变化曲线图如Fig..所示。常数E是由各浓度Arrhenius模型从对数曲线斜率确定()μ=(Ae)^(E/RT)A值为图中y轴截距值,常数E值列于表。在阿伦尼乌斯模型中可以看出理想气体常数为.,沥青在温度(C以下)苯酚甲醛浓度为时候E值下降。但是,当苯酚甲醛浓度高于时候,E值是比纯沥青更高。根据与粘度模型相关Arrhenius模型,沥青粘度与/T值是随温度变化(Gretal.)。E图:苯酚甲醛改性沥青固化周期对粘度变化影响函数值在苯酚甲醛浓度为时候增加表明改性沥青适用于气候炎热地区。表酚醛树脂Arrhenius模型中A与E值苯酚甲醛,,(w/w)A(Pa•s)E(K).−..−..−..−..−.为了探讨酚醛固化期对粘度变化影响,改性沥青粘度与质量分数为酚醛树脂添加剂关系测定时间长达天。当添加了苯酚甲醛改性沥青在温度低于℃时,粘度随养护龄期增加而降低。这个曲线在高于C较高温度时开始变平,混合料粘附性和稳定性进行了研究并通过尼科尔森剥离试验和马歇尔试验与那些纯沥青进行了对比。号沥青和号沥青是被广泛使用沥青铺路材料,本次试验整个研究过程中使用沥青是由Aliağa炼油厂提供,在所有实验中使用沥青特性见表。酚醛树脂作为改性剂被用于所有试验中,其特性如表所示表号沥青和号沥青物理化学性质属性数据渗透,C,g,s,.mm三氯乙烯溶解度,(w/w).软化点,C.闪点,C+粘性,C,Pas.沥青质,(w/w).芳香烃,(w/w).饱和烃类,(w/w).树脂,(w/w).表酚醛树脂性能物理状态固体,颗粒解体温度,℃>C密度,Ckg/m颜色棕色气味几乎无臭该实验装置包括一个开放反应器、油浴恒温器和一个混合器。沥青被放置在烘箱中油浴预热至℃。再将酚醛胶木加入到质量分数在~之间热沥青中混合小时。再将由此得到改性样品保持在℃℃,在烘箱中小时,并在℃℃下搅拌天。对改性沥青粘度酚醛树脂用量效果是按照在剪切速率和用BrookfieldDV-III流变仪来转转速张/秒ASTMD标准测定。根据ASTMD标准在/秒剪切速率和在rpm转速BrookfieldDV-III流变仪转动下测定酚醛树脂用量对改性沥青粘度影响。并且进行了渗透率(ASTMD)和软化点(ASTMD)常规检查,其中KrebsElec进行是渗透率检查,MFGandSurBerlinRKA进行是软化点检查。玻璃化转变温度测试则通过PerkinElmerDiamondDSC功率补偿型差示扫描量热仪在C/min加热速率氮气流下进行。在无定形材料从脆性粘性状态改变为橡胶态过程中温度函数被玻璃化转变温度试验确定。按照旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)制备成沥青样品被应用在根据ASTMD与CS(-AJamesCox.&Sons)试验装置中。沥青老化试验(PAV)是使用一个PAV(型号AASHTOPP)仪器进行。弯曲梁流变仪(BBR)装置被用来确定刚度和沥青低温蠕变值。纯沥青和改性沥青样本复杂剪切模量(G)和相位角(δ)是由DSR流变仪(仪器名称为Bohlin)测定,并对G/δ值进行了计算。在松散不包含苯酚甲醛混合物条件下进行尼克尔森剥离试验(ASTMD)以确定沥青集料混合物粘附性能。在尼克尔森剥离试验中,粗骨料是涂覆有℃纯或改性沥青,将混合物浸泡在℃蒸馏水中放置小时后,将耐剥离骨料表面与总骨料表面比值作为耐剥离数据。通过KRUSSDSA仪器试验并采用接触角测定方法来确定样品表面能。该装置工作原理是无梗滴技术进行测量,并结合接触角酸碱理论,由该设备当前程序确定表面自由能。甲酰胺、乙二醇和二碘甲烷被作为参考。此外,马歇尔稳定度试验(ASTMD)被应用在压实混合物和无酚甲醛试验中。结果与讨论图:沥青粘度与苯酚甲醛浓度之间关系:(a)和℃之间;(b)之间和C苯酚甲醛浓度()沥青粘度(pas)苯酚甲醛浓度()沥青粘度(pas)图:温度变化对沥青粘度影响函数图:不同酚醛浓度条件下随温度变化曲线沥青粘度(pas)温度(℃)由于其在处理和服务重要性,粘度是测试沥青作为确定添加剂浓度和温度函数第一个参数。它测定是在苯酚甲醛浓度在和之间时进行,以重量计。在温度低于℃时,苯酚甲醛掺杂质量分数为时粘度降低,并在苯酚甲醛掺杂质量分数为时增加。然而,从苯酚甲醛在浓度高于时候观察到粘度明显减少(如图a所示)。