高性能環(huán)氧樹(shù)脂改性瀝青材料的制備與性能表征.pdf

1、本文針對(duì)道橋鋪裝材料目前存在的問(wèn)題，研究了新型的環(huán)氧樹(shù)脂改性瀝青材料(簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)氧瀝青)，提出了“路用熱固性瀝青”的概念。論文制備了兩種環(huán)氧瀝青： (1)作為瀝青鋪面層(磨耗層)的結(jié)合料； (2)作為鋼板或混凝土與瀝青鋪面之間、以及兩層瀝青混合料之間的粘結(jié)層。兩者都是雙組分，其中A組份是順酐改性瀝青及環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑，B組份是環(huán)氧樹(shù)脂。 分別用布氏粘度計(jì)、直接拉伸儀、SEM及馬歇爾試驗(yàn)機(jī)和MTS810研究了它們的適用

2、期、微觀結(jié)構(gòu)和混凝土性能。結(jié)果表明，由于瀝青在順酐化之后本身成為環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑被固化在最終的產(chǎn)物中，同沒(méi)有經(jīng)過(guò)順酐化的環(huán)氧瀝青相比，盡管只有50～60﹪的順酐跟瀝青發(fā)生了反應(yīng)(可能是Diels-Alder機(jī)理)，不僅固化強(qiáng)度和斷裂延伸率大有提高，而且在提供相同的操作時(shí)間的條件下后期固化速度有質(zhì)的提高。 通過(guò)FTIR研究了瀝青順酐化的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，順酐的酸酐鍵(1790em<'-1>和1847cm<'-1>)在反應(yīng)前后沒(méi)有

3、消失；而反應(yīng)后1708cm<'-1>出現(xiàn)的吸收峰意味著的-COOH存在。 但是，由于順酐極易升華，所以為了避免在所制各的A組分中未反應(yīng)的順酐在使用時(shí)因加熱升華而在固化的結(jié)合料中形成氣孔(氣孔顯著的降低了材料的斷裂延伸率和拉伸強(qiáng)度)或生產(chǎn)中由于升華而散逸在大氣中對(duì)施工人員造成傷害，研究了不同抽真空的條件。 確定的結(jié)合料的最佳的制備條件是：4﹪順酐改性的瀝青和其他的固化劑、促進(jìn)劑混合均勻后抽真空(真空度0.05Mpa)30分

4、鐘。這樣既可以提供足夠的操作時(shí)間又有較大的延伸率和拉伸強(qiáng)度。由于最終形成了不熔不溶的熱固性材料，從而該環(huán)氧瀝青結(jié)合料的平均斷裂延伸率達(dá)281.9﹪、平均拉伸強(qiáng)度2.63Mpa、相應(yīng)的未固化馬歇爾試件平均強(qiáng)度為10.2kN、固化后試件平均強(qiáng)度37.0kN的優(yōu)良性能。復(fù)合梁在6kN，10Hz加載下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，擾動(dòng)1200萬(wàn)次后復(fù)合梁撓度差基本沒(méi)有變化，復(fù)合梁基本沒(méi)有損傷。 確定的粘接層的最佳的制備條件是：5.5﹪順酐改性的瀝青和其