新型瀝青混凝土路面裂縫修復(fù)材料的制備及性能研究.pdf

1、瀝青混凝土路面裂縫的修補(bǔ)是我國高等級公路建設(shè)過程中急需解決的重大問題。論文以研制出一種高效、環(huán)保和可修復(fù)瀝青混凝土路面裂縫的灌漿材料為目的，同時(shí)開展納米二氧化硅(Nano-SiO2)改性水溶性環(huán)氧衣康酸酯(W-EI)以及廢棄印刷電路板非金屬粉末(W-FR4)改性環(huán)氧丙烯酸酯(EA)兩種灌漿材料的系統(tǒng)研究。
　　論文首先進(jìn)行了W-EI的合成研究，探討了單體配比、助溶劑選擇和催化劑種類對合成效果的影響，通過正交試驗(yàn)考察了反應(yīng)溫度、催化

2、劑用量和阻聚劑用量對反應(yīng)酸值的影響，確定了合成W-EI的最佳化條件:單體環(huán)氧基與衣康酸的摩爾比為1∶1.05，乙醇為助溶劑，芐基三乙基氯化銨為催化劑，反應(yīng)溫度110℃，反應(yīng)時(shí)間4h，催化劑用量1.8％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同），阻聚劑用量0.1％，之后采用中和劑甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)將目標(biāo)產(chǎn)物中的羧基中和成鹽(pH=7.5)。中和之前紅外光譜表征證實(shí)目標(biāo)產(chǎn)物為未中和的W-EI。
　　論文還成功制備了Nano-S

3、iO2改性W-EI和W-FR4改性EA兩種復(fù)合灌漿材料。改性之前，首先采用電導(dǎo)率法對硅烷偶聯(lián)劑KH-550（3-氨基丙基三乙氧基硅烷）的水解程度進(jìn)行檢測，確定KH-550∶乙醇∶水體積比為1∶15∶4時(shí)，水解12 min達(dá)到平衡。在此基礎(chǔ)上得到了KH-550對Nano-SiO2和W-FR4進(jìn)行表面處理的最佳工藝條件:首先用0.1 mol/L的NaOH溶液對Nano-SiO2或W-FR4進(jìn)行潤濕，之后加入水解后的KH-550（KH-550

4、的用量相對于改性對象為4％），80℃下超聲2h，過濾，90℃下烘干。針對Nano-SiO2改性W-EI復(fù)合灌漿材料，考察了含水量、經(jīng)表面處理的Nano-SiO2用量、引發(fā)劑用量、促進(jìn)劑用量及環(huán)境溫度對復(fù)合材料各項(xiàng)性能的影響，含水量根據(jù)實(shí)際灌漿對粘度的要求可調(diào)至98 mPa·s以下，Nano-SiO2用量為2％，引發(fā)劑和促進(jìn)劑用量可根據(jù)灌漿時(shí)間的要求而定（可調(diào)范圍為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)），復(fù)合材料固化后具備良好的力學(xué)性能(劈裂拉伸強(qiáng)度達(dá)3.28

5、 MPa，力延度達(dá)35 mm，針入度低至12 mm)。針對W-FR4改性EA復(fù)合灌漿材料，首先通過差熱分析和粒徑分析，確定了W-FR4主要由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂組成。然后研究了W-FR4粒徑大小及用量、稀釋劑用量對此類復(fù)合材料各項(xiàng)性能的影響，確定了W-FR4的粒徑范圍為0.075～0.106 mm，用量為15％，稀釋劑用量可根據(jù)實(shí)際灌漿粘度需要而定（可調(diào)至20.53 mPa·s以下），固化后復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度達(dá)87.28 MPa，劈裂拉伸