当温度高于℃时,沥青添加剂粘度效果随着温度升高降低(如图b所示)此外,在图中可以看到沥青和无酚甲醛作为温度函数粘度呈指数下降。沥青是一种直接影响路面性能粘弹性材料,其力学性能,取决于所施加负载大小和持续时间与温度。在炎热地区以及重交通荷载条件下出现车辙会显著降低道路性能,沥青粘度高在这些地区会有更好抗车辙能力。根据粘度测试结果,重量含量为苯酚甲醛会增加粘度,从而可以说重量含量为苯酚甲醛改性沥青是减少在气候炎热地区重载交通产生车辙关键。由于按重量含量为苯酚甲醛对沥青粘度增加较多,因此,将重量含量为苯酚甲醛作为恒定参数分别在所有测试温度下进行试验,如图中a、b所示。沥青聚合物反应预期效果是会导致结构交联,进而导致沥青粘度提高,但这却将导致沥青温度增加,这是聚合物改性沥青在能源消耗方面一个不良结果。酚醛提供了有关这方面优势。在较高温度下,粘度测试结果表明,由于较差交联键,按重量计掺杂苯酚甲醛并不会增加粘度,因此,不以沥青厂加工温度下掺杂酚醛会造成问题。以[/T(K)]*为横轴,LNμ为纵轴粘度,在不同酚醛浓度条件下随温度变化曲线图如Fig..所示。常数E是由各浓度Arrhenius模型从对数曲线斜率确定()μ=(Ae)^(E/RT)A值为图中y轴截距值,常数E值列于表。在阿伦尼乌斯模型中可以看出理想气体常数为.,沥青在温度(C以下)苯酚甲醛浓度为时候E值下降。但是,当苯酚甲醛浓度高于时候,E值是比纯沥青更高。根据与粘度模型相关Arrhenius模型,沥青粘度与/T值是随温度变化(Gretal.)。E图:苯酚甲醛改性沥青固化周期对粘度变化影响函数值在苯酚甲醛浓度为时候增加表明改性沥青适用于气候炎热地区。表酚醛树脂Arrhenius模型中A与E值苯酚甲醛,,(w/w)A(Pa•s)E(K).−..−..−..−..−.为了探讨酚醛固化期对粘度变化影响,改性沥青粘度与质量分数为酚醛树脂添加剂关系测定时间长达天。当添加了苯酚甲醛改性沥青在温度低于℃时,粘度随养护龄期增加而降低。这个曲线在高于C较高温度时开始变平,z,M.E.,Santamaria,A.,Garcia-Morales,M.,Navarro,F.J.,andPartal,P.().“Rheologyandstabilityofbitumen/EVAblends.”Eur.Polym.J.,(),-.Gr,M.().“Improvementofadhesionofbitumen-aggregatecoatingsbyadditives.”CelluloseChem.Technol.,(-),-.Gr,M.,Bilici,İ.,andArslan,D.().“Investigationofviscosityofheavyfueloilwithmanganeseadditiveandtemperature.”J.Fac.Eng.Archit.GaziUniv.,(),-.Gr,M.,Tekeli,S.,ubuk,M.K.,andubuk,M.().“Recyclingofscrapvehicletyreaselasticsurfacematerial.”stJordanianInt.Conf.ofMaterialsScienceandEngineeringJordan,Al-BalqaAppliedUniv.,-.Malko,G.,Gngr,N.,andDumanlılar,N.().“eşitlikatkımadde-leriilemodifiyeedilenasfaltimentolarınınzelliklerindekideğişikli-kler.”.UlusalAsfaltSempozyumuİstanbul,İstanbulBykşehirBelediyesiİSFALTGenelMdrlğ,-.Namlı,R.,andKuloğlu,N.().“Farklıtasarımyntemlerinegrehaz-ırlanmışasfaltbetonnumunelerininrijitliği.”FıratnivFenveMhBilDer,(),-.Ouyang,C.,Wang,S.,Zhang,Y.,andZhang,Y.().