稻殼是一種十分充足的農(nóng)業(yè)廢料,控制稻殼燃燒條件制得的稻殼灰具有無(wú)定形二氧化硅含量高、比表面積大和多孔等特征,具有很高的活性�？煽紤]將其作為瀝青改性劑改善基質(zhì)瀝青及其混合料的性能。但如何得到最有利于瀝青改性的稻殼灰,以及如何制備改性瀝青是稻殼灰改性瀝青研究的關(guān)鍵性問題。因此,本文旨在通過正交試驗(yàn)研究總結(jié)高活性稻殼灰及稻殼灰改性瀝青的制備工藝,并評(píng)價(jià)稻殼灰對(duì)瀝青混合料路用性能的影響。此外,利用制備工藝的優(yōu)化,最大限度減弱稻殼灰對(duì)瀝青低溫性能的不利影響。通過借鑒其他固體改性劑改性瀝青制備工藝,確定保溫消泡環(huán)節(jié)參數(shù),并對(duì)預(yù)混保溫環(huán)節(jié)進(jìn)行控制變量研究,初步探索稻殼灰改性瀝青的制備工藝。研究表明:改性瀝青在135℃保溫1h即可充分消泡。此外,預(yù)混保溫環(huán)節(jié)可使稻殼灰在瀝青中分散更均勻,提高改性瀝青性能,10min就可達(dá)到目的。為得到活性稻殼灰的最佳制備工藝,綜合考慮燃燒設(shè)備、升溫速度、冷卻速度、焚燒溫度、焚燒時(shí)間和研磨時(shí)間等因素。并借助稻殼灰的平均顆粒粒徑、比表面積、二氧化硅晶態(tài)和二氧化硅含量,以及將稻殼灰摻入瀝青后的瀝青三大指標(biāo)和旋轉(zhuǎn)黏度,對(duì)焚燒溫度、焚燒時(shí)間和研磨時(shí)間進(jìn)行正交試驗(yàn)研究。研究表明:將稻殼放入馬弗爐中由室溫升至700℃焚燒2h,焚燒完畢后直接將稻殼灰從爐中拿出,散落在托盤里室溫冷卻,最后在立式方形行星球磨機(jī)中濕磨15min即可得到高活性稻殼灰。該稻殼灰可以在最大限度減弱對(duì)瀝青低溫性能不利影響的同時(shí),提高其高溫性能。在初步提出稻殼灰改性瀝青制備工藝的基礎(chǔ)上,利用正交試驗(yàn)對(duì)高速剪切環(huán)節(jié)的四個(gè)影響因素:剪切時(shí)間、剪切溫度、剪切速率和稻殼灰摻量進(jìn)行優(yōu)化。研究表明:將高活性稻殼灰過0.075mm篩,篩底按瀝青質(zhì)量的3%摻入瀝青預(yù)混,放入150℃的恒溫烘箱中保溫10min。之后在150℃的恒溫條件下以5000r/min的剪切速率剪切瀝青10min。最后將改性瀝青放入恒溫烘箱中135℃消泡1h,即可完成稻殼灰改性瀝青制備。該改性瀝青可在最大限度減弱稻殼灰對(duì)瀝青低溫性能的不利影響的同時(shí),提高其高溫性能。最后,通過馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)和低溫彎曲試驗(yàn),對(duì)比研究了稻殼灰改性瀝青與基質(zhì)瀝青混合料的力學(xué)性能、水穩(wěn)定性、高溫性能和低溫性能。研究表明:稻殼灰可提高瀝青混合料的強(qiáng)度、抗變形能力、水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。雖然稻殼灰會(huì)輕微降低瀝青混合料的低溫抗裂性,但其仍能滿足實(shí)際工程的使用需求。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 活性稻殼灰
        1.2.1 微觀結(jié)構(gòu)
        1.2.2 活性影響因素
    1.3 稻殼灰改性瀝青
        1.3.1 制備工藝
        1.3.2 改性機(jī)理
        1.3.3 瀝青性能
        1.3.4 瀝青混合料性能
    1.4 論文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 活性稻殼灰制備工藝
    2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.2 最佳活性稻殼灰制備工藝
        2.2.1 極差分析
        2.2.2 方差分析
    2.3 本章小結(jié)
3 稻殼灰改性瀝青制備工藝
    3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    3.2 稻殼灰改性瀝青制備工藝最優(yōu)化
        3.2.1 極差分析
        3.2.2 方差分析
    3.3 本章小結(jié)
4 稻殼灰改性瀝青混合料路用性能研究
    4.1 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
        4.1.1 礦料配合比設(shè)計(jì)
        4.1.2 確定最佳油石比
    4.2 水穩(wěn)定性
    4.3 高溫性能
    4.4 低溫性能
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
    5.1 結(jié)論
    5.2 進(jìn)一步研究的問題
參考文獻(xiàn)
致謝

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本文編號(hào)：2873980