抑烟沥青的性能及抑烟效果评价应用研究.pdf

(申请工学硕士学位论文) 抑烟沥青的性能及抑烟效果评价研究申请工学硕士学位论文培养单位:材料科学与工程学院学科专业:材料学研究生:张红华指导老师:吴少鹏教授 2014年5 月抑烟沥青的性能及抑烟效果评价研究张红华武汉理工大学万方数据分类号密级 UDC 学校代码 10497 学位论文题目抑烟沥青的性能及抑烟效果评价研究英文 Study on Performance and Suppression Effect of Inhibitors 题目 Modified Asphalts 研究生姓名张红华姓名吴少鹏职称教授学位博士单位名称材料科学与工程学院邮编430070 申请学位级别工学硕士学科专业名称材料学论文提交日期 2014年5月论文答辩日期 2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人评阅人 2014年5月指导教师万方数据 II 独创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外, 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名: 日期: 学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版, 允许论文被查阅和借阅。本文授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生(签名): 导师(签名): 日期: 万方数据 I 摘要沥青在生产使用过程中(搅拌摊铺、服役、运输、储存等)会产生大量的有毒的有机化合物,即沥青烟气。这些有机化合物不仅会对人体健康产生一定的危害,而且会对自然环境中大气、水和土壤造成不同程度的污染。探索如何减少沥青在使用过程中有机化合物的释放,对保护人类健康以及生态环境都具有重大的意义。本文在查阅大量文献的基础上,以不影响沥青基本性能为前提, 通过在沥青中加入抑制剂减少沥青烟的释放,对抑制剂进行对比找出最佳掺量。首先,测试不同比例的抑制剂对沥青的各项物理性能、流变性能以及组成的影响。试验结果表明随着抑制剂掺量的增加,沥青的针入度和延度逐渐减小, 软化点和粘度增大,复数剪切模量增大,相位角减小,棒状薄层色谱分析(TLC-FID)结果表明,饱和分和芳香分基本不变,胶质含量下降,沥青质的含量增加;红外测试表明抑制剂的加入对沥青组分中基团种类没有明显的影响。其次,基于试验室条件下沥青烟的释放,进行了沥青烟释放的规律和抑制剂抑制效果的对比研究。结果表明沥青烟气成分主要由粒径大于1μm的颗粒状物质组成,而通过紫外可见分光光度计(UV-VIS)测试得到的粒径小于1μm的颗粒状物质和气态烃类含量比较小;研究表明,影响沥青烟释放的因素主要有沥青种类、加热时间、加热温度以及搅拌作用等;当加热温度为180℃时,沥青烟释放量增加得最快,在一定的时间范围内,随着加热时间的延长,沥青烟产生量持续增加。抑制剂LDHs对沥青烟产量的影响比较小,并且最佳比例是 4wt%;SBS抑制效果良好,比例为4wt%时抑制效果最佳,可以作为备用抑制剂; 活性炭的抑制效果非常明显,当活性炭的添加量为5wt%时,%。最后,利用热重质谱联用(TG-MS)测试技术对沥青烟气中的组分变化展开进一步研究。TG结果表明抑制剂的加入使得沥青的失重率降低,DSC数据结果则表明抑制剂的加入使得沥青的吸热量降低,在试验温度范围内会发生变化的沥青组成成分有所减少;MS数据表明,三种抑制剂对沥青烟气中的小分子、多环芳烃以及其他的化合物都具有不同程度的抑制效果;不同的质量比例对不同的有机化合物的抑制效果并不完全相同,抑制剂对沥青的挥发有机化合物具有一定的选择性。关键词:沥青烟气;基本性能;抑制剂;LDHs 万方数据 II Abstract Asphalt can produce a large number of toxic and hazardousasphalt fumesat the processing of mixing and paving and in the service