“Improvingtheagingresistanceofasphaltbyadditionofzincdialkyldithiophosphate.”Fuel,(-),-.Perez-Lepe,A.P.,Martinez-Boza,F.J.,Gallegos,C.,Gonzales,O.,Munoz,M.E.,andSantamaria,A.().“Influenceoftheprocessingcondi-tionsontherheologicalbehaviourofpolymer-modifiedbitumen.”Fuel,(),-.Punith,V.S.,andVeeraragavan,A.().“Behaviorofasphaltconcretemixtureswithreclaimedpolyethyleneasadditive.”J.Mater.Civ.Eng.,./(ASCE)-():(),-.Stastna,J.,Zanzotto,L.,andVacin,O.J.().“Vicosityfunctioninpolymer-modifiedasphalts.”J.ColloidInterfaceSci.,(),-.Tarefder,R.A.,andZaman,A.M.().“Nanoscaleevaluationofmoisturedamageinpolymermodifiedasphalts.”J.Mater.Civ.Eng.,./(ASCE)MT.-.,-.Topal,A.,Şengz,B.,andMetli,M.().“Polyolefinkatkılıbitmlbağlayıcılarınkıvamıveyumuşamanoktasınaetkileri.”.UlusalAsfaltSempozyumuAnkara,-.Valtorta,D.,Poulikakos,L.D.,Partl,M.N.,andMazza,E.().“Rheo-logicalpropertiesofpolymermodifiedbitumenfromlong-termfieldtests.”Fuel,(-),-.-J.Mater.Civ.Eng.混合料粘附性和稳定性进行了研究并通过尼科尔森剥离试验和马歇尔试验与那些纯沥青进行了对比。号沥青和号沥青是被广泛使用沥青铺路材料,本次试验整个研究过程中使用沥青是由Aliağa炼油厂提供,在所有实验中使用沥青特性见表。酚醛树脂作为改性剂被用于所有试验中,其特性如表所示表号沥青和号沥青物理化学性质属性数据渗透,C,g,s,.mm三氯乙烯溶解度,(w/w).软化点,C.闪点,C+粘性,C,Pas.沥青质,(w/w).芳香烃,(w/w).饱和烃类,(w/w).树脂,(w/w).表酚醛树脂性能物理状态固体,颗粒解体温度,℃>C密度,Ckg/m颜色棕色气味几乎无臭该实验装置包括一个开放反应器、油浴恒温器和一个混合器。沥青被放置在烘箱中油浴预热至℃。再将酚醛胶木加入到质量分数在~之间热沥青中混合小时。再将由此得到改性样品保持在℃℃,在烘箱中小时,并在℃℃下搅拌天。对改性沥青粘度酚醛树脂用量效果是按中文字出处:JournalofMaterialsinCivilEngineering,,()酚醛改性沥青流变学特性和性能评价Meltemubuk;MetinGr;MustafaKrşatubuk;andDenizArslan摘要:本文论述了酚醛树脂对石油沥青流变性能影响。不同量苯酚甲醛作为一个确定温度和添加剂浓度函数被掺入到针入度、粘度变化号和号沥青中,采用常规和Superpave试验方法试验酚醛树脂添加剂对沥青影响程度。利用尼克尔森剥离试验和马歇尔试验对利用混合物制备而成沥青粘附性和稳定性性能进行了比较。试验证明在炎热气候条件下添加剂质量分数在时候改性沥青将得到最好流变性能。通过添加酚醛可以有效减少沥青路面车辙,翻浆,剥离,开裂现象发生。DOI:./(ASCE)mt.-.。美国土木工程师学会。关键词:改性沥青;酚醛树脂;流变性;粘附;稳定性。介绍:沥青凭借其低成本,胶粘自然,良好流变性能和热电阻特性成为了广泛应用于道路路面防水涂料、密封剂。一般来说,柔性铺装用道路面层材料是由沥青粘合剂和集料组合形成。由于季节性变化,道路面层温度变化范围跨度大;由于重型车通行,道路面层受到很大应力作用。路面在高温和低温条件变化作用下,强度会降低,从而导致路面开裂,最终导致路面在永久荷载作用下产生永久变形。随着交通荷载增加柔性路面车辙,开裂和剥落现象将越来越严重。