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原文传递改性天然沸石温拌剂的制备与应用研究

论文题名：	改性天然沸石温拌剂的制备与应用研究
关键词：	沥青混合料;温拌技术;天然沸石;改性处理;路用性能
摘要：	沥青路面由沥青混合料铺筑而成，其组成包括沥青、集料与矿粉。目前沥青混合料主要采用热拌施工技术，但热拌技术存在能耗高、污染大、沥青易老化等缺点。近些年来，沥青混合料温拌技术越来越受重视。温拌技术主要是通过加入有机温拌剂和合成沸石温拌剂等来降低沥青混合料的拌和温度，但由于现有温拌剂价格昂贵，导致温拌沥青混合料成本较高，限制了其推广应用。本文采用来源丰富的天然沸石为原料，通过化学改性改善天然沸石的孔结构和表面粘附性，制备出成本低廉、性能优良的温拌剂，以促进温拌沥青混合料的广泛应用。　　本文首先分别采用酸、碱、盐溶液对天然沸石进行处理，研究了不同处理液对天然沸石孔结构的影响，然后采用十八胺溶液对孔结构得到改善的天然沸石进行表面改性，制得改性天然沸石温拌剂。研究了改性天然沸石温拌剂对沥青物理性能、与集料粘附性能和老化性能的影响，通过沥青混合料体积性能和路用性能试验，确定了改性天然沸石温拌剂的适宜掺量及温拌沥青混合料的成型温度，并开展了天然沸石温拌沥青混合料的工程应用。主要研究结论如下: 　　（1）分别采用盐酸、氢氧化钠和氯化钠溶液处理天然沸石，结果表明氢氧化钠溶液和盐酸溶液均可明显增大天然沸石的含水量，但盐酸溶液处理的天然沸石水分脱除较快，而氢氧化钠溶液处理的天然沸石水分可以较缓慢地释放。热分析(TG)表明通过氢氧化钠溶液处理主要增加了天然沸石中的吸附水和毛细水，使天然沸石可以在热沥青中缓慢释放水分，从而使沥青持续发泡，保持较长时间的体积膨胀；　　（2）比表面及孔隙度分析（BET）表明天然沸石经1mol/L浓度氢氧化钠溶液处理后，主要增大了孔径为300nm以下的孔隙率，比表面积增加了37%，孔体积提高了26.5%；　　（3）采用十八胺对氢氧化钠溶液处理的天然沸石进行改性，傅立叶变换红外光谱(FTIR)表明改性天然沸石中的十八胺组分以化学结合的方式吸附在沸石表面，从而使掺加改性天然沸石的沥青与集料的粘附性得到改善；　　（4）改性天然沸石使沥青的软化点和粘度提高，而延度与针入度有所降低；同时，改性天然沸石明显改善了基质沥青的热氧老化性能和紫外老化性能，其原因在于改性天然沸石对紫外光具有良好的屏蔽能力；　　（5）改性天然沸石温拌剂可显著降低沥青混合料的拌和和压实温度。改性天然沸石的掺量为混合料总质量的0.3%时，沥青混合料的拌和与压实温度均可降低30℃左右，所制备的温拌沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性能、高温抗车辙性能均满足规范要求，与热拌沥青混合料的性能相近；采用改性天然沸石温拌沥青混合料铺筑的试验路段性能良好。
作者：	尹印
专业：	材料科学与工程
导师：	余剑英
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文