要的影响,当蒙脱土用量达到5份时,胶膜的表面自由能和吸水率分别降低11%和67%,但乳液的干燥时间延长。     

掺加纳米材料水泥土无侧限抗压强度试验研究

把纳米Si O2、纳米Al2O3和纳米蒙脱土3种纳米材料加入普通水泥土中,制备掺加纳米材料的水泥土。通过室内无侧限抗压强度试验,研究不同纳米材料及其掺量、龄期、水泥掺量、水胶比对添加纳米材料水泥土无侧限抗压强度的影响,为添加纳米材料水泥土的进一步研究及其在实际工程中的应用提供了方向。     

裂化油浆/SBS复合改性沥青的制备及性能研究

针对现有聚合物改性沥青材料的不足,以裂化油浆(FCC)和SBS为改性剂,采用高速剪切法在室内制备了一种新型复合改性沥青材料。通过软化点、针入度和延度等试验,优化了复合改性沥青的室内制备工艺。研究表明:当SBS掺量为4.5%时,随着FCC油浆掺量的增多,复合改性沥青高温性能逐渐下降,抗老化性能、中温疲劳性能和低温性能逐渐提高,综合考虑,当FCC油浆掺量为10%~15%时,复合改性沥青在具有较好抗老化性能、中温疲劳性能和低温性能的同时,兼具较好的高温性能。     

活化废胶粉改性沥青路用性能及微观机理研究

为改善废胶粉改性沥青的储存稳定性及路用性能,采用一种新型助剂——多烷基苯酚二硫化物对废胶粉进行活化处理。通过制备不同废胶粉掺量的活化废胶粉改性沥青(AMA)和所对应的未活化废胶粉改性沥青(UMA),研究沥青路用性能随活化废胶粉掺量的变化规律。同时,对活化废胶粉改性沥青的高低温性能及微观作用机理进行研究。结果表明:废胶粉经助剂活化后,表面变得蓬松多孔且溶胀裂解更加充分,使其吸收了更多的轻质组分,分布更加均匀,从而改善了废胶粉改性沥青的储存稳定性、低温性能和施工和易性,但是其高温性能有所下降。活化废胶粉改性沥青中废胶粉最佳掺量为25%~30%。