基于物理性能及化学组分指标的沥青老化分析

为了分析沥青老化时间对其物理性能及化学组分指标的影响,采用旋转薄膜烘箱对4种沥青样品(SK、ZH、SK-SBS、ZH-SBS)进行老化模拟,通过动态剪切流变和弯曲梁流变试验分析沥青老化前后高低温性能,引用综合效应值拟合沥青高温流变老化方程;采用傅里叶变换红外光谱试验分析特征官能团吸收峰强度,并采用棒状薄层色谱仪分析沥青四组分含量。结果表明:4种沥青针入度和软化点变化率均在老化时间为85min时变化率最大;沥青高温流变性老化方程可以反映沥青的老化程度,并且在综合效应值与老化时间的相关性方面,基质沥青优于SBS改性沥青;胶体不稳定指数随沥青老化时间的延长而逐渐减小,且变化幅度由高到低依次为:SK、SK-SBS、ZH、ZH-SBS。

不同变质程度煤二次氧化自燃的微观特性试验

为探讨煤二次氧化特性,采用煤质分析、FTIR傅里叶红外光谱分析和程序升温实验分别对榆树井褐煤、黄陵烟煤和汝萁沟无烟煤的原始煤样及其氧化后(二次氧化)煤样进行微观自燃特性对比研究。结果表明:二次氧化煤样中C含量减小,O含量增大,水分减少;而比表面积与孔隙率增大,导致与氧发生反应的面积增大,致使氧化反应前期二次氧化过程中产生的CO浓度大于一次氧化。随着温度的升高,氧化反应后期煤分子中羟基、脂肪烃等活性官能团数量随之变化并大量消耗和再生,裂解产生C_2H_4气体,导致二次氧化过程中产生的CO浓度和C_2H_4浓度小于一次氧化。此外,二次氧化煤样特征温度点均提前于原始煤样,使得发生自燃的时间提前,说明二次氧化煤样氧化性强于原始煤样,更容易自然发火。

回收沥青胶浆多尺度参数再生效果评价

为了研究不同再生剂掺量下再生沥青胶浆的再生效果、特征官能团和细观力学参数的演变及其对高温流变特性的影响,采用动态剪切流变试验(DSR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,分别测试了KL90基质沥青及其压力老化(PAV)沥青、回收沥青胶浆、再生剂掺量为6%、9%、12%的再生沥青胶浆的特流变特性和征官能团,同时采用规划求解的方法得到了沥青胶浆细观力学参数,并对沥青胶浆的宏观流变特性参数与细观力学参数的关系进行了公式推导。结果表明,温度对沥青胶浆的流变特性有重要影响,再生剂的加入使得沥青胶浆的流变特性得到恢复,同时也降低其抗车辙能力,当再生剂掺量为9%时,回收沥青胶浆的高温流变特性恢复较好;相比KL90基质沥青,PAV老化沥青和回收沥青胶浆羰基指数(CI)增加;回收沥青胶浆在1260 cm-1处、1018 cm-1和1089 cm-1处出现了C-O-C键和Si-O-Si键的特征峰,再生沥青胶浆在1744 cm-1处和1160 cm-1处出现了饱和脂肪酸酯C=O键和直链C-C键的特征峰;回收沥青胶浆的细观力学参数E1、η1、E2、η2显著高于KL90基质沥青及再生沥青胶浆,随着再生剂掺量增加,E1、η1、E2、η2逐渐减小。

长焰煤二次氧化特性参数的实验研究

为更好了解低变质程度煤样一次自燃和二次复燃过程中的变化,通过真密度测试实验、油浴程序升温实验和德国布鲁克VERTEX 70傅里叶变换红外光谱仪,从微观、宏观角度阐述了2次氧化造成指标变化的本质原因。该实验研究为低变质煤的开采及防灭火工作提供有力的理论依据。

冻融循环下沥青特征官能团含量与流变参数灰熵分析及微观形貌

为了更好地将沥青化学组分变化与沥青路用性能联系起来,提高寒区沥青路面的耐久性。本文联合傅里叶变换红外光谱(FTIR)和动态剪切流变(DSR)测试技术,基于灰色关联熵分析数学模型,探讨了冻融循环下沥青流变特性参数和特征官能团含量的变化情况及其关联程度,结合扫描电子显微镜(SEM)表征了冻融循环前、后沥青结构的微观形貌变化情况。研究结果表明:沥青在冻融循环下,发生了水-温老化反应;不同冻融循环次数下,沥青FTIR谱图中亚砜基与羰基呈现出明显增大的趋势、沥青复数剪切模量对数值随温度的升高呈现出负线性增长的趋势、相位角随温度的升高呈现线性增长的趋势、抗车辙因子随温度的升高呈现指数衰减的趋势;沥青化学组分变化对流变特性参数影响程度由大到小的排序为:羰基、芳香族化合物、非对称脂肪族化物、脂肪族化物、亚砜基;基质沥青经过水冻融循环后,沥青膜结构出现明显的褶皱和絮状区。

