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纖維加入瀝青材料后,纖維與瀝青兩相的結(jié)合狀態(tài)是纖維改性瀝青的基本先決條件。在瀝青材料中添加纖維改性劑后,瀝青材料自身的組分和結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化,從而使瀝青材料的流變性能發(fā)生相應(yīng)的變化。纖維改性劑是如何改變?yōu)r青材料的流變性能、改性過程中哪些因素能產(chǎn)生明顯的改性效果以及改性劑改性的作用機理等,都需要用流變理論和流變模型來闡釋和預測。因而對瀝青流變特性的研究可從根本上揭示纖維改性劑的改性效果和作用機理,對纖維改性瀝青膠漿的流變性能進行系統(tǒng)研究具有十分重要的意義。 采用SEM、EDS、FTIR和Raman光譜分別對玄武巖纖維的微觀形貌、成分及分子結(jié)構(gòu)進行研究；用X射線衍射儀對玄武巖纖維的礦物物相進行研究,并通過高斯擬合以及準謝樂公式計算得到纖維的近程有序度；利用無規(guī)網(wǎng)絡(luò)學說,結(jié)合玄武巖纖維的成分計算得到纖維的無規(guī)網(wǎng)絡(luò)參數(shù),并對玄武巖纖維的結(jié)構(gòu)和性能做進一步的預測。 對化學穩(wěn)定性的研究,先利用SEM、EDS、XRD、FTIR等測試方法表征酸堿處理后玄武巖纖維的微觀形貌、成分、礦物物相、近程有序度以及分子結(jié)構(gòu),并借助質(zhì)量保留率、強度保留率、彈性模量保留率等參數(shù)來表征其質(zhì)量和力學性能的損傷規(guī)律,后經(jīng)綜合分析獲得玄武巖纖維的酸堿侵蝕機理。 對熱穩(wěn)定性的研究則先利用不同氣氛下的TG-DSC曲線分析玄武巖纖維在熱處理過程中可能發(fā)生的理化反應(yīng),然后利用金相顯微鏡、拉伸試驗和FTIR光譜獲得熱處理對玄武巖纖維形貌、力學性能及分子結(jié)構(gòu)的影響,并通過XRD研究玄武巖纖維熱處理前后的析晶物相的變化,獲得玄武巖纖維的析晶規(guī)律以及原理。 對纖維瀝青結(jié)合狀態(tài)的研究,借助旋轉(zhuǎn)粘度計、維卡儀、網(wǎng)籃析出實驗、FTIR光譜、軟化點儀分別研究玄武巖纖維對瀝青膠漿的粘度和針入度的影響、不同種類纖維對瀝青的吸附性能、各種纖維與瀝青的兩相結(jié)合的類型以及玄武巖纖維與棉狀纖維分別對瀝青膠漿軟化點的影響規(guī)律。 利用動態(tài)剪切流變儀研究纖維瀝青膠漿的動態(tài)剪切流變性能,實驗中研究了玄武巖纖維的不同摻量、試驗溫度、纖維種類、載荷作用頻率和纖維的長徑比分別對纖維瀝青膠漿的動態(tài)剪切流變性能的影響規(guī)律,并利用美國公路戰(zhàn)略研究計劃(SHRP)中定義的車轍因子來表征纖維瀝青膠漿的抗永久變形的能力。
后利用軟件將玄武巖纖維瀝青膠漿的車轍因子和溫度的關(guān)系進行擬合,獲得車轍因子和溫度的擬合關(guān)系方程,并賦予方程中的擬合參數(shù)一定的物理意義。
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