用不同的方法处理乳化沥青,增强玻璃纤维的实验室评价

   化工仔小亮        

乳化沥青(EA)是常用的粘结剂,是一种环保型的复合材料(ISAC)层。在本研究中,首先对ISAC层中常用的玻璃纤维进行了处理方法(三种腐蚀剂,两种浓度)。纤维被掺入EA制备FEA样本。最后进行了实验室测试,包括扫描电子显微镜(SEM)测试、傅里叶变换红外光谱测试、接触角测试、表面张力测试、动态剪切流变仪(DSR)通过试验和直接拉伸试验,评价了其物理和化学变化玻璃纤维、EA和FEA的性能。实验结果表明,蚀刻工艺使材料粗糙化提高了玻璃纤维的粘着力和FEA的断裂强度。在此,还发现玻璃纤维与EA的相互作用为物理键合,FEAs的性能取决于玻璃纤维处理方法。推荐浓度为2 mol/L的硫酸为最佳玻璃纤维蚀刻剂。


用不同的方法处理乳化沥青,增强玻璃纤维的实验室评价


裂纹被认为是沥青路面主要的失效形式之一。这种现象发生在累积荷载时超过沥青混合料的设计承载力。由于连续加载应用的结果裂缝发展、蔓延、连接,直到破裂路面结构。在那之后,沥青路面结构因受潮而进一步恶化氧气通过混合物膨胀到沥青路面结构中必要的空气空隙。反射裂缝是一种主要类型的裂缝,发生在复合路面结构与薄层沥青混合料层。它开始出现在新的路面表面。许多研究人员讨论了反射开裂的机理。车辆荷载和热循环在整个路面,被认为是造成反射裂缝的主要原因。车辆载荷带来的拉力和覆盖层的应力。Baek等人对此进行了说明荷载重复一定次数后,反射裂缝为当拉伸和/或剪应力达到特定值时启动。罗伯茨等人报道说下伏波特兰的水平和垂直运动水泥混凝土(PCC)板引起的热循环在整个人行道上也起着重要的作用反射裂缝的研究。在交通和环境的作用下产生反射裂缝载荷,最终传播到表面。


一旦明白了反射裂缝的机制,许多提出了防止反射开裂的方法发生。这些方法已经覆盖了路面设计铺装材料的策略。一般来说,这些方法可以可分为两类:绩效提升沥青混合料和铺层间系统。通过添加改性剂,提高了沥青混合料的耐磨性(如废轮胎橡胶和SBS),优化生产沥青混合料。在下层放置夹层系统为被证明是有效可行的减压方法节点/裂缝的应变集中。夹层体系为纤维吸应力复合材料(ISAC)层由纤维、乳化沥青(EA)和碎石组成。纤维被两个EA膜夹在基层上。在纤维增强乳化沥青上分离出碎石块(有限元分析)。由于它直接受裂纹/接头的影响,有限元分析是可行的工程性能,即纤维与EA之间的附着力影响很大。


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图1所示:FEA的制备过程.


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图2所示  液滴在固体表面上的接触角


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图3所示:用于表征表面能量的仪器:(a)接触角测角仪和(b)表面张力计


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图4所示:实验过程流程图


抗断裂性是指材料的抗断裂性能在外载荷作用下开裂。抗拉强度与相应裂缝能是反映裂缝性质的两个指标的材料。在本研究中,FEAs的拉伸强度为在两个温度下测量,即0℃和10 ℃。将未固化的FEAs倒入一个矩形模型中尺寸为70mm(长度),70mm(宽),3mm(厚)。固化后,对FEA渣进行的拉伸加载恒载速度2毫米/分钟。文中描述了实验过程的流程图如图4所示


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图5所示:未经处理的玻璃纤维的SEM显微照片


图5为未处理纤维的扫描电镜显微图。由图可见,玻璃纤维呈圆柱形,表面光滑放大。正如引言中所讨论的,纤维对沥青粘结剂的改性机理包括纤维对沥青粘结剂轻组分的吸收效应以及纤维与沥青粘结剂的粘结。粗化的玻璃纤维表面可以增加玻璃纤维之间的接触面积玻璃纤维和EA,这可能有利于增强纤维/EA相互作用,从而提高了有限元分析的性能。


参考文献:Y. Liu et al. /Journal of Cleaner Production 274 (2020) 123116


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