因为它是沥青粘合剂和集料材料属性,所以在所有其他变量(如铺设路面期间工艺、天气条件等)不变条件下通过改变沥青添加剂进而改善这种材料方法被广泛应用,也因此顶铺层性能改进将提高道路质量并且能明显降低维护成本。沥青可以通过掺杂如表面活性剂和聚合物等添加剂来进行改性。表面活性剂可分为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂两种,它们两者通常被用作抗剥离剂。特别是阳离子表面活性剂是像二氧化硅、石英和花岗岩等这类带有适量负电性材料而锰松香则作为阴离子表面活性剂被加入到带正电聚集体(石灰石和玄武岩)混合物中,用以作为提高沥青骨料涂层耐剥离性(Gr)。相同,在油石界面粘附力明显提高,有机合成化合物溶出明显减少(Arslanetal.a,)。热塑性聚合物,热固性塑料,橡胶,和嵌段共聚物通常作为粘结剂用于以提高改性沥青粘结性。热塑性塑料是由冷却软化或通过加热熔融和硬化形成,它们分子是不交联。聚乙烯是最简单可作为沥青改性剂热塑性聚合物(Perez-Lepeetal.)。回收聚乙烯被报导能降低沥青混合料车辙产生和温度敏感性(PunithandVeeraragavan).。此外,低密度聚乙烯(LDPE)被确定为能提高马歇尔稳定度,抗拉强度、抗压强度材料(Al-HadidyandTan).。热固性塑料交联材料---采用热固性材料改性沥青具有热灵敏度较小,耐疲劳性较高特性(ubuk等,)。橡胶是一种弹性聚合物,它是一个天然或合成高分子聚合物与硫或其它含硫化合物硫化后形成交联剂。橡胶被报导能增加马歇尔稳定度和混合物抗剥离性(Aksoyetal.)。在另一项研究中,柔性沥青材料通过修改而获得轮胎橡胶废物沥青(Gretal.)。嵌段共聚物为通过共价键连接两个或两个以上不同单体亚基。由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)形成嵌段共聚物,被广泛地用作在文献中为了增加沥青粘度沥青改性剂(EribolandOrhan)。SBS加入粘合剂中可以延缓粘合剂衰老。(Valtortaetal.)并且粘合剂不易受水损害(TarefderandZaman)。老化是另一个影响沥青性能现象。添加二烷基二硫代磷酸锌沥青被报道能提高耐老化性(欧阳等人(Ouyangetal.)。增加了三甘醇基硼原子后沥青粘度,在通过进行马歇尔稳定性试验时变形增加(Arslanetal.)。聚四氟乙烯被发现能增加沥青粘度,但它却降低了混合物马歇尔稳定性(ubuketal.)。车辙是通常发生在气候炎热地区主要道路病害,因此具有高软化点沥青是在这样区域中优选使用材料。由于沥青高软化点,沥青刚度受高温影响较小,但是取而代之是沥青路面另一个车辙和翻浆等更严重现象。环氧树脂、聚烯烃和乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)能减少渗透和提高沥青软化点(ubuketal.;Topaletal.)。软化点提高被报道会导致车辙增加(Malkoetal.)。Stastna等人对EVA材料对沥青粘度影响进行了研究(Stastnaetal.),在另一个研究,可以通过沥青与EVA回收聚合物改性从而增加其粘度,进而提高沥青服务性能(Garcia-Moralesetal.;Gonzalesetal.)。将EVA和LDPE一起使用,得出温度对其中纯沥青发生永久变形结论,表现除了良好机械性能(Garcia-Moralesetal.)。酚醛树脂是一种由酚聚合(CHOH)和甲醛(HCHO)通过缩合过程形成热固性塑料。在还没有被用在道路施工前,它是一种廉价、高耐水、耐化学性和良好热阻高性能工程材料。本研究目是通过动态剪切流变仪(DSR)、差示扫描量热法(DSC)、旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)、压力老化容器(PAV)、弯曲梁流变仪(BBR)和表面能测试等试验探讨苯酚甲醛加入量对改性沥青粘度,渗透,软化点流变性影响。为了检测其作为沥青改性剂道路路面效果,对沥青混合料粘附性和稳定性进行了研究并通过尼科尔森剥离试验和马歇尔试验与那些纯沥青进行了对比。号沥青和号沥青是被广泛使用沥青铺路材料,本次试验整个研究过程中使用沥青是由Aliağa炼油厂提供,在所有实验中使用沥青特性见表。