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木质素/玻璃纤维复合改性沥青混凝土路用性能提升效果研究

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建筑材料学报 2023年第11期26卷 1200-1206页

作者：谢明君温宇彤徐玲琳吴凯蒋正武同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学材料科学与工程学院上海201804

基于纤维改性沥青混凝土路用性能强化提升需求,提出了采用木质素纤维(CF)/玻璃纤维(GF)复合改性沥青混凝土路用性能的方法,研究了复合纤维组成对沥青混凝土路用性能的影响机理.结果表明:CF/GF复合改性有效提升了沥青混凝土的高温稳定性... 详细信息

基于纤维改性沥青混凝土路用性能强化提升需求,提出了采用木质素纤维(CF)/玻璃纤维(GF)复合改性沥青混凝土路用性能的方法,研究了复合纤维组成对沥青混凝土路用性能的影响机理.结果表明:CF/GF复合改性有效提升了沥青混凝土的高温稳定性,并具有良好的水稳定性和低温性能;当CF/GF以质量比1∶3掺入时,沥青混凝土动稳定度为单掺CF组的2.2倍;试件低温破坏时,最大弯拉应变提升13.3%.复合纤维具有吸附、加筋及阻滞裂纹的作用,强化了沥青混凝土在温度变化、水损及应力作用下的稳定性,从而提高了其路用耐久性能.

关键词：沥青混凝土纤维复合改性高温性能低温性能水稳定性

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复合改性沥青密封胶的组成优化及性能研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 136-145页

作者：夏慧芸杨浩田卢昌杰宋莉芳牛艳辉长安大学材料科学与工程学院陕西西安710064

改性沥青类密封胶修补效果优异、生产成本较低,已被广泛应用于裂缝修补,但仍存在黏结性、柔韧性和耐久性不足的问题。热塑性硫化硅橡胶(TPSiV)兼具有硅橡胶结构稳定、耐候性佳和热塑性聚氨酯高强度、高弹性等优势,表现出优异的黏结性、... 详细信息

改性沥青类密封胶修补效果优异、生产成本较低,已被广泛应用于裂缝修补,但仍存在黏结性、柔韧性和耐久性不足的问题。热塑性硫化硅橡胶(TPSiV)兼具有硅橡胶结构稳定、耐候性佳和热塑性聚氨酯高强度、高弹性等优势,表现出优异的黏结性、耐久性、柔韧性以及高低温稳定性。本研究以90#基质沥青为主要原料,首先采用糠醛抽出油(FEO)对TPSiV进行预溶胀处理,再采用高速剪切法,通过添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、废旧胶粉(CR)、CaCO_(3)等改性剂,制备得到一系列高效复合改性沥青密封胶。系统研究SBS、TPSiV、CR掺量和CR粒径对改性沥青密封胶各项性能的影响,最终通过密封胶全套的路用指标对配方进行验证。采用软化点差值法表征了该密封胶的热储存稳定性,用荧光显微镜和扫描电子显微镜观察了TPSiV和TPSiV改性沥青的微观结构,采用傅里叶红外光谱(FTIR)对沥青改性前后的红外光谱进行了表征。结果表明:SBS掺量的增大显著提高了其高温性能,推荐掺量为3%;TPSiV提高了密封胶的柔韧性和粘结性,最佳掺量为3%;随着CR粒径减小,高温性能提高,低温性能下降,选择40目作为最佳粒径;随着CR掺量增加,改性沥青高温性能得到改善,最佳掺量为22%。该密封胶最佳配方SBS∶TPSiV∶CR∶CaCO_(3)∶FEO质量比5∶3∶22∶5∶3,满足储存稳定性要求;TPSiV具有粗糙的表面结构,表面附着有硅橡胶微粒,有利于后期与沥青粘附,且TPSiV在复合改性沥青中分散均匀,TPSiV复合改性沥青中化学改性和物理改性同时存在。

