原文传递
路用自修复材料的制备及性能研究
| 论文题名： | 路用自修复材料的制备及性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;自修复材料;疲劳寿命;制备工艺 |
| 摘要： | 在正常使用环境下,沥青混合料无可避免的会出现微小开裂。如果这些病害不能被及时修复,微裂纹会进一步扩展、汇聚,进而形成裂缝,影响沥青路面的正常使用性能和服役寿命。 本文引入生物自修复的概念,以物质补充为手段,利用微胶囊技术将再生剂包覆并添加在沥青中。当微裂缝扩展至微胶囊处时,微胶囊囊壁破裂,流出的再生剂不但能改善裂纹处沥青的性质、同时促使裂纹处沥青能够在室温下或较低温度下自行愈合,从而延缓裂缝的扩展甚至完全修复裂缝,延长沥青路面的服役寿命。论文主要研究内容与结论如下: 1.分析了现有微胶囊技术的优势与不足,本文确定了原位聚合法制备沥青自修复微胶囊,囊壁材料为脲醛树脂,囊芯材料为自制沥青再生剂A。本文详细探寻了再生剂微胶囊的制备工艺,得出了制备微胶囊的最佳反应条件:①将甲醛与尿素摩尔比为1.5:1的溶液在PH约为8的碱性环境下,60~75℃反应60~75min得到脲甲醛预聚体;②再生剂乳化阶段所用的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠,浓度为0.5wt％;再生剂乳化阶段转速为800r/min;③再将乳化好的再生剂溶液加入预聚体中,控制搅拌速率为 500r/min,囊芯与囊壁质量比为1.2:1,稀盐酸缓慢调节溶液至PH=3,同时缓慢升温至60℃,2~3h后反应结束;④放慢搅拌速度继续搅拌冷却至室温,再将含有微胶囊的悬浮液过滤、洗涤、干燥制得微胶囊。对制备出的微胶囊结构性能进行分析,结果表明,微胶囊形貌良好,表面致密,包覆率为84.94%,囊芯含量为82.46%,平均粒径为21.14um,分布主要集中在5um到35um之间,该部分微胶囊占总体的73.0%。 2.通过自愈合延度试验和自愈合DSR试验研究了再生剂微胶囊对沥青自修复能力的影响。自愈合延度试验分析可知:微胶囊掺量为0.3wt%时,对于沥青的自修复能力有明显提升,且不会大幅降低沥青性质。自愈合DSR试验数据表明:微胶囊掺量为0.1wt%的沥青在初次疲劳试验中加载时间为1120s,抗疲劳能力最强;掺量为0.5wt%的沥青在再疲劳试验中加载至破坏的时间为449s,经愈合后的抗疲劳能力最强,说明它的愈合效果较好,自修复能力最强。得出结论,少量掺量的微胶囊能够有效增加沥青的疲劳寿命,随着微胶囊掺量的增大,沥青的整体疲劳寿命减小,但自修复能力增强。 |
| 作者： | 肖艺成 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 裴建中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
