硅藻土—橡胶粉复合改性沥青制备工艺优化及抗老化性能研究

发布时间：2017-07-19 15:25

  本文关键词：硅藻土—橡胶粉复合改性沥青制备工艺优化及抗老化性能研究

  更多相关文章： 沥青 硅藻土 橡胶粉 制备工艺 响应曲面法 老化性能

【摘要】：随着我国交通事业的不断发展,汽车保有量不断增加,废旧轮胎的处理问题日益紧迫。如果处理不当不但会造成环境污染,而且会引起资源浪费。近年来,废旧轮胎胶粉作为一种绿色生态道路材料越来越广泛的应用到实际工程当中。现有研究结果表明,废旧轮胎胶粉的加入能够显著改善沥青混合料的路用性能。同时,硅藻土作为一种天然的无机矿料,其独特的微孔隙结构同样具有改善沥青路用性能的功能。制备工艺参数对胶粉改性沥青或硅藻土改性沥青的性能有重要影响,但现有研究中所选用的制备参数各异,针对制备工艺对沥青性能的影响分析尚待完善。此外,针对橡胶粉改性沥青和硅藻土改性沥青的研究已经相对成熟,但是对硅藻土-橡胶粉复合改性沥青的研究相对较少。因此,本文主要开展了以下方面的研究工作:(1)选取湿法制备工艺作为硅藻土-橡胶粉复合改性沥青的制备方法,确定橡胶粉掺量、硅藻土掺量、剪切时间、剪切速度、剪切温度以及溶胀时间作为复合改性沥青的制备参数,以针入度(25℃)、软化点、延度(15℃)、弹性恢复(25℃)及粘度(135℃)作为复合改性沥青性能评价指标。基于响应曲面法基本原理,以六种制备工艺参数为响应输入值,六种性能评价指标为响应输出值,确定了硅藻土-橡胶粉复合改性沥青制备工艺优化分析实验方案。(2)在建立具有良好可靠性的响应曲面模型基础上,通过单因素分析和多因素分析,明确了制备参数对复合改性沥青各项性能的影响规律。结果表明:胶粉掺量对所有性能评价指标具备显著性影响,随着胶粉掺量的增加,复合改性沥青软化点、粘度、弹性恢复和PI值增加,而针入度和延度值降低;硅藻土掺量对除弹性恢复外的指标有显著性影响,随着硅藻土掺量的增加,软化点、粘度增加,但针入度和延度值降低;剪切温度对针入度、软化点、粘度和延度指标有显著性影响,剪切温度、剪切速度和溶胀时间对改性沥青的性能影响规律基本一致。通过响应输出的最优值确定每项制备参数的最佳值,得到硅藻土-橡胶粉复合改性沥青的最佳制备工艺。(3)对通过最佳制备工艺制得的硅藻土-橡胶粉复合改性沥青进行抗老化分析,以最佳掺量的硅藻土改性沥青和橡胶粉改性沥青作为对比组,分析老化前后各组改性沥青的针入度、软化点、弹性恢复以及粘度变化规律。结果表明:硅藻土-橡胶粉复合改性沥青的抗老化性能优于硅藻土改性沥青和橡胶粉改性沥青。
【关键词】：沥青 硅藻土 橡胶粉 制备工艺 响应曲面法 老化性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 硅藻土改性沥青11-13
• 1.3 橡胶粉改性沥青13-15
• 1.4 本文主要研究内容及技术路线15-18
• 1.4.1 研究内容15
• 1.4.2 技术路线15-18
• 第2章 基于响应曲面法的硅藻土-橡胶粉复合改性沥青制备方法18-26
• 2.1 响应曲面法18-19
• 2.2 制备参数选取19-21
• 2.2.1 橡胶粉掺量19-20
• 2.2.2 硅藻土掺量20
• 2.2.3 剪切时间20
• 2.2.4 剪切速率20
• 2.2.5 剪切温度20-21
• 2.2.6 溶胀时间21
• 2.3 原材料的选取与制备方法的确定21-24
• 2.3.1 原材料的选取21-22
• 2.3.2 制备方案的确定22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 制备参数对硅藻土-橡胶粉复合改性沥青性能影响分析及制备工艺优化设计26-56
• 3.1 制备参数对复合改性沥青针入度的影响28-32
• 3.1.1 针入度指标响应曲面模型显著性分析及方程建立28-30
• 3.1.2 制备参数对复合改性沥青针入度指标影响分析30-32
• 3.2 制备参数对复合改性沥青软化点的影响32-37
• 3.2.1 软化点指标响应曲面模型显著性分析及方程建立33-34
• 3.2.2 制备参数对复合改性沥青软化点指标影响分析34-37
• 3.3 制备参数对复合改性沥青延度的影响37-42
• 3.3.1 延度指标响应曲面模型显著性分析及方程建立38-39
• 3.3.2 制备参数对复合改性沥青延度指标影响分析39-42
• 3.4 制备参数对复合改性沥青弹性恢复的影响42-47
• 3.4.1 弹性恢复指标响应曲面模型显著性分析及方程建立43-44
• 3.4.2 制备参数对复合改性沥青弹性恢复指标影响分析44-47
• 3.5 制备参数对复合改性沥青粘度的影响47-52
• 3.5.1 粘度指标响应曲面模型显著性分析及方程建立48-49
• 3.5.2 制备参数对复合改性沥青粘度指标影响分析49-52
• 3.6 硅藻土-橡胶粉复合改性沥青制备参数确定52-54
• 3.6.1 制备参数交互影响分析52-53
• 3.6.2 制备参数确定53-54
• 3.7 本章小结54-56
• 第4章 硅藻土-橡胶粉复合改性沥青抗老化性能研究56-70
• 4.1 试验方法56-57
• 4.2 抗老化性能分析57-68
• 4.2.1 针入度57-60
• 4.2.2 软化点60-62
• 4.2.3 延度62-64
• 4.2.4 弹性恢复64-66
• 4.2.5 粘度66-68
• 4.3 本章小结68-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简介76-78
• 后记和致谢78

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本文编号：563596