关键词：热塑性硫化硅橡胶沥青密封胶道路裂缝热储存稳定性低温性能

聚氧乙烯醚型高分子阳离子沥青乳化剂的合成与性能

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建筑材料学报 2023年第3期26卷 283-288页

作者：卢晓唐新德陈晓东张翠珍李学凡山东交通学院交通土建工程学院山东济南250357

以过氧化氢异丙苯为引发剂,3-巯基丙酸为链转移剂,采用自由基聚合制备了一种聚氧乙烯醚型高分子阳离子沥青乳化剂(PEAE),探讨了乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)用量、单体摩尔比、酸胺摩尔比及引发剂用量对PEAE低温延度的影响,并采用傅... 详细信息

以过氧化氢异丙苯为引发剂,3-巯基丙酸为链转移剂,采用自由基聚合制备了一种聚氧乙烯醚型高分子阳离子沥青乳化剂(PEAE),探讨了乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)用量、单体摩尔比、酸胺摩尔比及引发剂用量对PEAE低温延度的影响,并采用傅里叶变换红外光谱对PEAE的分子结构进行表征,测试了其表面活性及乳化性能.结果表明,PEAE各项指标均符合规范要求,其乳化能力、低温性能及5 d常温储存稳定性优良,属于慢裂型阳离子沥青乳化剂,可有效改善乳化沥青的低温性能,在稀浆封层和微表处等施工中有着良好的应用前景.

关键词：高分子阳离子沥青乳化剂乳化沥青低温性能储存稳定性

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S30408不锈钢角焊缝低温力学性能试验

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第8期55卷 820-827页

作者：高喜峰杨怡昕刘红波李景周婷天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056038 中铁十八局集团建筑安装工程有限公司天津300222 天津大学建筑学院天津300072

焊接接头作为压力容器的重要组成,其低温下的力学性能直接影响容器的安全性.目前针对奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能研究主要集中在对接焊缝连接件,且试验温度多为常温和-196℃,对角焊缝在不同温度下的研究较少.为了研究S30408不锈钢... 详细信息

焊接接头作为压力容器的重要组成,其低温下的力学性能直接影响容器的安全性.目前针对奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能研究主要集中在对接焊缝连接件,且试验温度多为常温和-196℃,对角焊缝在不同温度下的研究较少.为了研究S30408不锈钢角焊缝接头的低温力学性能,采用100 t万能试验机,在-60~20℃的温度范围内,进行了一批正面和侧面角焊缝接头试件低温下的拉伸试验,绘制其在各温度下的应力-应变曲线,以及焊缝强度、变形和破坏特征.采用热场发射扫描电子显微镜JSF对断口形貌进行了观测研究,分析其组织特点.试验结果表明:-60℃相较于20℃,正面角焊缝构件屈服强度提高了18%、抗拉强度提高了25%,侧面角焊缝构件分别提高了约35%和30%,低温强化效应显著;正面角焊缝构件的抗拉强度与侧面件的比值略小于理论值1.5;正面角焊缝受到拉力和剪力共同作用,20℃时其弹性模量为198 GPa,侧面构件仅受剪力作用,其弹性模量约102 GPa;弹性模量随温度降低增长缓慢,正面构件的弹性模量最大增幅为6%,侧面构件为9%;正面角焊缝的断口呈多边形韧窝形貌,侧面为剪切型韧窝形貌,温度降低,韧窝数量均减少,颜色变浅,塑性变形能力减弱,但仍旧为韧性断裂.

关键词：奥氏体不锈钢角焊缝拉伸试验低温性能

高吸水性树脂(SAP)对沥青黏度及力学性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第10期53卷 3948-3958页

作者：吴昊孙雨轩宋卫民詹易群中南大学土木工程学院湖南长沙410075

高吸水树脂(SAP)具有极强的吸水和保水能力,吸水后的SAP在沥青中具有发泡降黏的作用。为了探究吸水后的SAP对沥青胶浆的降黏效果,采用不同掺量的SAP等体积替代矿粉。首先,采用红外光谱试验分析SAP与沥青的相互作用机理;然后,探究SAP替... 详细信息

