抗凝冰瀝青復(fù)合材料的研究.pdf

1、抗凝冰劑填料的制備技術(shù)、抗凝冰瀝青復(fù)合材料的制備技術(shù)及其抗凝冰性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)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(dòng)型抗凝冰路面技術(shù)，如果能大規(guī)模在高等級(jí)公路中得到應(yīng)用，將能夠極大地降低冰雪對(duì)于道路交通的危害，減少社會(huì)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。凍雨等自然災(zāi)害造成的大面積交通堵塞使得這個(gè)問(wèn)題得到越來(lái)越多的研究者的關(guān)注。
　　本文研究了硅藻土/氯化鹽復(fù)合抗凝冰劑填料的制備方法，并考察了抗凝冰瀝青復(fù)合材料，即抗凝冰瀝青膠漿的

2、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(duì)復(fù)合抗凝冰劑填料進(jìn)行了表征。
　　1、通過(guò)在遠(yuǎn)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)了微觀級(jí)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(dòng)且長(zhǎng)期保存不團(tuán)聚。該填料的粒徑大約在10至50μm左右。在復(fù)合顆粒

3、的成核生長(zhǎng)階段添加納米二氧化硅會(huì)改變復(fù)合顆粒的形狀，減少裸露在復(fù)合顆粒表面的硅藻土殘片，降低硅藻土殘片與氯化鈉的復(fù)合程度。用氯化鉀代替氯化鈉之后，復(fù)合顆粒的尺寸減小，復(fù)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(duì)非包覆型抗凝冰劑進(jìn)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(yàn)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(duì)72h吸濕性由未包覆前

4、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(shuō)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(fù)合抗凝冰劑與瀝青制備成了抗凝冰瀝青膠漿復(fù)合材料試樣。SEM和光學(xué)顯微觀測(cè)分析表明抗凝冰劑微粒與瀝青具有微觀相容性。對(duì)比進(jìn)行模擬抗凝冰實(shí)驗(yàn)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(jí)的凹坑，凹坑開(kāi)口的最大尺

5、寸以10μm左右為主，最大一般不超過(guò)50μm。說(shuō)明瀝青膠漿材料的本體未受到破壞。
　　4、穩(wěn)態(tài)降溫法測(cè)試抗凝冰瀝青材料表面的結(jié)冰溫度試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著抗凝冰瀝青膠漿復(fù)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(duì)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(shuō)明抗凝冰瀝青復(fù)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(jìn)