酚醛树脂作为改性剂被用于所有试验中,其特性如表所示表号沥青和号沥青物理化学性质属性数据渗透,C,g,s,.mm三氯乙烯溶解度,(w/w).软化点,C.闪点,C+粘性,C,Pas.沥青质,(w/w).芳香烃,(w/w).饱和烃类,(w/w).树脂,(w/w).表酚醛树脂性能物理状态固体,颗粒解体温度,℃>C密度,Ckg/m颜色棕色气味几乎无臭该实验装置包括一个开放反应器、油浴恒温器和一个混合器。沥青被放置在烘箱中油浴预热至℃。再将酚醛胶木加入到质量分数在~之间热沥青中混合小时。再将由此得到改性样品保持在℃℃,在烘箱中小时,并在℃℃下搅拌天。对改性沥青粘度酚醛树脂用量效果是按照在剪切速率和用BrookfieldDV-III流变仪来转转速张/秒ASTMD标准测定。根据ASTMD标准在/秒剪切速率和在rpm转速BrookfieldDV-III流变仪转动下测定酚醛树脂用量对改性沥青粘度影响。并且进行了渗透率(ASTMD)和软化点(ASTMD)常规检查,其中KrebsElec进行是渗透率检查,MFGandSurBerlinRKA进行是软化点检查。玻璃化转变温度测试则通过PerkinElmerDiamondDSC功率补偿型差示扫描量热仪在C/min加热速率氮气流下进行。在无定形材料从脆性粘性状态改变为橡胶态过程中温度函数被玻璃化转变温度试验确定。按照旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)制备成沥青样品被应用在根据ASTMD与CS(-AJamesCox.&Sons)试验装置中。沥青老化试验(PAV)是使用一个PAV(型号AASHTOPP)仪器进行。弯曲梁流变仪(BBR)装置被用来确定刚度和沥青低温蠕变值。纯沥青和改性沥青样本复杂剪切模量(G)和相位角(δ)是由DSR流变仪(仪器名称为Bohlin)测定,并对G/δ值进行了计算。在松散不包含苯酚甲醛混合物条件下进行尼克尔森剥离试验(ASTMD)以确定沥青集料混合物粘附性能。在尼克尔森剥离试验中,粗骨料是涂覆有℃纯或改性沥青,将混合物浸泡在℃蒸馏水中放置小时后,将耐剥离骨料表面与总骨料表面比值作为耐剥离数据。通过KRUSSDSA仪器试验并采用接触角测定方法来确定样品表面能。该装置工作原理是无梗滴技术进行测量,并结合接触角酸碱理论,由该设备当前程序确定表面自由能。甲酰胺、乙二醇和二碘甲烷被作为参考。此外,马歇尔稳定度试验(ASTMD)被应用在压实混合物和无酚甲醛试验中。结果与讨论图:沥青粘度与苯酚甲醛浓度之间关系:(a)和℃之间;(b)之间和C苯酚甲醛浓度()沥青粘度(pas)苯酚甲醛浓度()沥青粘度(pas)图:温度变化对沥青粘度影响函数图:不同酚醛浓度条件下随温度变化曲线沥青粘度(pas)温度(℃)由于其在处理和服务重要性,粘度是测试沥青作为确定添加剂浓度和温度函数第一个参数。它测定是在苯酚甲醛浓度在和之间时进行,以重量计。在温度低于℃时,苯酚甲醛掺杂质量分数为时粘度降低,并在苯酚甲醛掺杂质量分数为时增加。然而,从苯酚甲醛在浓度高于时候观察到粘度明显减少(如图a所示)。当温度高于℃时,沥青添加剂粘度效果随着温度升高降低(如图b所示)此外,在图中可以看到沥青和无酚甲醛作为温度函数粘度呈指数下降。沥青是一种直接影响路面性能粘弹性材料,其力学性能,取决于所施加负载大小和持续时间与温度。在炎热地区以及重交通荷载条件下出现车辙会显著降低道路性能,沥青粘度高在这些地区会有更好抗车辙能力。根据粘度测试结果,重量含量为苯酚甲醛会增加粘度,从而可以说重量含量为苯酚甲醛改 中文6560字出处:JournalofMaterialsinCivilEngineering,2014,26(6)酚醛改性沥青流变学特性和性能评价MeltemÇubuk1;MetinGürü2;MustafaKürşatÇubuk3;andDenizArslan4摘要:本文论述了酚醛树脂对石油沥青的流变性能的影响。
不同量的苯酚甲醛作为一个确定温度和添加剂浓度的函数被掺入到针入度、粘度变化50号和70号沥青中,采用常规和Superpave试验方法试验酚醛树脂添加剂对沥青的影响程度。
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