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《长春工业大学》 2010年
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PB胶乳/有机膨润士协同改性乳化沥青的性能研究

刘琳琳  
【摘要】:乳化沥青的使用数量逐年增加,其经济效益和社会效益日渐显著,因其节约能源、节省资源、保护环境、减少污染而逐渐为人们所了解和接受。特别是国民经济建设的快速发展,一些高级路面早期病害严重,亟待养护,以防止病害的深化扩散,使乳化沥青的研究与应用成为了新的热点。 本课题通过对乳化机理的深刻探讨,应用表面化学、胶体化学和物理化学等学科的知识,对乳化沥青制备机理和稳定机理进行理论分析,为乳化剂的选择及高性能乳化沥青的制备提供理论依据。 首先,对比研究阴阳离子乳化剂对沥青的乳化效果。实验中分别用阳离子乳化剂1631和阴离子乳化剂SDS制备的乳化沥青,均可以达到石油化工行业标准中对于乳化沥青的各项性能要求。其中1631的最佳掺比量为0.6%,SDS最佳掺比量为0.7%,但1631的整体乳化效果优于SDS。 其次,根据乳化剂复配原则及方式,将非离子乳化剂OP-10与SDS进行复配,复配比例5/1,制备出性能优良的复配乳化剂乳化沥青,乳化剂的最佳添加比为0.7%。分析了复配乳化沥青性能优越的原因,为改性乳化沥青的制备奠定了基础。 最后,在上述复配乳化沥青的实践基础上,将PB胶乳与有机膨润土协同改性乳化沥青。随着改性剂的增加,体系的粘度不断上升,筛上剩余物和贮存稳定性等指标均符合国家标准;改性乳化沥青蒸发残留量的5℃延度呈明显的上升趋势,针入度减小,软化点上升,这都说明乳化沥青的粘弹态区间扩大了,有效使用区间扩大了。通过正交实验得到最佳添加比例:PB胶乳2%(干基),有机膨润土1%。协同改性剂的加入,对乳化沥青的高低温性能都有所改善。体系中既有物理改性,同时伴随有化学改性,沥青与改性剂混合或接枝形成的结构单元,降低了沥青与水间的表面张力和体系的吉布斯自由能,并使协同改性剂较好的分散在乳化沥青中。PB胶乳和OMMT的加入调整了原有沥青胶体构成成分的比例,相对的减少了高温环境中易流动的轻质组分的比例,进而改善了沥青的高低温性能和感温性能。表现为:乳化沥青蒸发残留物延度和软化点的增加,以及针入度的降低。实验中的改性乳化沥青不但能够满足公路路面施工技术规范的要求,而且较传统乳化沥青降低了成本,将产生良好的经济效益。为乳化沥青在我国的应用提供理论依据和技术保障,使我国沥青路面养护技术更趋完备。
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