改性乳化瀝青由于其自身的結(jié)構特點是一種很好的防滲透材料,相比于一般瀝青來說具有良好的流動性和抗開裂性能,又可以用于微表處封層,能夠有效地改善底板的開裂和松散從而減緩滲透危害,然而材料的自身結(jié)構和制備工藝條件對其性能有著重要的關系。因此,一方面,通過材料自身結(jié)構的改性可以有效提高其應用價值。另一方面,采用多種添加材料復合改變內(nèi)部結(jié)構的分布進而提高其相關性能。本文采用浸泡法制備出不同含量的含鉀載體材料,然后通過不同工藝條件制備出SBS改性乳化瀝青材料,進而通過高速剪切法制備出抗鉀離子滲透復合材料,并分別對其在不同實驗環(huán)境下抗鉀離子滲透性能進行研究。主要結(jié)果如下:1.選用SPR高吸水性樹脂作為含鉀材料載體,因其本身具備一定吸水性同時也有著不錯的離子交換功能。在負載測試中,試驗發(fā)現(xiàn)此類材料具備不錯的負載能力,均能達到本身質(zhì)量的上百倍,能夠用來做防滲透減緩鉀離子流失和負載材料。通過實驗發(fā)現(xiàn),在這些材料中,相對比較好的材料是KL-5A,當溶液溫度達到40℃,pH值為7,時間為60min,0.1g:100mL(kl-5aSPR:溶液體積),濃度為0.020mol/L時,負載程度可以達到85%左右,溶液中的鉀離子在很大程度上被保留了下來,是一種作為保護鉀肥流失的材料。2.用實驗數(shù)據(jù)分別進行Langmuir和Freundlich吸附等溫方程的線性擬合,結(jié)果表明:Langmuir吸附等溫方程能較好的反映kl-5a樹脂對鉀離子的交換過程。通過對熱力學相關參數(shù)的計算表明:升高溫度有助于kl-5a樹脂對鉀離子的交換過程。對實驗數(shù)據(jù)點進行相關動力學方程的擬合可知:ΔH40KJ/mol則吸附為物理吸附,主要的控速步驟為顆粒內(nèi)控制;表觀活化能Ea=6.033kJ/mol。3.通過實驗發(fā)現(xiàn),當剪切溫度抵達170℃,剪切速率達到3000rpm,剪切時間達到1h,然后160℃下發(fā)育1h時,可以較好的制備改性瀝青。通過單一控制乳化瀝青工藝條件,在性能表征條件下確定了SBS含量為2~3%、pH值為5~6、乳化水溫為80℃和油溫120℃、乳化劑含量為1.0%、油水比為60:40、復合穩(wěn)定劑(PVA:CaCl_2=1:1)含量為0.15%。4.綜合多方面因素考慮,選取改性劑SBS含量為3%,負載材料添加劑含量為6%具有一定參考價值,復合材料依舊表現(xiàn)出比較好的抗鉀離子滲透性能。在標準條件下,隨著時間的增長,鉀離子滲透通量整體都在逐漸增大,但添加改性劑和填充劑的復合材料明顯相對有效的減緩了鉀離子的流失,時間越長其增長速度逐漸變緩。在模擬鹽湖水壓條件下,隨著時間的增長,復合材料的鉀離子滲透通量增大,鉀離子滲透通量的變化趨勢先快后慢,相對于達到標準條件下的滲透通量所用時間變短,由于外界壓力的作用,促使了鉀離子滲透,但復合材料仍然具有一定減緩鉀離子流失的作用。在模擬鹽湖鹵水條件下,隨著時間的變化,復合材料的鉀離子滲透通量增大,又因為存在著鹽堿腐蝕的情況,腐蝕又是一個長期的過程,所以鉀離子滲透通量相比之前均變大,改性劑和填充劑的添加在一定時期作用下可以減少鉀離子的流失。
【學位單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

第 2 章 負載鉀離子材料的制備及性能研究反應方程為公式(2-3)，用 1cm 吸收池裝入標準溶針在波長為 276.0nm，用去離子水作為對照，將分每個試樣的吸光度[100-102]。測試每個試樣的吸光度光度值（空白值）制得表 2-4，以此吸光度為縱坐子濃度為橫坐標，繪制鉀離子質(zhì)量與吸光度值的

圖 2-2 材料吸水前后變化ig 2-2 Changes of materials before and after water absorpt析圖 2-3 樣品 EDS 圖譜Fig 2-3 The Sample EDS

19圖 2-3 樣品 EDS 圖譜Fig 2-3 The Sample EDS將 kl-5a 粉末樣品處理前后分別做 EDS 圖譜分析，得到如圖 2-3，從圖 a 原始 kl-5a 樣品中可以看出一開始樣品中并沒有 K 元素，Na:C=0.4328，Cl:C0.0035；圖 b 是處理后，可以看出樣品已經(jīng)引入 K 元素，鈉元素相對含量也有所下降，K:C=0.5701；圖 c 為樣品洗滌后顯示 K元素并沒有大量減少，Cl 元素大量減少，由此可以看出樣品材料具有比較好的負載 K+能力，為接下來的實驗提供依據(jù)[99]。

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本文編號：2826260