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纳米碳酸钙改性沥青的路用性能及机理研究

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第 １期
马 峰 ， ： 米 碳 酸 钙 改 件 沥 青 的路 用 性 能 及 机 理 研 究 等 纳
２ 纳 米碳 酸钙 对 沥青 性 能 的影 响
２ １ ｎ ｎ ～ ａ Ｏ 对沥 青高 温性 能的 改善 ． ａ ｏＣ Ｃ ３
基质 、 改性 沥青 的指标 试 验结果 如 表 １ 列． 所 由表 １ 以得 到 ， 米碳 酸钙 的加入 ， 沥青 可 纳 使
性剂 与 基 质 沥 青 均匀 混 合 ． 器 为 强 力 电动 搅 拌 仪
机， 调速 范 围 ８ ～ １８ ０ｒ ｍｉ． 备 改性 沥 青 的 Ｏ ０ ／ ｎ 制 过程 是 首 先 将 沥 青融 化 至 １ Ｏ℃左 右 ， 搅 拌 的 ６ 在
收稿 日期 ：０ ６ｌ —４ ２ ０ 一０１ 马 峰 ： ．９岁 ， 士 生 ， 要 研 究 领 域 为 路 面 工程 男 ２ 博 主
环 与球 法实 测 软 化点 有 一 定升 高 ， 明 沥青 的高 说
温稳 定性 有 了一定程 度 的改善 ．
针入 度指 数与 纳米碳 酸钙 的剂 量之 间 的关 系
河北 省 交 通 厅 科 技 项 目资 助 （ 准 号 ￣ ０ ５ １ ２ 批 Ｙ２ ０ ０２ ）
维普资讯
米碳 酸 钙颗 粒平 均 粒径 为 １ ～ ３ ｍ． ５ ０ｎ 改 性剂 纳米 碳 酸 钙 ｎ ｃ一 ０ 为 白色 粉 末 状 ｐ ｃ１ １ 固体 ， 碳 酸钙 的纳 米微 粒外 裹 表面 处理剂 ， 干 为 在 燥状 态 下 不 固结 ， 用 普 通 的搅 拌 方 法就 可 使 改 采
。
酸钙 的特殊 性 ， 在试 验过程 中总结提 出 的． 经过 一 次搅 拌后 ， 试样会 出现表 面不平 整或 不 均匀 ， 会 还 有 气泡 逸 出时产 生的麻 点． 而经 过两 次搅 拌 ， 玻 用 璃 棒 缓慢 地 搅 拌一 段 时 间驱 赶 出沥 青 中气 泡 后 ， 试 样 表 面 均匀 、 整 ， 似镜 面 ， 基 质 沥青 的表 平 类 和
关 键 词 ： 米 碳 酸 钙 ； 性 沥 青 ； 用 性 能 ； 理 纳 改 路 机 中 图 法 分 类 号 ： １ ． １ Ｕ４ ６ ２ ７
纳米 碳 酸钙 是 一 种 典 型 的纳 米 粉 体 材料 ， 应 用 前景 广 阔且价 格 较低 ， 已实 现工业 化 生产 ， 造 在 纸 、 胶及 塑料 工 业 应 用 中表 现 出优 良的混 融 与 橡 增强 、 韧 性能 Ｌ 中将 纳 米 碳 酸钙应 用 于改 性 增 １文 ］ 沥青， 研究 纳 米 碳 酸 钙 改 性 沥青 的路 用性 能 的影 响与 改善 ， 讨其 改 性机 理 ， 探 为改 性沥 青 的发展 提 供 一个 新 的思 路．
用 性 能 ， 用 沥 青 的 四组 分 分 析 、 外 光 谱 和 差 示 扫 描 量 热 分 析 等 试 验 手 段 探 讨 改 性 机 理 ． 果 表 运 红 结 明 ， 米 碳 酸 钙 掺加 到 沥 青 中改 善 和 提 高 了沥 青 性 能 ； 米 碳 酸 钙 加 入 基 质 沥 青 后 ， 与 基 质 沥 青 纳 纳 能 形 成 均 匀 、 定 的共 混 体 系 ， 善 了 沥青 的高 温 性 能． 稳 改
