沥青层状硅酸盐纳米复合材料的制备与性能研究

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1、摘要沥青因其良好的粘弹性能己被广泛用于高等级公路的路面建设。但是，由于沥青在高温下易发生流动变形，导致沥青路面的高温车辙破坏，限制了沥青路面的应用。因此，提高沥青的高温抵抗车辙能力，使之适用于环境温度更高的地区，具有非常重要的实际意义。本文首先对普通层状硅酸盐进行有机化处理，然后通过熔融插层的方法将其与基质沥青混合，制备了沥青／蒙脱土纳米复合材料与沥青／累托石纳米复合材料。研究了蒙脱土和累托石对沥青纳米复合材料物理性能和流变性能的影响，并对纳米复合材料进行了长、短期老化实验。采用SEM和XRD研究了层状硅酸盐的微观结构和沥青纳米复合材料的分

2、散结构，用FTIR分析了沥青纳米复合材料老化前后化学结构的变化．SEM照片表明，有机化处理剂改变了层状硅酸盐的形貌。XRD结果表明，层状硅酸盐与沥青复合后形成了插层型和剥离型纳米复合材料。沥青的物理性能测试结果表明，层状硅酸盐使得沥青的软化点和粘度显著增加，提高了沥青的相容性。通过动态剪切流变仪①SR)对沥青流变性能的研究表明，与基质沥青相比，沥青纳米复合材料的相位角减小，高温弹性增强，车辙因子增加，具有优异的抗车辙变形能力，能使用于环境温度较高的地区。通过长、短期薄膜烘箱老化试验(TFOT)试验对沥青／蒙脱士纳米复合材料的老化性能进行了评

3、价．结果表明，随着蒙脱土用量的增加，沥青的粘度老化指数和软化点增量逐渐减小，残留针入度比逐渐增大，这说明蒙脱土能够减小沥青的老化程度，改善了抗老化性能。FTIR结果表明，长期热氧老化后沥青的C=O和S=O峰面积增大。与基质沥青相比，沥青纳米复合材料的老化程度小很多。沥青纳米复合材料有良好的抗老化能力，是因为蒙脱土的片层能够阻止氧的渗透，减小了沥青的老化程度。关键词：沥青，层状硅酸盐，纳米复合材料，动态流变性能，耐老化性能ABSTRACTAsphalthasbeenwidelyusedasthebinderofaggregateinroadp

4、avementduetoitsgoodviscoelasticproperties．Unfortunately,asphaltisaformofliquidalhightemperatureand,whichcancausehi【ghtemperatureruttingandlimititsapplication．Accordingly,enhancingthehi曲temperatureruttingresistanceofasphaltsisallemergentandvaluablework．Asphalt／layeredsilica

5、tenanocompositeswerepreparedbymeltblendingwithnormallayeredsilicatesandorgano·modifiedlayeredsilicates．Theeffectsofmontmofilloniteandrectofiteonphysicalproperties，dynamicrheologicalproperties，stabilitypropertieswereinvestigate&Theeffectofclayonthephysicalpropertiesbeforean

6、dafteraging,suchasviscosity，retainedpenetrationandincrementinsofteningpoint,wereinvestigated．SEMWasusedtoanalysethemicrostmcturesoflayeredsilicates，andXR．DWasusedtocharacterizethedispersingstatesofnanoeomposites．ThechemicalstructuresofasphaltswereevaluatedusingFourierTrans

7、formInfraredspectroscopy(FTIR)．SEMphotosshowthattheorganicmodifiermadetheinterlayerspacewiderwhichmayleadtothemorphologicchangeoflayeredsilicates．11碡XRDresultsshowthattheasphalt／normallayeredsilicatescompositesmayformtheintercalatedstructureandexfoliatedstructure．Theadditi

8、onoflayeredsilicatestoasphaltincreasesthesofteningpointandviscosity,thestoragestabilityWa