纳米氧化锌改性沥青及其抗老化性能研究

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1、分类号:U41410710-2012131008硕士学位论文纳米氧化锌改性沥青及其抗老化性能研究张明祥导师姓名职称王振军教授申请学位类别硕士学科专业名称材料学论文提交日期2015年06月01日论文答辩日期2015年06月09日学位授予单位长安大学NanometerZincOxideModifiedAsphaltandItsAnti-agingPropertiesResearchAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MingxiangZhangSupervisor：Prof.ZhenjunWangChang

2、’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大

3、学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）摘要针对目前沥青道路使用过程中因沥青老化导致各种病害的现状，提出以纳米ZnO作为改性剂来改善道路沥青的抗老化性能。设计纳米ZnO改性沥青中纳米ZnO的掺量范围，进行了基质沥青和纳米ZnO改性沥青一系列性能测试试验，主要包括三大性能指标测试、动态剪切流变性能测试（DSR)、紫外光吸收测试、分层离析试验等，分析了改性沥青性能变化，探究其改性机理。结果表明，掺加纳米ZnO后，改性沥青的三大性能均得到不同程度的改善，表现为针入度降低，软化点上升，延度增大；抵抗应力应变能力增强，在温度升高时表现出一定的弹性恢复；紫外光吸收强度大幅提

4、高，是基质沥青吸收强度的几倍；纳米ZnO与沥青相容性较好，并且确定纳米ZnO最适宜掺量为沥青质量的3%。进行沥青混合料马歇尔稳定度试验及浸水马歇尔试验，反映纳米ZnO对沥青混合料的高温稳定性和水稳定性的改善作用。对基质沥青及纳米ZnO改性沥青进行薄膜烘箱老化（TFOT）和室内加速紫外老化（UV）试验，结合三大性能指标试验，得出纳米ZnO能够提高沥青抗老化性能，尤其对抗UV老化效果明显。通过对基质沥青与改性沥青UV老化前后动态剪切流变性能及红外光谱测试，分析了纳米ZnO对沥青流变性能及官能团的影响，探究了改性沥青老化机理及纳米ZnO在沥青老化过程中的作用机理。

5、结果显示：纳米ZnO能够使沥青在老化过程中表现出一定的粘性回复；纳米ZnO能够有效减少沥青老化过程中特征官能团指数的增量，减缓沥青老化进程。最后，为提高纳米ZnO在沥青中的分散均匀性，制备了氧化石墨烯及纳米ZnO-氧化石墨烯复合材料，进行SEM扫描电镜照片分析，并将复合材料引入基质沥青中进行分层离析试验。结果表明：氧化石墨烯是大量片层叠加的结构；纳米ZnO能够在氧化石墨烯片层结构中较均匀的分散；复合材料与沥青的相容性较好，可提高纳米ZnO在改性沥青中的分散性。关键词：纳米ZnO，改性沥青，抗老化性能，氧化石墨烯IAbstractForthepresentsi

6、tuationaboutthevariousdiseasescauseoftheasphaltagingintheroaduseingprocess,thetheorythatnano-ZnOasmodifiertoimprovetheanti-agingoftheroadasphaltisraised.ThecontentofnanoZnOinthenanoZnOmodifiedasphaltwasdesigned,andaseriesoftestexperimentsoftheasphaltandnanoZnOmodifiedasphaltwerecar

7、riedout,mainlyincludingthreeindexofperformancetest,dynamicshearrheologicalpropertytesting(DSR),UVabsorptiontestandsegregationtest,whichanalyzedthechangeoftheperformanceandthemechanismofitsmodificationaboutthemodifiedasphalt.Theresultsshowedthat,afteraddingnanoZnO,threepropertiesofa

8、sphaltwereimprovedindiffer