同 时加入 所 需 剂 量 的改 性 剂 ， 改 性 剂 均 匀缓 慢 将 地 加 入 基 质 沥青 中 ， 加过 程 控 制 在 ５ｒｉ 掺 ｎ内完 ａ
成 ， 后 保 持 １ ０℃左 右 的 温 度 ， 续 搅 拌 １ ～ 然 ６ 持 ５
２ ｎ 转 速 在 ４ ０ ６ ０ｒ ｒｉ． 拌 结 束 后 ， ０ｍｉ ， ５ ０ ／ ｎ 搅 ａ 让
Ｖ ｏ ．３１ Ｎｏ．１ １ Ｆｅ ｂ． ２ ０７ ０
纳 米 碳 酸 钙 改 性 沥 青 的路 用 性 能及 机 理 研 究 ＊
马 峰 张 超 傅 珍
（ 安大 学特殊地区公路工程教育部重点实验室 长 西 安 ７ ０ ６ ） １０ ４
摘 要 ： 了 解 纳 米 碳 酸 钙 改 性 沥 青 的 路 用 性 能 及 改 性 机 理 ， 过 沥 青 及 沥 青 混 合 料 试 验 分 析 其 路 为 通
维普资讯
第 ３ 卷 第 ！ １ ２０ ０ ７年 ２月
武汉理Ｔ大学学报鸯 鍪 ） （ 差
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｕ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＷ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ
（ ｒ ｎ ｐ ｒａ ｉ ｃ ｎ ｅ＆ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｔ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｏ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ） ｎ
样 品 自然冷 却 ， 置 ２ 右保证 样 品 充分 冷却 放 ４ｈ左
后， 重新 加热 至 １ ０ Ｃ左 右 ， 持其 温度 并再 次 以 ６ 保 ４ Ｏ ０ ／ ｎ的转 速 持续 搅 拌 １ － ２ ｉ ， ５ ～６ ０ｒ ｍｉ ５－ ０ｒ ｎ 制 ￣ ａ 成 改性沥 青试 样．
试验采 用 的改性 沥青 制备 方法 是针对 纳米 碳
１ 纳 米 碳 酸 钙 改性 沥 青 的制 备
所 用 基质 沥青 是科 氏 （ Ｃ ９ 沥青 ， 性 ＫＯ Ｈ） ０ 改 剂 为北 京 纳诺 泰克 科技 有 限公 司生 产 的纳米碳 酸 钙 （ａ ｏＣ Ｃ ） 品 ， 号 为 ｎ ｃ一０ ． ｎ ｎ — ａ Ｏ３产 牌 ｐ ｃ １ １ 该公 司
拥 有 纳米 粉 体 工 业 化 制 备技 术 ， 用 旋 转产 生 的 利 比地球 重 力 加 速 度 高 得 多 的超 重 力 环境 ， 分 子 在
尺 度上 有效 控制 化 学反 应 、 晶过程 ， 而获得 粒 结 从
面 没有 明显 差别 ， 此时认 为试 样混 合均 匀．
度小 ， 布 均匀 的高 质 量纳 米粉 体产 品 ， 成 的纳 分 合

