LDHs對SBS瀝青流變性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響

付建紅1，涂亮亮2，吳領(lǐng)2

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)東部區(qū)高等級公路管理處，通遼 028000；

2.武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430070)

摘要：采用LDHs改性劑對SBS瀝青進(jìn)行改性，制備LDHs/SBS改性瀝青，并對其流變性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，探討LDHs對SBS瀝青性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，LDHs的加入使瀝青的復(fù)合模量增大，相位角減?。煌ㄟ^X-ray射線衍射、紅外光譜及光學(xué)顯微鏡分析可知LDHs只是分散在SBS瀝青中，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或形成插層結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：LDHs;SBS瀝青;流變性能;微觀結(jié)構(gòu)

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.04.011

Abstract:This paper aimed at manufacturing LDHs modified SBS bitumen, and researched the properties and microstructure of LDHs/SBS modified bitumen, explored the influences of LDHs on the modified bitumen.The results indicated that the complex modulus of LDHs/SBS modified bitumen increased, while the phase angle decreased with the introduction of LDHs.Meanwhile, seen through the X-ray diffraction, optical microscope and infrared spectrometer, the structure of LDHs was dispersed in the SBS bitumen instead of intercalation.

收稿日期：2015-04-21.

作者簡介：付建紅(1967-), 高級工程師.E-mail:463035678@qq.com

Effect of LDHs on the Rheological Properties and

Microstructure of SBS Bitumen

FUJian-hong1,TULiang-liang2，WULing2

(1.Highway Management Office in Eastern Area of Inner Mongolia,Tongliao 028000, China;

2.School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

Key words:LDHs;SBS bitumen;rheological property;microstructure

隨著科技的發(fā)展和分析技術(shù)的進(jìn)步，研究人員對水滑石的結(jié)構(gòu)和物理性能做了大量研究， LDHs 所具有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能，使其在化工、環(huán)保、催化、吸附、建筑等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1，2]。近年來，利用LDHs紫外阻隔材料對紫外線的物理屏蔽和化學(xué)吸收的雙重作用，來改善瀝青的抗紫外作用能力，取得了顯著的效果[3，4]。采用LDHs對SBS瀝青進(jìn)行改性，主要對復(fù)合改性瀝青的流變性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。

1試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)中采用的LDHs基本性能見表1。LDHs典型的化學(xué)組成是Mg6Al2(OH)l6CO3·4H2O，結(jié)構(gòu)類似于水鎂石Mg(OH)2；瀝青采用云南昆明殼牌瀝青公司生產(chǎn)的SBS-II改性瀝青，各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。本試驗(yàn)采用LDHs對SBS瀝青進(jìn)行改性，并通過MCR-101型動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)測量瀝青的復(fù)合剪切模量和相位角，分析其流變性能；同時(shí)，利用X射線衍射分析儀、偏光顯微鏡和紅外光譜儀對瀝青的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

表1　LDHs的物理性能

表2　SBS改性瀝青試驗(yàn)結(jié)果

2結(jié)果與分析

2.1　流變性能

采用MCR-101型動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)測試瀝青的動(dòng)態(tài)剪切流變性能。從圖1可以看出，隨著LDHs的增加改性瀝青的低溫流動(dòng)性逐漸降低，在含量小時(shí)并不明顯，當(dāng)LDHs添加量大于10%時(shí)瀝青的復(fù)合模量急劇增大。低溫流動(dòng)性也將大幅度降低，低溫抗裂性能越來越差。同時(shí)，材料的相位角δ隨LDHs增加而降低，瀝青的流動(dòng)性降低了，通過流動(dòng)的方式松弛材料收縮引起的拉應(yīng)力的能力降低，增加低溫裂縫的可能。

2.2　微觀結(jié)構(gòu)分析

2.2.1X-ray射線衍射分析

本試驗(yàn)利用XRD來表征LDHs改性瀝青中LDHs的分散狀態(tài)，圖2是LDHs和LDHs改性SBS瀝青的XRD衍射圖譜。從圖2可以看出，與LDHs的衍射峰相比加入到瀝青的LDHs的衍射峰的衍射角度并沒有發(fā)生變化，從而得出，LDHs的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，瀝青分子沒有插層到LDHs中去。

2.2.2偏光顯微鏡分析

圖3是LDHs/SBS瀝青的顯微鏡圖像，a、b、c、d分別代表LDHs含量為3%、5%、10%、20%。從圖3中可以看到LDHs分散比較均勻，團(tuán)聚現(xiàn)象較少。從圖3(c)和圖3(d)圖像上看到，10%的圖像上就分布了很多顆粒，20%含量的改性瀝青面上有太多顆粒，這樣就會對瀝青的性能產(chǎn)生很不利的影響，因此改性時(shí)不能添加太多LDHs。

2.2.3紅外光譜分析

3結(jié)論

a.瀝青的復(fù)合模量隨LDHs的加入而增大，相位角降低，表明LDHs提高了瀝青的彈性成分，減小了瀝青的粘性成分。

b.對瀝青微觀結(jié)構(gòu)分析表明，LDHs的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，基本均勻地分散在瀝青中，團(tuán)聚現(xiàn)象較少，沒有形成插層或改變分子結(jié)構(gòu)等化學(xué)變化，因此LDHs的加入不會對瀝青分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。

參考文獻(xiàn)

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