环氧沥青的制备与性能研究

作     者：吕长亮 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李炜光

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：改性环氧树脂 相容性 环氧沥青 环氧树脂体系掺量 固化速度 

摘      要：桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分，正交异性板钢桥面在加荷条件下易产生变形，受力又十分的复杂，对其铺装层的路用性能要求也比较高，采用一般的重交沥青难以达到要求，越来越多的高等级路面和钢桥面铺装采用聚合物改性沥青，现有的改性沥青不能很好的满足桥梁建设中的使用要求。环氧沥青是一种性能优异的钢桥面铺装材料，可以提高钢桥面与铺装层间粘接层的粘接强度，改善因粘接层的抗剪能力不足而造成的桥面铺装层病害，具有十分广泛的应用前景。 本文采用改性环氧树脂和自制固化剂及基质沥青制备了环氧沥青结合料和环氧沥青粘结层两种环氧沥青材料，由于环氧树脂是极性物质，沥青是非极性物质，两者混合时相容性较差，通过对环氧树脂进行改性，解决了沥青和环氧树脂的相容性问题。通过离析实验和荧光显微镜研究了改性环氧树脂和自制固化剂与沥青的相容性，结果表明，改性环氧树脂可以明显的改善环氧树脂与沥青的相容性，自制固化剂与沥青相容性良好。 通过对拉伸强度的分析确定环氧沥青中固化剂与改性环氧树脂的最佳比例，环氧沥青结合料中自制固化剂Ⅰ与改性环氧树脂的最佳比例为0.8:1，环氧沥青粘结层材料中自制固化剂Ⅱ与改性环氧树脂的最佳比例为0.9:1。 通过力学性能测试、布氏粘度、荧光显微镜分析研究了环氧树脂体系掺量对环氧沥青材料拉伸性能、初期固化速度及相结构的影响。结果表明，随着环氧树脂体系掺量的增加，环氧沥青的拉伸强度逐渐增大，断裂伸长率随着环氧树脂体系掺量的增加而减小。随着环氧树脂体系掺量的增加，环氧沥青的固化速度逐渐加快，而且160oC的固化速度比150oC的快，160oC时环氧沥青结合料粘度增加到1Pa﹒s的时间大约需要55～70分钟，环氧沥青粘结层材料粘度增加到1Pa﹒s的时间大约需要35～40分钟。荧光显微镜测试表明环氧树脂体系掺量为40%时，环氧沥青发生相反转，环氧沥青中环氧树脂体系为连续相，沥青以分散相分散在环氧树脂体系中。