高温固化环氧树脂配方设计及其性能研究开题报告
2020-04-26 11:53:26
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着我国交通事业的发展,越来越多的大跨径钢桥相继建成,大跨径钢桥釆用纵横加劲梁的正交异性钢板体系作为桥面系结构,具有自重轻、箱梁侧向抗风能力强等优点,在现代桥梁建设特别是大跨径桥梁建设中被广泛采用,但是国内在桥梁建设方面仍然有一些技术问题有待进一步解决,其中就包括非常棘手的钢桥面铺装问题,这一直是桥梁建设的焦点所在。[1]
正交异性板桥面系刚度偏低,桥梁振动幅度变形较大,铺装承受振动荷载作用而性能更易于衰减。而且大跨径桥梁地跨大江、大河地域,地区昼夜温差较大、湿度大、气候冬夏悬殊,钢箱梁具有良好的温度传导性,易受外界温度变化的影响。我国大跨径桥梁多分布于南方地区,冬季极端气温可达-10℃以下,大跨径钢桥多为封闭式钢箱梁结构,在夏天高温季节钢箱梁顶面的钢板实测温度有时可达70℃,铺装层储热效应明显,同时我国钢桥面铺装使用条件更加恶劣,重载、超载现象严重。由浇注式沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石改性沥青混凝土等浇注的桥面铺装层出现了严重的早期病害,例如纵向裂缝、高温车辙、疲劳开裂、铺装层间滑移、脱层问题等,经过多次维修仍然无济于事,造成很大的经济损失。为了解决大跨径桥面容易出现早期病害的问题,我国引入了环氧沥青桥面铺装材料。
环氧沥青混合料是一种性能优异的钢桥面铺装材料,大量的实验证明环氧沥青具有以下特点:(1)较好的耐高温性;(2)良好的韧性和抗变形能力;(3)良好的层间连接能力;(4)极好的抗疲劳性能和水稳定性;(5)良好的耐腐蚀性和化学稳定性。其对重载交通具有较强的适应性,很好的满足道路使用条件。环氧沥青是在沥青中加入环氧树脂和固化剂并发生固化反应,形成不可逆、高温不熔化的固化物,从而形成热固性材料。按拌合温度可以将环氧沥青分为温拌型、冷拌型和热拌型三种。[2]温拌型指拌合温度在110℃~140℃之间,中温固化环氧沥青在施工过程中容易残留水分,导致铺装层在高温天气易出现鼓包等病害。高温拌合型环氧沥青混合料是指拌合温度超过150℃的环氧沥青材料,一般高温拌合的综合性能较好,材料经过高温拌合,可以降低集料水分对铺装层性能的影响,同时高温拌合型环氧沥青有效施工时间长,降低了施工难度,固化时间变短,施工结束后可以较快的开放交通。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容和目标:
本实验以双酚a环氧树脂为主体材料,methpa为固化剂按一定质量比混合并固化,采用拉力试验机测试固化物的拉伸强度和断裂伸长率;采用dma对材料进行力学性能测试;通过sem观察固化物的微观形貌;采用黏度仪测试固化剂与树脂混合后在不同温度条件下的黏度。
技术方案及措施:
3. 研究计划与安排
第01-02周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定配方 设计方案,并完成开题报告。
第03-05周:按照设计方案,完成材料制备。
第06-12周:通过力学性能测试、dma、粘度测试、sem等分析研究不同配方下的固化环氧树脂材料的应用性能和微观形貌。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 陈仕周, 许颖. 国内外钢桥面铺装技术的发展和比较分析[j]. 城市道桥与防洪, 2010, 134(09):52-57 6.[2] 许颖. 钢桥面铺装使用情况调查及病害分析[d]. 重庆交通大学,2014.
[3] 黄红明. 热拌环氧沥青钢桥面铺装材料评价与应用研究[d]. 华南理工大学, 2013.
[4] 孙曼灵编著. 环氧树脂应用原理与技术. 机械工业出版社. 2002.9.