石墨烯改性乳化瀝青
乳化瀝青是黏稠瀝青經(jīng)熱融和機械作用以微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑-穩(wěn)定劑的水中,形成水包油(O/W)型的瀝青乳液。乳化瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青,經(jīng)過機械攪拌和化學(xué)穩(wěn)定的方法(乳化),擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的一種道路建筑材料??梢猿厥褂?,也可以和冷、潮濕的石料一起使用。
石墨烯改性乳化瀝青是將石墨烯納米材料與傳統(tǒng)乳化瀝青復(fù)合而成的新型道路材料,通過石墨烯的獨特性能提升乳化瀝青的力學(xué)強度、耐久性及溫度適應(yīng)性。
一、性能優(yōu)勢
1.?力學(xué)性能提升?
(1)?高溫抗車轍?
石墨烯形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提升抗剪強度,動穩(wěn)定度達傳統(tǒng)瀝青的3倍。
- ?低溫抗裂性?
-30℃條件下仍保持韌性,減少低溫開裂風(fēng)險。
- ?耐久性增強?
延長路面壽命至12-14年(傳統(tǒng)路面為6-7年)。
2.?環(huán)保與施工便捷性?
(1)?凈味環(huán)保?
固硫技術(shù)處理廢舊膠粉,消除刺激性氣味。
- ?易施工性?
100℃高溫下粘度低,鋪裝更均勻。
3.?功能性擴展?
- ?自融冰雪?
導(dǎo)電石墨烯紙嵌入瀝青層,通過焦耳加熱實現(xiàn)-30℃融冰。
- ?抗老化性?
石墨烯屏蔽紫外線和氧氣,延緩瀝青老化。
二、核心應(yīng)用場景
1.?高等級公路養(yǎng)護?
用于微表處和稀漿封層,提升抗車轍能力(如河池—百色高速試驗段)。
2.?橋面防水工程?
港珠澳大橋采用環(huán)氧改性產(chǎn)品,粘結(jié)強度≥0.5MPa,防水性優(yōu)越。
3.?特殊環(huán)境路面?
機場跑道修復(fù)(如南通機場項目),滿足300℃熱穩(wěn)定性要求。
三、制備工藝要點
1.?石墨烯分散技術(shù)?
(1)預(yù)處理:二甲基亞砜(DMSO)處理提升分散性,避免聚集。
(2)高速剪切:160-170℃、3000r/min剪切45分鐘,確保均勻分散。
2.?復(fù)配工藝優(yōu)化?
(1)將石墨烯與乳化劑同步加入皂液,再與基質(zhì)瀝青乳化,簡化流程。
(2)添加SBS/SBR等聚合物,構(gòu)建三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
四、未來發(fā)展趨勢
1.?多功能集成?:開發(fā)兼具自修復(fù)、能量收集的智能路面。
2.?低成本化?:利用天然氣裂解副產(chǎn)石墨烯,降低原料成本。
3.?標(biāo)準(zhǔn)化推進?:完善施工規(guī)范(如噴灑量0.3-0.6kg/m2,環(huán)境濕度≤85%)