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纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文

纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文

纳米碳酸钙硬下沥青基炭材料的制备研究论文纳米碳酸钙硬模板下沥青基炭材料的制备研究论文煤沥青（CTP）是焦化企业加工过程的副产物。

已有研究说明，生产 1 t 的焦炭大约可产生 2. 5% ~ 3%（质量分数）的煤沥青。

据统计，我国仅xx 年焦炭产量就达 476 Mt,因此，煤沥青资源相当丰富。

目前，CTP 主要用于制备冶炼铝电极材料、活性炭、建筑业以及合成各种新型炭材料如中间相沥青[1]、碳微球[2]及针状焦[3]等方面。

如何提升其潜在价值，无论对焦化产业链条的延伸，还是对煤化工的开展均具有重要意义。

可再生能源如太阳能、风能等的开发与利用成为近年世界各国重要的能源研究内容之一，如何解决其利用过程的不稳定性对推动这些可再生能源的利用具有重要作用。

电化学电容器是一种重要的储能装置。

因此，其研究受到世界各国科技工作者的高度关注[4-5].电极材料的电化学性质对其性能具有决定影响，尤其是碳基电极材料具有耐酸碱、热稳定性好和循环寿命高等优点，因此，不同构造的炭材料，如活性炭[6]、炭气凝胶[7]、碳纤维[8]、碳纳米管[9]和石墨烯[10]等电化学性质在文献中均有报道。

同生物质[11-12]相比拟，煤沥青具有不受季节干扰、价格廉价、炭化产率高[13]等优点，如能作为储能材料使用，可望极大降低生产本钱。

相对其它材料而言，以煤沥青为炭材料前驱体用于电化学电容器的研究相对较少。

文献[14]和[15]分别报道了以纳米氧化镁和纳米氧化铁为模板制备的沥青基炭材料，其比电容值分别为 100 和194 F/g; 前者电容较低，后者所用纳米氧化铁价格昂贵，不利于大规模使用；此外，Zeng 等采用煤沥青和松香[16]共热解，得到的沥青基碳材料最大比电容值为 203 F/g.本文采用纳米碳酸钙为硬模板，是由于纳米碳酸钙不仅价格非常廉价，而且高温下热解放出二氧化碳有利于孔道构造的形成，这对提高电容具有重要的促进作用。

通过利用其本身的占位和热分解双重作用制备的沥青基炭材料，有望提高储能材料的比电容和降低本钱。

纳米材料在沥青路面中的应用进展

纳米材料在沥青路面中的应用进展


景 。
关键词 ：纳米材料 ；改性沥青 ；沥青 路面 ；复合式 ；分散性
中 图分 类 号 ：Ｕ４１４．叭
文 献 标 识 码 ：Ａ
随着纳 米技术 的 日益 进 步 ，纳 米 技 术 对 传 统 材
目前 ，无 机 非金 属 纳 米 材 料 常用 来 制 备 纳 米 改
料 性能 的优 化 已被 证 明是一 个 良好 的研究 对象 。在 性 沥 青 ，主 要 包 括 纳 米 ＳｉＯ 、ＴｉＯ 、ＣａＣＯ，、ＺｎＯ、
口
Ｏ
１．２ 纳 米改 性 沥青混 合 料性 能研 究
此 ，本 文将 对 国 内外 纳 米 材 料 改性 沥青 的研 究 状 况
沥 青 路 面 的性 能 与 沥青 混 合 料 有 着 直 接 的 关
和进 展进行 综 述 ，同 时 总 结 规 律 ，提 出新 的研 究 方 系 ，而沥青 混 合料包 括 沥青 和矿 质集 料 ，优 良性能 的
其 他材 料不 同 ，而且 纳 米 颗 粒表 面具 有 极 强 的 原 子 沥 青 的性能 ，结 果改 性沥 青 的针人 度 、软化 点性 能 改
活 性 ，极 易 与其他 原 子结合 而使 自身达 到稳定 状 态 。 善 ；李 玉霞 等将 通 过 水热 反 应 制 备 出纳 米 氧 化 锌
建 筑材 料领 域 ，一 系 列 实 际 的应 用 和研 究 已在 国 内 Ｆｅ，Ｏ 、纳 米蒙脱 土 等氧 化物 或碳 酸盐 。这是 由于无
外 开展 。且 在高 分子 材料 及纳 米涂 料方 面学 者们 都 机非金 属 纳米材 料 与其他 金 属材 料相 比能给 沥青 带
做 了深 入研 究 并取 得 丰 富成 果 。近 年 来 ，在 道 路 建 来 互补 的物理特 性 ，如 耐磨 性 能 、抗 老 化性 能等 ，故
《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》

