改性乳化瀝青由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一種很好的防滲透材料,相比于一般瀝青來(lái)說(shuō)具有良好的流動(dòng)性和抗開(kāi)裂性能,又可以用于微表處封層,能夠有效地改善底板的開(kāi)裂和松散從而減緩滲透危害,然而材料的自身結(jié)構(gòu)和制備工藝條件對(duì)其性能有著重要的關(guān)系。因此,一方面,通過(guò)材料自身結(jié)構(gòu)的改性可以有效提高其應(yīng)用價(jià)值。另一方面,采用多種添加材料復(fù)合改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分布進(jìn)而提高其相關(guān)性能。本文采用浸泡法制備出不同含量的含鉀載體材料,然后通過(guò)不同工藝條件制備出SBS改性乳化瀝青材料,進(jìn)而通過(guò)高速剪切法制備出抗鉀離子滲透復(fù)合材料,并分別對(duì)其在不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下抗鉀離子滲透性能進(jìn)行研究。主要結(jié)果如下:1.選用SPR高吸水性樹(shù)脂作為含鉀材料載體,因其本身具備一定吸水性同時(shí)也有著不錯(cuò)的離子交換功能。在負(fù)載測(cè)試中,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此類材料具備不錯(cuò)的負(fù)載能力,均能達(dá)到本身質(zhì)量的上百倍,能夠用來(lái)做防滲透減緩鉀離子流失和負(fù)載材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在這些材料中,相對(duì)比較好的材料是KL-5A,當(dāng)溶液溫度達(dá)到40℃,pH值為7,時(shí)間為60min,0.1g:100mL(kl-5aSPR:溶液體積),濃度為0.020mol/L時(shí),負(fù)載程度可以達(dá)到85%左右,溶液中的鉀離子在很大程度上被保留了下來(lái),是一種作為保護(hù)鉀肥流失的材料。2.用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行Langmuir和Freundlich吸附等溫方程的線性擬合,結(jié)果表明:Langmuir吸附等溫方程能較好的反映kl-5a樹(shù)脂對(duì)鉀離子的交換過(guò)程。通過(guò)對(duì)熱力學(xué)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算表明:升高溫度有助于kl-5a樹(shù)脂對(duì)鉀離子的交換過(guò)程。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程的擬合可知:ΔH40KJ/mol則吸附為物理吸附,主要的控速步驟為顆粒內(nèi)控制;表觀活化能Ea=6.033kJ/mol。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)剪切溫度抵達(dá)170℃,剪切速率達(dá)到3000rpm,剪切時(shí)間達(dá)到1h,然后160℃下發(fā)育1h時(shí),可以較好的制備改性瀝青。通過(guò)單一控制乳化瀝青工藝條件,在性能表征條件下確定了SBS含量為2~3%、pH值為5~6、乳化水溫為80℃和油溫120℃、乳化劑含量為1.0%、油水比為60:40、復(fù)合穩(wěn)定劑(PVA:CaCl_2=1:1)含量為0.15%。4.綜合多方面因素考慮,選取改性劑SBS含量為3%,負(fù)載材料添加劑含量為6%具有一定參考價(jià)值,復(fù)合材料依舊表現(xiàn)出比較好的抗鉀離子滲透性能。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),鉀離子滲透通量整體都在逐漸增大,但添加改性劑和填充劑的復(fù)合材料明顯相對(duì)有效的減緩了鉀離子的流失,時(shí)間越長(zhǎng)其增長(zhǎng)速度逐漸變緩。在模擬鹽湖水壓條件下,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),復(fù)合材料的鉀離子滲透通量增大,鉀離子滲透通量的變化趨勢(shì)先快后慢,相對(duì)于達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件下的滲透通量所用時(shí)間變短,由于外界壓力的作用,促使了鉀離子滲透,但復(fù)合材料仍然具有一定減緩鉀離子流失的作用。在模擬鹽湖鹵水條件下,隨著時(shí)間的變化,復(fù)合材料的鉀離子滲透通量增大,又因?yàn)榇嬖谥}堿腐蝕的情況,腐蝕又是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,所以鉀離子滲透通量相比之前均變大,改性劑和填充劑的添加在一定時(shí)期作用下可以減少鉀離子的流失。
【學(xué)位單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

第 2 章 負(fù)載鉀離子材料的制備及性能研究反應(yīng)方程為公式(2-3)，用 1cm 吸收池裝入標(biāo)準(zhǔn)溶針在波長(zhǎng)為 276.0nm，用去離子水作為對(duì)照，將分每個(gè)試樣的吸光度[100-102]。測(cè)試每個(gè)試樣的吸光度光度值（空白值）制得表 2-4，以此吸光度為縱坐子濃度為橫坐標(biāo)，繪制鉀離子質(zhì)量與吸光度值的

圖 2-2 材料吸水前后變化ig 2-2 Changes of materials before and after water absorpt析圖 2-3 樣品 EDS 圖譜Fig 2-3 The Sample EDS

19圖 2-3 樣品 EDS 圖譜Fig 2-3 The Sample EDS將 kl-5a 粉末樣品處理前后分別做 EDS 圖譜分析，得到如圖 2-3，從圖 a 原始 kl-5a 樣品中可以看出一開(kāi)始樣品中并沒(méi)有 K 元素，Na:C=0.4328，Cl:C0.0035；圖 b 是處理后，可以看出樣品已經(jīng)引入 K 元素，鈉元素相對(duì)含量也有所下降，K:C=0.5701；圖 c 為樣品洗滌后顯示 K元素并沒(méi)有大量減少，Cl 元素大量減少，由此可以看出樣品材料具有比較好的負(fù)載 K+能力，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)提供依據(jù)[99]。

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本文編號(hào)：2826260