论文部分内容阅读
沥青已广泛应用于道路工程和建筑防水领域,我国道路沥青年消耗量已超过1800万吨,居世界第二位。然而,沥青在常温常压服役过程中会产生挥发性有机化合物(即沥青VOC),高温加热或光照(红外线、紫外线等)作用会促进VOC释放,同时其性能也会受到影响,服役寿命的缩减进而增加了资源与能源的消耗。本文基于实验室条件的VOC释放,建立沥青VOC释放装置,重点研究了沥青在非高温释放环境下,不同条件下沥青VOC的释放对沥青性能的影响。首先通过不同温度环境下沥青质量的变化来探讨其释放能力,结果表明高温条件下的沥青质量均是减少的,非高温环境条件下,无氧环境下的沥青质量也是减少的,表明非高温条件下也存在沥青VOC挥发现象,挥发能力与环境条件有关。建立了基于实验室条件沥青VOC发生装置和采样分析方法,结果表明沥青VOC释放与温度、时间、沥青种类及环境条件都有关。其次分析了非高温环境下VOC释放对沥青性能的影响,主要研究SK-70、PJ-90和SBS沥青在红外线、紫外线和真空等不同释放条件的性能变化。结果表明真空条件下的质量均是减小的,沥青VOC的释放导致其软化点增加、粘度指数增大,代表胶体结构的PI值增大,且均是真空条件下变化量最小,红外线和紫外线因其作用机制的不同而有差异；沥青VOC的释放使得其弹性成分增多,组成成分变化复杂,最大极限应变值大大的减少,广义剪切模量值增大。最后从组分变化、DSC以及红外光谱来研究沥青VOC释放前后的微观特性,主要针对非高温环境的沥青VOC释放展开研究。结果表明沥青VOC的释放使得其组成中芳香分和饱和分的总含量减少,且真空条件的减少量最小；DSC数据表明VOC的释放使得沥青物质分子的排列更大更整齐,在实验温度区间会发生变化的组成成分有所减少；红外光谱分析表明非高温释放条件下的各类峰位置的变化不大,但是某些峰的面积有所变化,主要是沥青组成中的烷烃部分减少,高温释放条件下的烷烃吸收峰明显的减弱,饱和组成和芳香组成大大较少；考察了非高温释放环境下的C=O和S=O官能团指数变化,真空条件的官能团指数略有下降,红外线和紫外线作用下均是增大,且C=O的变化量较大。本文的研究结果和研究思路将为沥青VOC释放机理的研究奠定一定的研究基础和方法指导,为沥青VOC的抑制技术研究提供研究方向。