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聚氨酯改性水泥乳化沥青的制备与性能研究
| 论文题名： | 聚氨酯改性水泥乳化沥青的制备与性能研究 |
| 关键词： | 水泥乳化沥青;聚氨酯;动态力学性能;疲劳寿命 |
| 摘要： | 水泥乳化沥青砂浆（Cementemulsifiedasphaltmortar）广泛应用于铁路建设，主要由水泥水化物、破乳沥青和砂组成，对支撑结构和轨道减振起着关键作用。在本文中，水性聚氨酯（Waterbornepolyurethane）被用作改性剂，主要研究了不同离子类型聚氨酯对水泥乳化沥青早期浆体性能的影响，聚氨酯含量对水泥乳化沥青力学性能的影响和聚氨酯改性水泥乳化沥青砂浆的配合比及制备养护工艺的优化。为了描述方便，以下将聚氨酯简称为PU，水泥乳化沥青胶浆简称为CA，水泥乳化沥青砂浆简称为CAmortar或CA砂浆。 本文第2章制备PU改性CA砂浆，并与丁苯橡胶（SBR）改性CA砂浆和氯丁橡胶（CR）改性CA砂浆对比，测试加入聚合物乳液后对CA砂浆性能的影响，探究了聚氨酯与目前常见改性剂相比改性效果的优缺点。 第3章中主要研究了不同离子类型PU对CA早期浆体性能的影响。阴离子PU的加入缩短了CA的凝结时间，而阳离子PU的加入却使得CA的凝结时间变长。从流变性能测试结果可以发现，阴离子PU可以降低CA的屈服应力，有利于施工过程中的自由流动。 第4章中主要研究了聚氨酯含量对水泥乳化沥青力学性能的影响。使用动态机械分析仪对不同PU添加量改性CA的进行了减振能力和疲劳寿命测试。随着PU含量的升高，CA的减振能力增强，而材料刚性则先增大后减小。疲劳寿命测试结果表明，适量PU可以延长CA的疲劳寿命。红外光谱分析表明，PU添加到CA中并没有形成了新的化学基团。从通过SEM观察到的微观结构可以发现，由于不同离子颗粒的相互吸附，在阳离子乳化沥青表面形成了由阴离子PU覆盖的核壳结构，沥青呈球状分布在水泥基体中。 第5章中主要优化了PU改性CA砂浆的配合比和制备养护工艺。通过加入减水剂和膨胀剂等助剂调整CA砂浆的膨胀率、含气量等指标以满足规范要求，并研究了PU改性CA砂浆的最佳制备工艺、最佳养护温度和湿度。 本文首先确定了用于CA砂浆改性的最佳聚氨酯离子类型为阴离子型，然后研究了阴离子PU含量对CA力学性能的影响，发现添加适量PU可以提高CA多个方面的力学性能。加入集料后制备而成的CA砂浆的性能满足相关规范要求，相比于目前常见的聚合物改性剂存在优势，对未来高速铁路建设具有一定价值。 |
| 作者： | 王中立 |
| 专业： | 材料与化工 |
| 导师： | 夏天 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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