西南地区路用石灰岩粗集料矿物组成和物理力学性质的关联性分析

为探究西南地区石灰岩粗集料用于高等级公路抗滑表层的适用性，通过X射线衍射试验、激光粒度仪等对8种典型集料进行矿物组成、颗粒性质分析等，定性表征集料组成与其物理力学性质的关系，并基于灰关联理论量化二者关联性；通过常规路用性能试验和动态摩擦系数试验对石灰岩沥青混合料的路用性能和抗滑性能进行验证，从集料组成与力学特性角度揭示混合料抗滑性能衰变规律。结果表明，方解石作为石灰岩集料的主要矿物成分与其物理力学指标关联性最强，并影响次要组成矿物对性能的增强作用；方解石、石英、长石和黏土矿物的不同构成比例对集料物理力学指标影响较为复杂，但高性能矿物含量较多的集料一般具有较佳的性能；白云石为主的集料相比方解石为主的集料能够提供混合料更优的水稳定性；石灰岩沥青混合料的各项性能均满足规范要求，当地石灰岩集料具有较大的高等级公路抗滑表层应用潜力。     

焚烧飞灰颗粒对沥青混合料水稳定性的影响

为了实现焚烧飞灰(IFA)在沥青路面中的资源转化,将焚烧飞灰与水泥造粒以及与水泥、硅灰、粉煤灰造粒,研究掺有造粒颗粒沥青混合料的水稳定性以及冻融劈裂试验条件对其水稳定性的影响机制.结果 表明:焚烧飞灰造粒后,氯离子浸出率分别降低了56.76％、59.12％;冻融劈裂试验条件对焚烧飞灰/水泥颗粒沥青混合料水稳定性影响顺序为抽真空过程>冷冻过程>击实次数,抽真空过程破坏造粒颗粒表面沥青膜,导致可溶氯盐溶出,氯盐溶液在冻融过程中产生的冻胀、盐胀与腐蚀综合作用是导致沥青混合料内部结构受损关键因素;焚烧飞灰与水泥、硅灰、粉煤灰造粒的方法能有效改善沥青混合料的水稳定性.     

储热降温沥青路面用相变材料的选择

针对沥青路面铺筑的实际情况,通过综合热分析(DSC/TG)和红外光谱(FT-IR)实验方法,测试并分析了多种相变材料的储热能力及高温稳定性、高温耐久性,考虑了相态变化、相变温度、过冷度、相分离现象、高温性能等因素对沥青路面实际应用的影响,并对筛选出的聚乙二醇4000进行了沥青混合料试件成型过程中的温度模拟,结果表明聚乙二醇4000作为相变储热材料掺加进沥青混合料是可行的.     

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.     

用于沥青路面抗滑表层的石灰岩碎石筛选技术

为了探索用于沥青路面抗滑表层的石灰岩集料筛选技术,研究了不同岩性集料及其互掺集料的压碎值、磨耗值、磨光值、矿物组成及动态抗滑性能。结果表明:不同岩性互掺集料的压碎值、磨耗值、磨光值均与其互掺比例间存在较好的线性相关性,在已知单一集料的压碎值、磨耗值与磨光值的前提下,能够预测出不同比例下不同岩性互掺集料的压碎值、磨耗值与磨光值。确定了利用矿物组成筛选石灰岩的原则:首先选择白云石和石英含量较多的石灰岩,其次选择方解石含量相对较少的石灰岩,再次选择黏土矿物含量要少,甚至为0的石灰岩。基于自研仪器,提出了集料的抗滑性能控制指标Dμ集-临值。     

聚乙二醇/不饱和聚酯树脂复合相变储热材料的性能

以聚乙二醇(PEG)为相变材料,不饱和聚酯树脂(UPR)为定形载体,采用熔融共混法制备PEG/UPR定形相变材料(PEG/UPR SS-PCMs)。运用差示扫描量热分析、热重分析、X射线衍射、红外光谱手段分别对SS-PCMs的热性能、热稳定性、化学结构、SS-PCMs中各个组分之间的物理化学作用、结晶性能等进行表征。结果表明,SS-PCMs中PEG的端羟基与UPR或其固化物中的C=C双键、端羟基或端羧基分别发生加成反应及分子间脱水反应,生成醚或酯,两者之间的化学作用力较强,束缚着PEG的自由运动,呈现出不同于自由态下的固-固相变行为,故不同PEG掺量的SS-PCMs的相变温度(60℃左右)均较纯PEG的高,相变焓(80.1~133.7 J/g)较理论相变焓低9.1%~17.4%;PEG中间链节为能够自由运动的醚基,且端羟基比例小,故SS-PCMs中PEG链段大部分能够结晶且发挥相变行为,结晶性能稳定;SS-PCMs在温度低于382.6℃时,无热降解现象,热稳定性好。     

沥青路用城市生活垃圾焚烧飞灰的物化性能

为了探索城市生活垃圾焚烧飞灰的沥青路用资源化可行性,借鉴沥青路用填料的试验方法测试了飞灰的基本物理性能,采用比表面积和孔径分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(STA)等表征方法,分析了飞灰的BET比表面积、孔径与孔容、表观形貌、化学成分、热性能.研究结果表明:与矿粉相比,飞灰密度小、亲水系数大、含水率大、碱性强、烧失量大、体积安定性不良、可溶盐含量高、粒径分布与矿粉类似;BET比表面积大、孔径大、孔容大;表面疏松多孔、物相复杂、活性高;热性能活跃,而在沥青混合料的施工温度范围内,飞灰热稳定性好、热失重小.鉴于飞灰的物化性能,提出飞灰可溶盐对沥青路面水稳定性与强度产生影响,飞灰表面微孔、高的表面能、强碱性、高的含水率等性质对沥青路面高温稳定性与低温抗裂性产生影响,并给出相应的理论改善措施.     

不同分子量聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料的性能

以聚乙二醇为相变材料、二氧化硅为基体材料,采用温度促凝法制备出不同相对分子质量的聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料(PEG/SiO2ss-PCMs)。运用综合热分析、红外光谱及偏光显微镜分析不同相对分子质量的PEG对PEG/SiO2性能的影响。结果表明,ss-PCMs中PEG与SiO2凝胶相互之间是靠氢键进行简单的物理吸附的,SiO2未影响PEG的相变行为,ss-PCMs中的PEG仍具有良好的结晶性能。ss-PCMs的相变温度、相变焓随相对分子质量的增加而增长,在多次温度循环下相变焓为85.3 J/g~108.1 J/g。     

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.