高吸水树脂(SAP)具有极强的吸水和保水能力,吸水后的SAP在沥青中具有发泡降黏的作用。为了探究吸水后的SAP对沥青胶浆的降黏效果,采用不同掺量的SAP等体积替代矿粉。首先,采用红外光谱试验分析SAP与沥青的相互作用机理;然后,探究SAP替代不同掺量的矿粉(10%,20%,30%和40%,体积分数)并预先吸收不同质量的水时沥青胶浆黏度的变化情况,在此基础上进行动态剪切蠕变试验以及低温弯曲试验探究SAP改性沥青的高、低温性能;最后,通过沥青与集料黏附性试验探究SAP对沥青胶浆与集料黏附性的影响。研究结果表明:SAP与沥青以物理共混状态存在;用吸水后的SAP替代矿粉有很好的降黏效果,但SAP替代量超过30%、吸水量超过SAP自身质量的3倍后对降黏的作用不再明显;当SAP等体积替代矿粉不超过10%时,沥青胶浆的高温稳定性能有一定提升,低温抗裂性能有所下降,但当SAP等体积替代矿粉超过10%时,沥青胶浆的高温稳定性能有所下降,下降幅度均低于15%,低温抗裂性能有所提升;SAP的加入不会对沥青胶浆与集料之间的黏附性产生影响。

关键词：高吸水树脂(SAP) 降黏作用流变性能低温性能

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电动汽车锂离子电池脉冲加热技术研究进展

汽车工程 2023年第2期45卷 169-174页

作者：廉玉波凌和平马晴婵任强贺斌比亚迪汽车工业有限公司深圳518118

低温环境下,电动汽车锂离子电池存在可用容量降低、充电困难和循环寿命衰减等问题,严重制约了锂离子电池的应用,因此,确保锂离子电池在合适的温度范围内运行至关重要。电池脉冲加热技术具有加热速率快、温度均匀性好和系统结构简单等优... 详细信息

低温环境下,电动汽车锂离子电池存在可用容量降低、充电困难和循环寿命衰减等问题,严重制约了锂离子电池的应用,因此,确保锂离子电池在合适的温度范围内运行至关重要。电池脉冲加热技术具有加热速率快、温度均匀性好和系统结构简单等优势,是解决锂离子电池低温应用难题的有效手段。本文中从脉冲加热方案、脉冲控制参数和脉冲加热策略3个方面对脉冲加热技术的研究进展进行了综述。首先,介绍现有脉冲加热方案优劣势,其次,总结不同脉冲控制参数下锂离子电池的温升和容量衰减特性,最后,对比不同脉冲加热策略对锂离子电池低温性能的影响,指出脉冲加热技术未来发展的方向。

关键词：锂离子电池低温性能脉冲加热脉冲参数

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低温金属离子电池负极材料的研究进展

材料导报 2023年第17期37卷 1-15页

作者：于贺川熊兴宇胡仁宗华南理工大学材料科学与工程学院广东省先进储能材料重点实验室广州510641

环境污染与温室效应的日益严重促进了清洁二次能源的发展与利用。具有高能量密度、环境友好等特性的锂离子电池成为最佳的储能载体。但当温度低于0℃时,传统石墨负极难嵌锂,电池性能急剧恶化,且低温充电时易析锂引发安全问题。为了满足... 详细信息

环境污染与温室效应的日益严重促进了清洁二次能源的发展与利用。具有高能量密度、环境友好等特性的锂离子电池成为最佳的储能载体。但当温度低于0℃时,传统石墨负极难嵌锂,电池性能急剧恶化,且低温充电时易析锂引发安全问题。为了满足锂离子电池的低温应用需求,通过改变电解液成分使其熔点降低,并调节SEI成分与去溶剂化过程,能够降低电荷转移阻抗,但石墨负极的本质属性使其低温应用受到限制。为从根源上解决锂离子电池低温性能差的问题,需要寻找具有适中工作电位、高离子扩散能力、高容量的新型负极材料替代传统石墨负极。嵌入式负极材料中,钛酸锂和二氧化钛具有较好的低温与倍率性能,但能量密度较低,应用范围受到限制,研究重点在于进一步挖掘其低温高倍率能力,使其应用在较为恶劣的服役环境中。合金的嵌锂反应在低温下较易进行,并且能够提供较高容量,其是极具潜力的锂离子电池低温负极材料,可以通过复合结构设计与表面改性提升其低温性能与循环寿命。基于转化反应的负极材料通常具有较高的赝电容效应,较快的表面反应受温度的影响较小,能够在低温下实现快速的充放电,通过纳米结构设计等方法能够进一步增强材料的赝电容效应。尽管Na、K、Mg等新型金属离子电池能量密度较低,但资源丰富,并且本征低温性能优于锂离子电池,在寻找与之适配的负极材料后有望成为重要的低温储能器件。本文根据金属离子在负极材料中的存储方式来分类,综述了低温锂离子电池以及新型金属离子电池负极材料的研究进展,并展望了低温负极材料的发展趋势。

