【摘 要】
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通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明了黏弹性材料的黏弹性行为分数阶演算,并采用分数阶导数黏弹性模型对沥青BBR蠕变劲度曲线进行拟合,确定了相关的模型参数和物理意义.同时,基于分数阶导数黏弹性模型构建了沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程.结果表明,BBR试验了4种沥青60 s时的蠕
【机 构】
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内蒙古大学 交通学院,呼和浩特 010070;内蒙古大学 桥梁检测与维修加固工程技术研究中心,呼和浩特 010070;内蒙古大学 交通学院,呼和浩特 010070
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通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明了黏弹性材料的黏弹性行为分数阶演算,并采用分数阶导数黏弹性模型对沥青BBR蠕变劲度曲线进行拟合,确定了相关的模型参数和物理意义.同时,基于分数阶导数黏弹性模型构建了沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程.结果表明,BBR试验了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m与温度的关系,由于沥青会发生玻璃化转变,在温度低于-18℃时,其4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变,不会呈现显著的线性变化;分数阶导数黏弹性模型能够更加精确地描述BBR试验中的沥青低温性能,模型参数A和分数阶导数阶次α具有物理意义.参数A表示沥青低温变形因子,参数A值越大4种沥青的低温抗裂性越好;分数阶导数阶次α表示沥青低温松弛因子,α值越大,4种沥青的沥青低温松弛能力越强,分数阶导数阶次α可较好地预估沥青的低温蠕变速率m;基于分数阶导数黏弹性模型,沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程可以采用蠕变柔量速率J\'(t)表征,并通过增大模型参数分数阶导数阶次α,可以得到更大的蠕变柔量速率J\'(t),以提高沥青低温抗裂性能,故蠕变柔量速率J\'(t)是一种能够很好地表征沥青低温性能的指标.
其他文献
以氧化石墨烯(GO)、硝酸银(AgNO3)为前驱体,水合肼(N2 H4·H2 O)为还原剂,通过化学还原的方法成功合成了石墨烯负载银复合粉体材料(Ag/rGO),并对复合粉体进行了光催化研究.借助X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,对Ag/rGO粉体材料结构和性能进行表征分析.结果表明,GO和Ag+在反应过程中可同时被N2 H4·H2 O还原,获得的纳米银粒子(AgNPs)均匀分布于还原氧化石墨烯片层之
选用沥青为碳源,掺杂玉米淀粉,采用物理活化法制备沥青基活性炭,采用SEM、元素分析仪、FT-IR、77 K-N2吸附脱附等温线和273 K-CO2吸附等温线对活性炭的表面性质和孔结构进行分析,从而研究玉米淀粉掺杂量对沥青活性炭的表面性质、孔结构及CH4/N2吸附分离性能的影响,并采用Toth模型对298 K和100 kPa下CH4和N2吸附等温线进行拟合.结果表明,随着玉米淀粉掺杂量的增加,沥青活性炭的微孔体积从0.142 cm3/g提高到0.406 cm3/g,微孔比表面积从352 cm2/g提高到10
针对碳纤维增强高铝锌合金复合材料制备过程中碳纤维与金属基体界面结合性以及提高复合材料的摩擦性能等问题,研究了碳纤维表面金属化工艺,并以高铝锌合金ZA27为研究对象,采用含量为3％(体积分数)表面金属化短切碳纤维为增强材料,通过冷压烧结技术,制备了一种新型高铝锌合金复合材料.借助扫描电子显微镜对表面金属化碳纤维及复合材料的微观形貌、物相组成进行表征,并利用直线往复式摩擦磨损试验机对复合材料进行摩擦学性能测试.结果表明,电镀铜层呈径向生长分布在碳纤维表面,将碳纤维完全包覆,并无明显脱落.镀铜碳纤维与基体材料结
