环氧沥青微观结构与性能研究

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1、分类号:U41410710-2015231007专业硕士学位论文环氧沥青微观结构与性能研究张一函导师姓名职称丛培良教授申请学位类别硕士学科专业名称材料工程论文提交日期2018年5月2日论文答辩日期2018年6月9日学位授予单位长安大学StudyonmicrostructureandpropertiesforepoxyasphaltAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangYihanSupervisor：Prof.CongPeiliangChang’anUniversity,Xi’an,China摘

2、要钢桥面的铺装一直是国内外广泛关注的工程问题。环氧沥青材料具有优良的高温稳定性，高强度和抗疲劳性能，是一种良好的钢桥面铺装材料。但是，国内大部分环氧沥青在拌和过程中存在粘度增长过快，时间控制要求严格，这严重影响环氧沥青的桥面摊铺，而且经过固化后大部分环氧沥青的韧性较差。因此，开发研制环氧沥青具有重要的实用价值。本文通过对自制环氧沥青（记为HA环氧沥青）以及两种对照组（日本环氧沥青和国产环氧沥青，分别记为TAF环氧沥青和5210环氧沥青）固化过程中红外，粘度，宏观力学和微观结构等的变化进行了研究；采用环氧基转化率与时间的关系来描述三种环氧沥青固化反应的进程，

3、并通过官能团的变化分析固化过程中的化学反应；建立了HA环氧沥青在固化过程中，时间、温度和转化率之间的数学关系；分析了三种环氧沥青固化过程中粘度随时间的变化以及温度对粘度变化的影响，这对实际施工有着尤为重要的指导实用价值；并研究了固化过程中三种环氧沥青拉伸强度和断裂伸长率随温度、时间的变化；评价了三种环氧沥青不同试验温度下的低温蠕变性以及温度敏感性；分析了三种环氧沥青不同固化时期微观形貌的变化，从而全面系统的理解和评价三种环氧沥青的微观和宏观性能。研究结果表明：HA和TAF环氧沥青的固化反应为一级反应，而5210环氧沥青的固化反应为四级反应；HA和TAF环氧

4、沥青高温反应速率较慢，5210环氧沥青的反应速率较快；HA和TAF环氧沥青粘度的增长随着时间增长变化缓慢，5210环氧沥青的粘度随时间的增长很快；这说明HA环氧沥青和TAF环氧沥青利于施工的拌和和压实，而5210环氧沥青要严格控制时间以免粘度过大；模拟出5210环氧沥青的粘度，时间和温度的数学关系，以便能够相对的把控拌和时间；在高温拌和过程中HA环氧沥青的温度敏感性低于TAF环氧沥青的温度敏感性；HA和TAF环氧沥青的拉伸强度均优于5210环氧沥青的拉伸强度，HA和TAF环氧沥青的固化主要集中在长期固化期间，而5210环氧沥青在经过4h的高温短期固化后拉伸

5、强度基本形成，长期固化较慢；随着固化时间的增加，三种环氧沥青的劲度模量变大，蠕变速率减小，低温抗裂性降低。当试验温度低于-12℃时，HA环氧沥青对低温有良好的耐受性；随着固化时间的增加，固化2h后沥青中已经逐渐出现亮点，沥青和树脂开始出现互相包裹的状态；三种环氧沥青混合料固化I初期时集料和集料之间出现沥青的流动状态，随着固化时间的增加流动状态消失，集料与集料之间的粘附性变小，而5210环氧沥青经过长期固化后集料与集料之间仍存在少量环氧沥青的粘附。关键词：HA环氧沥青，5210环氧沥青，TAF环氧沥青，转化率，粘度，劲度模量，拉伸强度，微观形貌IIAbstr

6、actThepavingproblemofsteeldeckhasbeenwidelyconcernedallovertheworld.Epoxyasphaltbinderisagoodmaterialforsteeldeckpavementbecauseofitsexcellenthightemperaturestability,highstrengthandfatigueresistance.However,theincreasingofviscosityofmostepoxyasphaltbindersistoofastinthemixingproc

7、essandthecontroloftimeistoostrict,whichaffectsthedeckpavingofepoxyasphalt.Andtheductilityofepoxyasphaltbinderispooraftercuring.Therefore,thedevelopmentofepoxyasphalthasimportantpracticalvalue.TheInfrared,viscositychange,macroscopicmechanicalpropertiesandmiscrostructureofdifferente

8、poxyasphaltbindersincludinghomema