【摘 要】
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传统阻燃剂具有一定的阻燃效果,但存在着诸多问题,如阻燃沥青燃烧时发烟量大、阻燃剂毒性强或者使用成本高等等,经济性和环保效益不佳,这在一定程度上阻碍了我国隧道沥青路面的发展,而纯无机材料具有无毒、无害、低碳环保、经济效益好的优点。本文优选出了几种具有代表性的无机阻燃材料,基于针入度、延度、软化点试验和极限氧指数试验对其进行配合比设计,后经硅烷偶联剂表面改性,改善了无机阻燃材料与有机沥青的相容性,最终
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传统阻燃剂具有一定的阻燃效果,但存在着诸多问题,如阻燃沥青燃烧时发烟量大、阻燃剂毒性强或者使用成本高等等,经济性和环保效益不佳,这在一定程度上阻碍了我国隧道沥青路面的发展,而纯无机材料具有无毒、无害、低碳环保、经济效益好的优点。本文优选出了几种具有代表性的无机阻燃材料,基于针入度、延度、软化点试验和极限氧指数试验对其进行配合比设计,后经硅烷偶联剂表面改性,改善了无机阻燃材料与有机沥青的相容性,最终形成本文的阻燃剂配方。通过对自制阻燃沥青胶结料及其混合料的路用性能与燃烧性能进行了大量的试验研究,最终得出以下结论:(1)在进行配合比设计时,发现添加阻燃剂后沥青的针入度降低,软化点提高,说明其高温性能得到改善,但低温延度都有不同程度地降低;提高了极限氧指数(LOI),沥青的阻燃性能得到改善,当氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)和硼酸锌(ZB)的复配比例为4:1:1,总掺量为30%时,LOI值达到29.3,协同阻燃效率SE有最大值1.34,并且仅产生少量烟雾。(2)由活化指数和阻燃剂/液体石蜡体系粘度试验可知,当KH-550硅烷偶联剂用量为1.2%,反应温度为70℃,反应时间为45min时,自制阻燃剂A-Si(简称)粉体的表面改性效果较好,并通过宏观亲水性试验和微观SEM电镜扫描试验得以验证。(3)由温度扫描和频率扫描试验结果可知,阻燃改性沥青的复数剪切模量和车辙因子增大,说明阻燃剂A-Si可以增强沥青在高温条件下抵抗车辙变形的能力;相位角变小,说明阻燃改性沥青粘弹性质中的弹性组分增加。由低温弯曲梁流变试验可知,阻燃剂A-Si的掺加导致阻燃改性沥青弯曲蠕变劲度模量S增大,同时,蠕变速率m减小,说明阻燃沥青的应力松弛能力减弱。(4)沥青混合料路用和燃烧性能试验表明,自制阻燃剂A-Si在兼顾了路用性能的基础上,可以明显改善沥青混合料的阻燃性能,并减少燃烧后路用性能的损失,适用于隧道沥青路面铺筑。
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