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适用于路面控温的定形相变材料的制备与研究
| 论文题名： | 适用于路面控温的定形相变材料的制备与研究 |
| 关键词： | 路面控温;定形相变材料;聚乙二醇;介孔二氧化硅;沥青混凝土 |
| 摘要： | 随着我国交通运输业的飞速发展，公路的病害问题在全国各地急剧增加。夏季高温直接影响了沥青混凝土路面的稳定性，造成道路损伤，降低了路面安全性、耐久性以及运营效率。因此研究路面的高温稳定性和改善措施非常重要。本文概述了路面控温的常用方法，探究了相变材料应用于沥青混凝土路面控温的研究进展。制备了适用于沥青混凝土路面控温的定形相变材料，并对其应用于沥青混凝土路面控温中的可行性进行了研究。具体研究内容如下： （1）基于路用相变控温材料的技术需求，优选出拥有较好储热性能的有机相变材料聚乙二醇（PEG）作为定形相变材料的芯材。为解决相变材料液相流动和泄漏问题，本文以水热法制成的洋葱状介孔二氧化硅（SBA-15）作为载体，通过真空浸渍法固定芯材PEG，制备出拥有较好热稳定性的定形相变材料（PEG/SBA-15），操作过程简单，便于施工应用。PEG/SBA-15的导热率提高至芯材PEG的1.3倍，相变温度适宜，且具有较高的相变焓值（112J/g），能够储存更多的热量，从而提升路面控温的效果。 （2）为解决相变材料导热率低的问题，本文应用添加碳层后的介孔二氧化硅（CLMS）作为PEG的载体，强化其导热性能，制备出具有适宜相变温度、良好的热稳定性和较高焓值（129.9J/g）的定形相变材料聚乙二醇/碳层-介孔二氧化硅（PEG/CLMS），经过100次热循环其热性能并未有明显变化。并且，PEG/CLMS的导热率显著提高，可达到芯材PEG导热率的1.65倍，有助于相变材料快速吸收和释放混凝土热量，从而及时对路面进行控温。 （3）研究了将制备的定形相变材料通过等体积替代法掺入沥青混合料中进行温度调控，通过传热理论计算进行温度调控的可行性研究，结果表明，当掺入沥青混凝土的相变材料的质量分数为5%时，理论上对沥青混凝土温度的调控温度能够达到正负5.55℃。因而具有良好的路面控温前景，为路面控温材料提供了更多选择。 |
| 作者： | 李雪斌 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈妍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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