无机纳米粒子与蛭石复配改性沥青的制备与性能研究

发布时间：2017-11-12 10:12

  本文关键词：无机纳米粒子与蛭石复配改性沥青的制备与性能研究

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【摘要】：沥青材料在路面建设和服役过程中受到热、水、氧及光等环境因素的作用会发生老化现象,这将严重影响到沥青路面的使用品质和服役寿命。按照引起沥青老化的原因不同,可将老化分为热氧老化和光氧老化,沥青路面服役过程中这两种老化会同时发生,因此寻求合适的耐老化改性剂以同时改善沥青耐热氧和耐光氧老化性能具有重要意义。已有的研究表明,层状硅酸盐可以明显改善沥青的耐热氧老化性能,但对沥青耐光氧老化能力的提高并不明显;而无机纳米粒子的作用效果恰恰相反。现将二者复配得到一种新的耐老化改性剂,有望综合改善沥青的耐热氧和耐光氧老化性能。本文首先采用表面修饰后的不同无机纳米粒子与有机蛭石(OEVMT)进行复配,研究了不同组合的复配改性剂对SK-70基质沥青老化前后物理与流变性能的影响,并确定了最优的组合方式;然后将复配改性剂按最优组合添加到不同种类的基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青中,研究了不同种类复配改性沥青老化前后的物理和流变性能,并利用红外光谱对其老化前后的化学结构进行了表征,探讨了复配改性沥青的耐老化机理。主要研究结论如下:(1)综合不同复配改性剂对SK-70基质沥青薄膜烘箱(TFOT)、压力老化箱(PAV)及紫外光(UV)老化后的物理与流变性能影响,发现纳米ZnO与有机蛭石复配对SK-70沥青的耐老化性能改善效果最明显,即为最优复配改性剂组合。(2)复配改性剂按最优组合方式加入后,不同种类基质沥青的高温稳定性和抗车辙能力均得到提高,但其塑性变形能力有一定程度的降低。复配改性剂均能改善沥青TFOT、PAV、UV及自然光老化后的物理和流变性能,并改善了重交90#沥青PAV老化后的低温流变性能,而对阿尔法70#和重交110#沥青的影响很小。(3)不同配比复配改性剂对SBS改性沥青老化前后的性能影响不一,其中1%OEVMT+2%Nano-ZnO能够显著改善SBS改性沥青的耐热氧和耐光氧老化性能,综合考虑物理和流变性能,可以确定其为最佳掺量。同时发现纳米氧化锌与有机蛭石复配对抑制SBS改性沥青的老化具有较好的协同增效作用。(4)红外光谱测试结果表明,与相应空白样相比,复配改性剂能够显著抑制了三种基质沥青和SBS改性沥青在TFOT、UV以及PAV老化过程中羰基的生成,从而使得复配改性沥青表现出较好的耐热氧和耐紫外老化性能。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414

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本文编号：1175461