《纳米碳酸钙的改性及其超高强水泥基材料性能试验研究》一、引言随着科技的不断进步，纳米材料因其独特的物理和化学性质在许多领域中得到了广泛的应用。

纳米碳酸钙作为一种重要的纳米材料，具有高比表面积、高活性等优点，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料等工业领域。

近年来，随着建筑材料科学的发展，纳米碳酸钙在水泥基材料中的应用也受到了广泛的关注。

本文将就纳米碳酸钙的改性方法及其在超高强水泥基材料中的应用进行试验研究。

二、纳米碳酸钙的改性2.1 改性方法纳米碳酸钙的改性主要包括表面改性和复合改性两种方法。

表面改性是通过在纳米碳酸钙表面引入其他化学物质，改变其表面性质，从而提高其在水泥基材料中的分散性和相容性。

复合改性则是将纳米碳酸钙与其他改性剂复合使用，进一步提高其性能。

2.2 改性效果经过改性的纳米碳酸钙，其表面性质得到改善，与水泥基材料的相容性提高，能够更好地发挥其增强作用。

同时，改性后的纳米碳酸钙在水泥基材料中的分散性得到改善，能够更均匀地分布在水泥基体中，进一步提高材料的性能。

三、超高强水泥基材料的制备与性能试验3.1 材料制备将改性后的纳米碳酸钙与普通硅酸盐水泥、砂、石等材料混合，制备出超高强水泥基材料。

通过调整各组分的比例，优化材料的性能。

3.2 性能试验对制备出的超高强水泥基材料进行性能试验，包括抗压强度、抗折强度、耐久性等指标的测试。

通过对比不同配比的材料性能，找出最优的配比方案。

四、试验结果与分析4.1 试验结果通过性能试验，我们发现改性后的纳米碳酸钙能够显著提高水泥基材料的强度和耐久性。

在一定的掺量范围内，随着纳米碳酸钙掺量的增加，材料的强度和耐久性得到进一步提高。

同时，优化后的配比方案能够使材料的性能达到最优。

4.2 结果分析纳米碳酸钙的改性能够改善其在水泥基材料中的分散性和相容性，从而提高材料的强度和耐久性。

此外，纳米碳酸钙的加入还能够细化水泥石结构，提高材料的密实度，进一步增强材料的性能。

在一定的掺量范围内，随着纳米碳酸钙掺量的增加，其对材料的增强作用也更加显著。

纳米改性沥青及其路用性能

纳米改性沥青及其路用性能

纳米改性沥青及路用性能研究摘要：纳米材料由于其特殊的物理性质，在材料学中的应用越来越广泛，纳米改性沥青的研究成为路面材料研究的热点。

本文通过介绍纳米改性沥青及其研究现状，并结合实验数据，分析得出纳米改性沥青的路用性能，最后对纳米改性沥青的应用前景进行展望。

关键词：纳米材料，纳米改性沥青，路用性能；正文：1. 纳米材料简介纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm) 或由它们作为基本单元构成的材料。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。

纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1〜100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。

这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。

2. 纳米改性沥青介绍及其研究现状纳米材料改性沥青的研究是道路交通材料研究中的热点和前沿课题，纳米粒子与沥青的相容性以及在沥青中的分散和稳定性是决定纳米材料改善沥青各项性能的关键。

具有改性性能的纳米颗粒在沥青的改性方面表现出优良的混融、增强和增韧性能，对改善沥青混合料路用性能具有良好的效果。

纳米改性沥青路用性能纳米粒子的比表面积很大，表面能高，处于非热力学稳定态，很容易团聚在一起，形成带有若干弱连接界面的尺寸较大团聚体，这种团聚的二次粒子难以发挥其纳米效应，使材料达不到理想的性能。

而且由于表面有大量硅羟基，使得纳米I具有强亲水性，在有机基体中的分散性和浸润性很差。