通过调整Si元素的含量,制备出一系列不同Si含量(0,0.3％,0.6％和0.9％质量分数)的Al-Cu-Si复合材料,研究了Si含量对Al-Cu-Si复合材料的硬度、断口形貌及力学性能的影响.结果表明,在引入Si元素后,所有复合材料的布氏硬度均得到了显著提高,且硬度随着Si掺量的增加而增加,当Si含量为0.9％(质量分数)时,硬度达到最大值为60.2 HB;随着Si元素的引入,Al-Cu-Si复合材料的抗拉强度和抗压强度均得到了提高,且随着Si含量的增加呈现出先升高后降低的趋势,在Si含量为0.6％(质
以硝酸锌为锌源,在埃洛石纳米管(HNTs)表面原位生长氧化锌(ZnO)纳米粒子,制备了ZnO/HNTs纳米复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙度分析仪、紫外-可见-近红外漫反射测试仪、Zeta纳米粒度分析仪对复合材料进行了测试表征,在紫外光照射下研究了埃洛石(HNTs)、纳米ZnO和纳米ZnO/HNTs复合材料对亚甲基蓝(MB)的吸附及光催化降解性能.结果表明纳米ZnO均匀负载在HNTs表面,相比于ZnO纳米颗粒,复合材料比表面积高达44.305 m2/g,提高了1.2
以3,3,4,4-联苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4-二氨基二苯(ODA)为原料合成聚酰胺酸盐(PAAs)溶液,并基于冷冻干燥技术和热酰亚胺反应成功了制备聚酰亚胺(PI)气凝胶.通过探究不同PAAs溶液浓度对制备的聚酰亚胺气凝胶材料的密度、收缩率、孔隙结构、压缩性能、隔热性能、阻燃性能的影响,来研究聚酰亚胺气凝胶的构效关系.发现聚酰亚胺气凝胶的孔洞直径随PAAs溶液浓度的增大而减小,收缩率亦随之减小.PI-4的压缩强度可达50 kPa,导热系数低至0.0309 W/(m·K),垂直燃烧试验中不熔融滴落,损
磁流变弹性体(MREs)是由分散在各种橡胶类基体中的磁性粒子在外加磁场下固化而成的一种新型智能材料.其刚度和阻尼等特性可通过调节磁场大小来实现控制,因此在隔振或吸振系统中具有广泛的应用前景.目前对磁流变弹性体材料的剪切力学性能研究主要是集中在恒压工况下,而在实际工作中,磁流变弹性体通常是在不同的轴向压力作用下进行剪切工作.基于此,通过实验研究了在相同配比、固化条件下,轴向压力对磁流变弹性体的剪切性能影响.测试结果表明,轴向压力对磁流变弹性体的剪切性能有较大的影响.在相同磁场强度下,磁流变弹性体的储能模量和
以FeCl3·6H2O、ZnCl2分别为锌源和铁源,采用热沉淀法制备具有空心结构且吸波性能良好的Zn-Fe2O4,并通过SEM、TEM、XRD、XPS、BET、VSM、VNA等对其微观形貌、物相组成、比表面积及孔径分布、静磁性能、电磁性能等进行测试表征.结果表明,当涂层厚度为5.0 mm时,制备的空心结构ZnFe2O4在4.9 GHz有最小反射损耗-37.5 dB,小于-10 dB的有效频带宽度为3.9 GHz(3.5～6.9 GHz、17.1～17.6 GHz),其表现出的优异的吸波性能归因于独特的空心
为研究ATBC增塑剂对沥青及沥青混合料性能的影响,选用4种不同掺量对SK70#、SK90#、中海90#3种基质沥青进行改性,通过三大指标试验和脆点试验探究其对沥青高低温性能和感温性能的作用,之后制成沥青混合料试件通过低温弯曲试验、车辙试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究其对路用性能的影响.结果表明,ATBC增塑剂能同时显著提高沥青低温性能和沥青混合料的低温抗裂性能,3.5％掺量使中海90#的5℃延度和当量脆点分别提高1371.69％和下降132％,使沥青混合料最大弯拉应变提高13.74％,同时还能改善沥青感
采用光学浮区法生长出了纯净不含杂相的CuFeO2晶体,并探究了生长速率对晶体质量的影响;由于CuFeO2的不一致熔融特性,低生长速率0.5 mm/h是必要的,且为了稳定融区,生长过程中灯的功率需要仔细调整.用XRD、SEM、PPMS对晶体样品进行了表征并与高温固相法所制得的样品进行了对比.XRD结果显示,由液相冷却制备得到的晶体样品为单一的铜铁矿结构,不含杂质相;SEM图像表明,晶体样品更加致密,样品无孔隙;M-T曲线显示出,相比于陶瓷样品,晶体样品反铁磁性稳定性和磁耦合相互作用被削弱.