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蛭石与纳米二氧化钛复配改性沥青的制备与性能研究
| 论文题名： | 蛭石与纳米二氧化钛复配改性沥青的制备与性能研究 |
| 关键词： | 沥青;蛭石;纳米二氧化钛;十六烷基三甲基溴化铵;复配改性剂;光老化性能 |
| 摘要： | 沥青在使用过程中受到热、氧、光、水及荷载等因素的作用会发生老化现象，影响沥青路面的使用性能，提高沥青的耐老化性对于延长沥青路面的使用寿命、减少其养护费用、节约宝贵的石油资源具有重要的意义。纳米材料具有较强的紫外光屏蔽作用，可用于改善沥青的光老化性能。层状硅酸盐具有比表面积大的特点，与沥青可以形成插层型或剥离型纳米复合结构，使氧在沥青中的传播发生曲折，延缓沥青的氧化作用，增强沥青的抗热氧老化性能。本文采用蛭石与纳米TiO2复配对沥青进行改性，并对复配改性沥青的物理性能和流变性能进行了研究；同时研究了复配改性剂对沥青短期热老化性能、长期热老化性能和光老化性能的影响。 X-射线衍射试验表明，采用十六烷基三甲基溴化铵对蛭石进行有机插层处理以后，蛭石的层间距由1.42nm增大到4.93nm，蛭石与沥青形成了剥离型的纳米复合结构。常规试验结果表明复配改性剂改善了沥青的高温稳定性，但会降低沥青的延展性。复配改性沥青的疲劳因子小于基质沥青，表明复配改性沥青抗疲劳开裂性能优于基质沥青。储存稳定性试验表明，复配改性沥青具有较好的储存稳定性。 采用旋转薄膜烘箱模拟沥青的短期热氧老化，对老化后沥青试样进行性能测试。结果显示复配改性后沥青的残留针入度和相位角老化指数更大，软化点增量、布氏旋转粘度增长率和复数剪切模量老化指数更小，表明复配改性剂可以显著改善沥青的抗短期热老化性能。采用压力老化试验模拟沥青的长期热氧老化，试验结果表明，复配改性沥青的长期热氧老化性能优于基质沥青。弯曲梁流变仪试验结果显示复配改性沥青的劲度模量与劲度变化速率与基质沥青相差不大，表明复配改性剂的加入不会引起沥青的低温抗裂性能下降。采用加速紫外光老化和自然暴晒老化两种方式模拟沥青使用过程中的光老化，结果表明在加速紫外光老化和自然暴晒老化过程中，沥青的老化均会随着时间的延长而变缓。对于加速紫外光老化，复配改性沥青的光老化性能受复配改性剂掺量影响较大，1％OVEMt+3%TiO2复配改性剂的效果最好；而对于自然暴晒老化，复配改性沥青的光老化性能均优于基质沥青。 综合复配改性剂对沥青的物理性能和流变性能的影响及不同老化方式下不同掺量复配改性沥青的老化性能，复配改性剂的最佳掺量为1%OVEMt+3%TiO2。 |
| 作者： | 谭邦耀 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张恒龙;曾梦澜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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