关键词：锂离子电池钠离子电池低温性能负极材料

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高模量沥青及其混合料低温性能研究进展

化工进展 2022年第S01期41卷 351-365页

作者：李昊郭荣鑫晏永昆明理工大学建筑工程学院云南省土木工程防灾重点实验室云南昆明650500

高模量沥青混合料因其出众的抗车辙性能和抗疲劳性能成为构建重载交通长寿命路面的理想材料,但低温性能差成为制约其应用和发展的最重要因素。近年来,如何改善高模量沥青及其混合料低温性能成为了路面领域的研究热点。本文综述了在胶结... 详细信息

高模量沥青混合料因其出众的抗车辙性能和抗疲劳性能成为构建重载交通长寿命路面的理想材料,但低温性能差成为制约其应用和发展的最重要因素。近年来,如何改善高模量沥青及其混合料低温性能成为了路面领域的研究热点。本文综述了在胶结料中添加热塑性弹性体、油基改性剂、纳米材料以及在混合料中添加纤维这4种主要技术路径,重点阐述了这4种技术路径的改性材料用量、改性工艺参数与改性效果之间的关联,并对其改性机理进行总结。最后展望了高模量沥青及其混合料在低温性能方面的未来研究重点和发展趋势,即旨在克服高模量沥青混合料应用范围的限制,进而推动高模量沥青混合料在重载长寿命路面中的应用。

关键词：道路工程长寿命路面高模量沥青混合料低温性能

基于氢化还原与端基钝化的老化沥青化学修复机制与性能评价

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重庆大学学报 2023年第12期46卷 114-122页

作者：陈辉强雷笑秋程俊重庆交通大学土木工程学院重庆400074 中建一局集团第五建筑有限公司北京100024

针对废旧沥青因性能劣化引起的再生沥青混合料路用性能不佳的问题,选用氢化还原剂三乙氧基硅烷将老化沥青中的强极性羰基和亚砜基还原成羟基,生成极性较低的酯或者醚;再通过端基钝化剂异氰酸酯与羟基进行酯化反应,实现端基钝化。通过测... 详细信息

针对废旧沥青因性能劣化引起的再生沥青混合料路用性能不佳的问题,选用氢化还原剂三乙氧基硅烷将老化沥青中的强极性羰基和亚砜基还原成羟基,生成极性较低的酯或者醚;再通过端基钝化剂异氰酸酯与羟基进行酯化反应,实现端基钝化。通过测试老化沥青各修复阶段的微观化学结构与极性变化,研究其修复机理;进而以基质沥青为参比,分析测试老化沥青性能修复前后的动力粘度和低温性能,评价氢化还原与端基钝化对老化沥青的化学修复效果。结果表明,氢化还原与端基钝化使老化沥青的化学结构发生了本质的变化,三乙氧基硅烷可将老化沥青中羰基和亚砜基还原成羟基,异氰酸酯可将羟基酯化成酯;经氢化还原与端基钝化之后,老化沥青的极性显著减弱,分子间作用力和粘度明显降低,低温变形能力得以显著改善,且老化沥青的低温性能与官能团指数之间具有良好的相关性。

关键词：氢化还原端基钝化老化沥青极性动力粘度低温性能