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负载再生剂的介孔碳酸钙改性沥青的抗老化性能研究
| 论文题名： | 负载再生剂的介孔碳酸钙改性沥青的抗老化性能研究 |
| 关键词： | 路用改性沥青;介孔碳酸钙;再生剂负载;抗老化性能 |
| 摘要： | 沥青路面有着低噪音、表面平整、振动小、整体强度高、行车舒适性好、耐磨等诸多优点，成为中国道路建设的首选材料。随着中国越来越多的沥青路面进入养护维修阶段，沥青抗老化能力不强导致一系列路面危害产生的问题也逐渐暴露出来，沥青老化严重影响沥青路面的服役水平及寿命，因此提升沥青的抗老化性能显得尤为重要。在参考国内外抗老化材料研究基础上，本文提出一种新型抗老化材料，即负载再生剂的介孔碳酸钙（简称LC），这种材料既能避免聚合物抗老化剂作用时间短、稳定性不强、环境污染较大等缺点，又能避免纳米材料在沥青中分散性较差、容易受到静电作用而产生聚团现象以及微胶囊释放再生剂不稳定等缺点，对提升沥青的抗老化性能具有一定的理论指导和实践意义。 本文以碳酸钠（Na2CO3）和氯化钙(CaCl2)为原料，十二烷基磺酸钠（SDS）和聚丙烯酸（PAA）作为晶型调控剂，采用复分解法成功制备出分散性良好、粒径范围在3~5um之间、具有丰富纳米孔道的介孔碳酸钙空心微球。由于钙离子与SDS和PAA之间的作用方式的不同，讨论了晶型调控剂浓度对介孔碳酸钙的形貌特征和晶体结构的影响，并通过一系列的表征试验进行微观结构和化学组分分析，最终确定了最佳制备工艺。 基于最佳制备工艺下所得的介孔碳酸钙，对其进行负载再生剂，通过红外光谱和热重分析定量分析了再生剂的负载效率，发现负载效率为75%。将负载再生剂的介孔碳酸钙作为改性剂对基质沥青进行改性得到负载再生剂的介孔碳酸钙改性沥青（简称LCA），通过扫描电镜证明介孔碳酸钙改性剂在沥青中分散性良好。 通过动态流变剪切试验评价LCA中再生剂的缓释效果对其流变性能和抗老化性能的影响，发现LC不仅能够提升沥青的高温抗变形能力，还能显著提升其抗老化性能，并且随从掺量的增多，再生剂的缓释效果也随着变好，其老化指数也越来越小。 最后运用分子动力学模拟从分子角度阐述再生剂从碳酸钙纳米孔道释放的缓释机理，对再生剂、碳酸钙、沥青三者之间的吸附-解吸关系进行定量分析，发现再生剂与沥青之间的粘结作用要大于再生剂与碳酸钙之间的粘结作用。 |
| 作者： | 肖智诚 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴旷怀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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