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硅酸盐基矿粉的表面修饰及在沥青中的应用性能研究
| 论文题名： | 硅酸盐基矿粉的表面修饰及在沥青中的应用性能研究 |
| 关键词： | 硅酸盐基矿粉;硅烷偶联剂;表面修饰;改性机理;沥青路面 |
| 摘要： | 硅酸盐基矿粉是一种用途广泛的无机填料，已经被应用到各个领域。在沥青混凝土制备过程中，硅酸盐基矿粉的加入可以改善油石比，同时提高沥青路面的防水性能。硅酸盐基矿粉是一种亲水性的非金属矿物填料，与沥青存在界面差异，使其难以在沥青中均匀分散。因此，需要对硅酸盐基矿粉进行表面改性，改善矿粉表面的物化性质，从而提高沥青的综合性能。本文开展的主要工作如下： 选择一种目前常用的硅酸盐基矿粉，利用XRD、红外光谱、XPS等手段测定原矿粉性能。经测试选用的硅酸盐基矿粉为片沸石，属于架状硅酸盐的一种。矿粉的特征峰是位于3456cm-1和1626cm-1处的Si-OH的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰。 利用干法直接喷涂工艺改性原矿粉，选用的改性剂为 KH-560、KH-570、辛基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷，改性后利用吸油值及接触角等方法进行预评价，选择出最佳改性剂为直链的丙基和辛基，接触角分别达到110°和115°。利用红外光谱、拉曼光谱，分析改性前后表面结构的变化，确定改性机理及改性效果。 通过控制变量法，采用加热改性和直接喷涂改性两种工艺，确定每种方法的最佳改性工艺。实验表明两种方法都能很好地实现改性效果，接触角均可以达到115°。加热改性时间大大缩少，但是需要大量水和乙醇，以及大型专用设备。因此，本实验选择直接喷涂改性工艺。 通过冻融劈裂实验来检测试件的水稳定性，实验表明改性后的试件，冻融劈裂强度比 TSR值由61％升到84%，改性后的TSR值大于规范要求的75%；通过车辙实验来检测试件的抗高温性能，改性后的试件的冻稳定性 DS值由4846次/mm升到6300次/mm，大于规范要求的3000次/mm。应用性能评价验证了矿粉的改性效果。 |
| 作者： | 孔文杨 |
| 专业： | 化学工程与技术 |
| 导师： | 杨春晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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