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環(huán)氧樹(shù)脂改性瀝青
瀝青作為道路橋梁建設(shè)中被廣泛使用的材料,為了適應(yīng)現(xiàn)階段我國(guó)交通現(xiàn)狀,常使用聚合物對(duì)其進(jìn)行改性。雖然對(duì)瀝青的溫感性以及彈性等方面都有較大的改善,但是并沒(méi)有從本質(zhì)上解決瀝青材料熱塑性以及韌性不足,低延伸率等缺點(diǎn)。環(huán)氧樹(shù)脂改性瀝青可以很好的改善瀝青的拉伸強(qiáng)度、粘結(jié)力以及斷裂伸長(zhǎng)率,這就從本質(zhì)上優(yōu)化了瀝青的熱塑性等性能。 瀝青混合料設(shè)計(jì)通常指瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì),常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法主要有:馬歇爾設(shè)計(jì)法、Super pave體積設(shè)計(jì)法、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)剪切實(shí)驗(yàn)(GTM)設(shè)計(jì)法等。環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧瀝青混合料的主要原料也是決定環(huán)氧瀝青混合料性能的關(guān)鍵因素,為了滿足路用功能和施工要求,環(huán)氧樹(shù)脂必須在物理體積指標(biāo)、力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)、粘度體系等方面符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?;|(zhì)瀝青和環(huán)氧樹(shù)脂一起作為瀝青混合料的結(jié)合料。環(huán)氧樹(shù)脂是一種高強(qiáng)度脆性材料,而基質(zhì)瀝青作為粘彈塑性材料具有應(yīng)力松弛特點(diǎn),因此比例合理的環(huán)氧瀝青可以結(jié)合環(huán)氧樹(shù)脂和基質(zhì)瀝青的優(yōu)點(diǎn),使環(huán)氧瀝青混合料既有較高的強(qiáng)度和良好的抗永久變形能力,也可以有效地減少開(kāi)裂破壞。
環(huán)氧瀝青的組成
?。ǎ保R來(lái)酸酐 用馬來(lái)酸酐對(duì)聚合物改性,在反應(yīng)性共混過(guò)程中,在聚合物界面區(qū)域內(nèi)就地形成接枝共聚物,起到共混物中兩組分間的增容作用。
(2)固化劑 選擇與瀝青相容性好的固化劑能夠提高環(huán)氧瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和提高固化物的各項(xiàng)性能。
(3)增溶劑 利用一頭親和瀝青,一頭親和環(huán)氧樹(shù)脂的增溶劑,在環(huán)氧瀝青共混體系中起到乳化作用。
(4)聚合物中和劑 加入適量的聚合物中和劑,進(jìn)行與順酐的轉(zhuǎn)化反應(yīng),得到可以對(duì)瀝青起到改性作用的酯類聚合物。
環(huán)氧瀝青的生成機(jī)理
環(huán)氧瀝青的生成機(jī)理眾說(shuō)紛紜,有人認(rèn)為瀝青在固化過(guò)程中不與環(huán)氧樹(shù)脂或者固化劑發(fā)生反應(yīng),在環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和其他添加劑是連續(xù)相、瀝青是分散相的前提下,瀝青以微米級(jí)球形顆粒分散在環(huán)氧樹(shù)脂、增溶劑和固化劑組成的連續(xù)相中。也有人認(rèn)為瀝青和環(huán)氧樹(shù)脂界面的形成應(yīng)該分為兩個(gè)階段,一是環(huán)氧樹(shù)脂與瀝青的接觸與潤(rùn)濕,吸附和極性基團(tuán)作用使得瀝青和環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到均勻分布,二是環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程,環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑之間通過(guò)化學(xué)反應(yīng),逐步形成空間結(jié)構(gòu),兩個(gè)過(guò)程同步進(jìn)行。陳平等人研究后表明,環(huán)氧樹(shù)脂和瀝青在一定程度上發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),消耗了部分芳香分和飽和分;基質(zhì)瀝青膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量之和越大且Ic值越大,軟化點(diǎn)差就越小,環(huán)氧樹(shù)脂和瀝青的相容性就越好。