【摘要】：抗凝冰劑填料的制備技術(shù)、抗凝冰瀝青復合材料的制備技術(shù)及其抗凝冰性能的測試實驗技術(shù)是研究抗凝冰瀝青路面的基礎(chǔ)�？鼓鶠r青路面作為一種主動型抗凝冰路面技術(shù),如果能大規(guī)模在高等級公路中得到應(yīng)用,將能夠極大地降低冰雪對于道路交通的危害,減少社會人員傷亡和財產(chǎn)損失。凍雨等自然災害造成的大面積交通堵塞使得這個問題得到越來越多的研究者的關(guān)注。本文研究了硅藻土/氯化鹽復合抗凝冰劑填料的制備方法,并考察了抗凝冰瀝青復合材料,即抗凝冰瀝青膠漿的抗表面結(jié)霜結(jié)冰以及融冰性能。采用SEM、EDS、XRD、IR、熱分析等方法對復合抗凝冰劑填料進行了表征。1、通過在遠離平衡態(tài)的條件下將氯化鹽的飽和溶液中加入非溶劑,輔以超聲波振蕩場條件和異相成核劑作用,制備出了微米和納米尺寸的礦粉置換型非包覆抗凝冰填料。其中氯化鹽類與硅藻土實現(xiàn)了微觀級別的物理相互鑲嵌和包裹。該填料粒徑均一且具有吸濕性。在干燥條件下,易于流動且長期保存不團聚。該填料的粒徑大約在10至50μm左右。在復合顆粒的成核生長階段添加納米二氧化硅會改變復合顆粒的形狀,減少裸露在復合顆粒表面的硅藻土殘片,降低硅藻土殘片與氯化鈉的復合程度。用氯化鉀代替氯化鈉之后,復合顆粒的尺寸減小,復合顆粒中氯化鉀晶體發(fā)生畸變。這可能是由于氯化鉀的飽和濃度高于氯化鈉所造成。2、對非包覆型抗凝冰劑進行聚合物包覆改性能夠獲得疏水的抗凝冰劑顆粒;還能夠改變抗凝冰劑的吸濕性。吸濕性試驗表明包覆后樣品的吸濕性大幅度降低,但仍然具有吸濕性。其相對72h吸濕性由未包覆前的68.6%降低到包覆后的14.8%.熱分析表明該填料在250℃之下,其中的高分子材料基本不氧化降解,說明其耐熱性能能夠滿足熱拌法瀝青混合料的生產(chǎn)工藝。3、采用瀝青熱拌合法,將氯化鉀-硅藻土復合抗凝冰劑與瀝青制備成了抗凝冰瀝青膠漿復合材料試樣。SEM和光學顯微觀測分析表明抗凝冰劑微粒與瀝青具有微觀相容性。對比進行模擬抗凝冰實驗前后的試片表面的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)由于氯化鹽的釋放,瀝青膠漿試片表面出現(xiàn)了微米級的凹坑,凹坑開口的最大尺寸以10μm左右為主,最大一般不超過50μm。說明瀝青膠漿材料的本體未受到破壞。4、穩(wěn)態(tài)降溫法測試抗凝冰瀝青材料表面的結(jié)冰溫度試驗結(jié)果表明,隨著抗凝冰瀝青膠漿復合材料中抗凝冰劑含量的增加,材料表面結(jié)冰的溫度降低。對于抗凝冰劑含量50%的樣品,平均結(jié)冰溫度-6.5℃;平均結(jié)霜溫度-8.5℃;漂浮于鹽溶液膜之上的冰晶的平均結(jié)霜溫度為-7.5℃.說明抗凝冰瀝青復合材料具有在一定的溫度下阻止其表面凍結(jié)冰或霜的能力。5、進行了融冰速率試驗。結(jié)果表明隨著抗凝冰瀝青膠漿復合材料中抗凝冰劑含量的增加,材料表面的冰在室溫下融化的速率提高。含有50%的礦粉置換型非包覆抗凝冰劑填料的抗凝冰瀝青膠漿復合材料的融冰速率約是未添加任何抗凝冰劑的試樣的瀝青膠漿復合材料的融冰速率的3倍。
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【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U414

【參考文獻】

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本文編號：2456107