基于量子粒子群优化最小二乘支持向量机的变电站全寿命周期成本预测研究

变电站的规划设计与建设是电力工程建设的重点内容,快速的对变电站全寿命周期成本进行准确预测对变电站的建设具有指导意义。本文建立基于量子粒子群优化最小二乘支持向量机的变电站全寿命周期成本预测模型,将变电站全寿命周期内相关特征指标作为模型的输入,输出为变电站全寿命周期成本。通过仿真算例对比了QPSO优化LS-SVM,PSO优化LS-SVM,传统LS-SVM,BP神经网络4种预测模型的预测结果与相关性能指标。仿真结果表明,QPSO优化LS-SVM模型具有更好的预测精度,在变电站设计建设时能够快速准确的对全寿命周期成本进行预测评估,提高变电站建设的经济性。

磷系阻化剂抑制煤自燃的试验研究

为探讨含磷阻化剂的作用,采用程序升温-气相色谱联用实验方法,对比分析原煤样和添加不同阻化剂的低温氧化自燃过程中的CO和C_2H_4的释放规律,自燃升温阶段、交叉点温度及阻化率变化规律及差异。结果表明:由于阻化剂的阻化作用,CO和C_2H_4出现的温度点明显滞后于原煤样,并且释放量相对原煤样较低;煤氧化的过程中的3个阶段及交叉温度点出现明显差异,并通过阻化率的计算,分析得出20%的次亚磷酸钠的阻化效果更佳,阻化率达66.6%;通过傅立叶红外光谱分析仪,从微观上说明了阻化剂对煤中活性官能团分布的影响,结果表明:随着温度的升高,次亚磷酸钠分解出的次磷酸根还原性更强,煤分子结构中的C襒O更易与其反应,脂肪烃中的—CH_2,—CH_3与其根离子结合,从而导致脂肪烃的减少,从宏观上则表现为CO和烯烃类气体释放量的减少,是一种阻化性能较好的阻化剂。

利用FTIR研究山西地区优质烟煤的显微结构特征

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术深入了解山西地区不同变质程度烟煤显微组分之间的官能团分布、碳结构演化和芳香度等结构特征差异,可为其优质炼焦煤的应用奠定理论基础。实验选取山西地区5种不同变质程度的优质烟煤作为研究对象,通过手选结合密度梯度离心(DGC)的方法对煤中的镜质组及惰质组进行分离。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)与分峰拟合相结合的分析方法,计算原煤及其镜质组、惰质组的相关结构参数。结果表明,随着煤变质程度的增加,原煤及其镜质组、惰质组的芳香度均呈现上升趋势,且原煤的芳香度愈发趋于惰质组的芳香度,镜质组具有更多的官能团结构,镜质组对大分子结构的影响大于惰质组,原煤及镜质组的苯环上单取代基相对含量呈上升趋势、苯环上二取代基相对含量呈先上升后下降的趋势,可为炼焦煤的应用提供重要信息。

高变质烟煤二次氧化条件下自燃特性研究——以平煤六矿为例

为了探究二次氧化作用对煤自燃特性的影响,降低矿井采空区遗煤复燃的风险,以平煤六矿22290工作面原始煤样和氧化煤样为二次氧化研究对象,分析气体产物产生规律,测试二次氧化前后煤样特征温度以及二次氧化前后煤样内官能团的数量变化规律。研究结果表明:二次氧化煤样的CO和C_(2)H_(4)产生速率较原煤更快、放热强度也高于原煤,而且氧化煤样的临界温度、干裂温度、最大增速温度、失重温度均低于原煤;微观结构分析表明,二次氧化煤样中的含氧官能团-OH、-COOH和-C=O含量与原煤相比均有明显增加,而甲基和亚甲基的含量有略微下降。二次氧化煤具有更强的低温氧化性,更容易发生氧化自燃。

FTIR定量分析方法与老化沥青流变参数新探

为了将沥青胶结料的化学分析与路面使用性能联系起来,并建立规范、统一的FTIR光谱定量分析方法.采用宏观与微观分析相结合的方法,对经不同RTFOT老化周期和PAV老化前后的沥青胶结料进行FTIR表征测试分析;基于麦夸特法加通用全局优化算法对不同温度、控制应力下DSR试验的沥青胶结料复数剪切模量和相位角及FTIR测试官能团含量变化指数进行多元统计回归分析.结果表明：以吸收峰两侧最低点的切线为校正基线来计算FTIR谱图吸收峰面积、以2 000~650 cm-1作为基准谱峰范围可作为FTIR定量分析的标准;1 700 cm-1羰基和1 031 cm-1亚砜基吸收峰随着老化时间的增加而增大;沥青胶结料经RTFOT和PAV老化后其复数剪切模量和相位角随着化学官能团含量变化呈现出多元线性关系.