适用于沥青基体的有机累托石的制备及其改性沥青性能研究

摘要

沥青是一种重要的路用建筑材料。但是，普通沥青在高温时易软化，低温时易脆裂，难以满足现代交通的要求，必须对其进行改性以提高其使用性能。目前最常用的改性剂为聚合物类改性剂，但其与沥青之间的相容性较差，形成的聚合物改性沥青（PMA）是一种不稳定体系，热储存稳定性较差。
　　累托石/沥青纳米复合材料近年来得到充分发展，并以其一系列优异的性能展现出广泛的应用前景，如具有较好的高温稳定性、储存稳定性和抗老化等性能。
　　本文参照相关文献，分别选用十二烷基三甲基氯化铵（1231）、十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）和十八烷基三甲基氯化铵（1831）三种有机化试剂对钠基累托石（Na-REC）进行有机化处理，制备出有机化累托石（OREC1、OREC2、OREC3）。借助X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和亲油性试验，对有机化工艺进行优化。通过对不同有机化工艺条件得到的 OREC进行分析，确定了最佳的有机化反应温度，并以此作为制备OREC的最佳温度。
　　用制备的三种OREC对90号基质沥青进行改性，得到三种OREC改性沥青体系。通过改性沥青体系的三大指标试验、粘度、离析、短期老化和DSR试验研究了 OREC种类和掺量对沥青常规物理性能、储存稳定性、施工温度、抗老化和流变性能的影响。结果显示，累托石的加入改善了沥青的高温稳定性、感温性、储存稳定性和抗老化性能，OREC3对沥青性能的改善作用最好。Na-REC的最佳掺量有可能大于5％，而OREC1、OREC2和OREC3的最佳掺量均为3%。通过XRD、DSC、TG、荧光显微镜和原子力显微镜试验探讨累托石种类对沥青的改性机理和微观结构影响。结果显示，OREC3/沥青复合体系形成剥离型结构，而其它复合体系均为插层型结构。OREC在沥青中的相容性优于Na-REC.

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究现状分析与评价

1.4 研究内容与技术路线

第二章 试验部分

2.1 原材料

2.2 OREC的制备

2.3 OREC改性沥青的制备

2.4 试验方法

2.5 小结

第三章 OREC制备工艺研究与结构表征

3.1 XRD分析

3.2 FTIR分析

3.3 SEM分析

3.4 亲油性分析

3.5 OREC最佳制备工艺确定

3.6 小结

第四章 OREC改性沥青物理性能研究

4.1 OREC改性沥青物理性能测试结果

4.2 OREC对沥青常规物理性能的影响

4.3 OREC对沥青粘度的影响

4.4 OREC对沥青储存稳定性的影响

4.5 小结

第五章 OREC改性沥青短期老化研究

5.1 短期老化性能评价指标

5.2 OREC对沥青短期老化后常规性能的影响

5.3 小结

第六章 OREC改性沥青的流变性能研究

6.1 温度扫描试验

6.2 频率扫描试验

6.3 小结

第七章 OREC改性沥青的微观机理研究

7.1 XRD分析

7.2 DSC分析

7.3 TG分析

7.4 荧光显微镜分析

7.5 原子力显微镜分析

7.6 小结

结论与建议

主要结论

进一步研究建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