眾所周知,聚合物改性瀝青能夠有效彌補(bǔ)普通基質(zhì)瀝青材料本身的不足,是改善瀝青路用性能的有效途徑和方向,你知道傳統(tǒng)聚合物是如何改善瀝青的高溫性能的嗎?
(1)聚合物在瀝青中大部分以顆粒或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)存在。
通常,當(dāng)溫度較高時,瀝青分子流動性增強(qiáng),當(dāng)受到荷載時易發(fā)生形變,聚合物通過兩種形式共同參與運(yùn)動,一是聚合物本身顆粒尺寸遠(yuǎn)大于瀝青分子尺寸,顆粒本身在瀝青中運(yùn)動比較困難,在一定程度上降低了瀝青的流動性。二是改性劑在瀝青中由于溶脹和吸附作用形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),分子鏈彼此相互纏繞,使流動單元變大,增加了對瀝青的流動阻力。
(2)聚合物溶脹和吸附作用。
聚合物加入瀝青后,由于溶脹和吸附作用,部分瀝青中的油分如飽和分和芳香分進(jìn)入聚合物內(nèi)部,瀝青中油分含量減少,瀝青質(zhì)含量增加,在一定程度上降低了原瀝青的流動性。
(3)聚合物的彈性恢復(fù)。
聚合物在瀝青中受外力較大時,聚合物發(fā)生了鏈段運(yùn)動,產(chǎn)生了形變,但是整個分子不發(fā)生位移,這種形變在外力除去以后仍能夠恢復(fù),尤其是熱塑性彈性體類改性劑,這類改性劑易在瀝青中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),鏈段能承受較大外力,其彈性恢復(fù)性能更好,對瀝青高溫穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)更顯著。
(4)粘度對溫度的感溫性能降低。
現(xiàn)代高分子物理學(xué)認(rèn)為,液體的流動是一種分子的擴(kuò)散過程,粘度則表征分子的擴(kuò)散速度,而熔體粘度對溫度具有依賴性。一般來說,聚合物改性瀝青中的改性劑含量較小,當(dāng)溫度較高時聚合物改性瀝青的力學(xué)行為可以看作是一般粘稠液體的流動,其熔融粘度同溫度的倒數(shù)存在著線性關(guān)系;流動活化能越大,則斜率越大,粘度對溫度的敏感性也越大。改性瀝青的吸熱能均比原瀝青降低,亦即改性瀝青的流動活化能降低,則粘度對溫度的敏感性降低,也就是說隨著溫度的升高,改性瀝青的粘度變化比原瀝青要穩(wěn)定。反映到物理力學(xué)行為上,就是瀝青的高溫性能得到了改善。
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