瀝青路面用棉秸稈纖維的制備及性能研究

【摘要】：纖維瀝青混合料因其優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及抗水損害性能被廣泛應(yīng)用于瀝青路面工程。目前,可用于瀝青混合料的纖維類型眾多,制備工藝復(fù)雜,制造成本高。棉花為錦葵科草木類植物,其秸稈富含植物纖維。為了解決棉秸稈資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題,挖掘棉秸稈潛在的可利用價(jià)值,進(jìn)一步拓展棉秸稈的應(yīng)用范圍,探索新型路用棉秸稈纖維的制備與性能評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诿藿斩挸煞趾图夹g(shù)特性,提出將棉秸稈加工成一種可摻入瀝青混合料的纖維材料,并對(duì)其路用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先,根據(jù)棉秸稈的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和纖維束的分離原理,分析已有纖維加工設(shè)備的適應(yīng)性,選用水平磨盤研磨機(jī)、垂直磨盤研磨機(jī)、立盤爪式粉碎機(jī)、刀片式剪切機(jī)、錘式粉碎機(jī),進(jìn)行棉秸稈纖維制備,評(píng)價(jià)制備后纖維的技術(shù)性能,確定棉秸稈加工設(shè)備為刀片式剪切機(jī);隨后,在不同工藝條件下,制備棉秸稈纖維,分析其技術(shù)性能的差異,確定合理的制備工藝參數(shù)。綜合所選用的設(shè)備和加工工藝參數(shù),確定棉秸稈的最佳制備工藝流程:棉秸稈預(yù)處理、錘式粉碎、高速剪切分散、烘干后處理,棉秸稈預(yù)處理階段分為初步碾壓與剪切、浸泡,在飽和面干狀態(tài)進(jìn)行錘式粉碎,然后在刀片式剪切機(jī)中高速剪切分散。最后,得出適用于瀝青混合料的棉秸稈纖維長(zhǎng)度分布在1~6 mm。設(shè)計(jì)吸油率和纖維耐熱老化試驗(yàn)方法,評(píng)價(jià)棉秸稈纖維的吸油性和耐熱性,并于木質(zhì)素纖維進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:棉秸稈纖維吸油性略小于木質(zhì)素纖維,在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保存,棉秸稈纖維老化變脆,但性能基本趨于穩(wěn)定。研究成果為棉秸稈纖維在瀝青混合料中的應(yīng)用提供參考。 【關(guān)鍵詞】：瀝青路面棉 秸稈纖維 加工設(shè)備 制備工藝參數(shù) 路用性能
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U414
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 研究背景及意義9-17
• 1.1.1 棉秸稈應(yīng)用概況9-10
• 1.1.2 棉秸稈的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.3 纖維瀝青混合料的國(guó)外研究概況13-15
• 1.1.4 纖維瀝青混合料國(guó)內(nèi)研究概況15-17
• 1.2 瀝青路面用棉秸稈纖維可行性分析17-21
• 1.2.1 棉秸稈成分分析17-20
• 1.2.2 棉秸稈纖維用于瀝青混合料中的可行性20-21
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線21-23
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-23
• 第二章 棉秸稈纖維加工設(shè)備選型23-34
• 2.1 秸稈纖維加工方法現(xiàn)狀23-25
• 2.2 棉秸稈纖維制備設(shè)備探索25-32
• 2.2.1 水平磨盤研磨機(jī)25-27
• 2.2.2 垂直磨盤研磨機(jī)27-29
• 2.2.3 立盤爪式粉碎機(jī)29-30
• 2.2.4 刀片式打散機(jī)30-31
• 2.2.5 錘式粉碎機(jī)31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-34
• 第三章 棉秸稈纖維的制備方法34-45
• 3.1 工藝路線比選34-36
• 3.1.1 預(yù)處理工藝34-35
• 3.1.2 機(jī)械破碎35
• 3.1.3 高速剪切分散35
• 3.1.4 烘干后處理35-36
• 3.2 最佳制備工藝的篩選36-39
• 3.2.1 棉秸稈粒狀物料的探索實(shí)驗(yàn)36-38
• 3.2.2 全棉秸稈的探索實(shí)驗(yàn)38-39
• 3.3 制備過程中關(guān)鍵因素的研究39-43
• 3.3.1 浸泡程度39-40
• 3.3.2 含水量40-41
• 3.3.3 不同打散時(shí)間41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 棉秸稈纖維的路用性能表征研究45-62
• 4.1 瀝青路面用纖維的性能評(píng)價(jià)方法45-48
• 4.1.1 有機(jī)合成類路用纖維評(píng)價(jià)方法45-46
• 4.1.2 無(wú)機(jī)礦物類路用纖維評(píng)價(jià)方法46-47
• 4.1.3 天然植物類路用纖維評(píng)價(jià)方法47-48
• 4.2 棉秸稈纖維路用性能評(píng)價(jià)48-61
• 4.2.1 棉秸稈纖維的微觀形貌分析49-53
• 4.2.2 棉秸稈纖維的長(zhǎng)徑比分析53-54
• 4.2.3 棉秸稈纖維的吸油性分析54-56
• 4.2.4 棉秸稈纖維的耐熱性分析56-59
• 4.2.5 棉秸稈纖維摻入瀝青膠漿的延度試驗(yàn)分析59-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 主要研究結(jié)論及進(jìn)一步研究62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66

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