凹凸棒土悬浮液高温流变特性初步探究

凹凸棒土(ATP)适于配制盐水钻井液,其流变性研究主要集中在常温条件下,而高温流变特性的研究尚未见诸文献。文中就ATP加量、测试温度、氯化钠、抗高温聚合物等因素对ATP高温流变性的影响进行了充分的试验,并就其流变模式进行了拟合与优选。结果表明:1)ATP悬浮液黏度随自身加量增加而升高,随测试温度升高而降低,温度高于190℃且加量低于6%时,加量对黏度的影响不显著;2)相比于赫巴模式与卡森模式,宾汉模式更适于对凹凸棒土190℃以上的流变特性进行表征;3)氯化钠与抗高温聚合物对凹凸棒土悬浮液高温下黏度的保持均具有一定的促进作用,在160~190℃范围内使得其悬浮液黏度有所提升,加量越高,发生提升现象对应的温度值越低。上述结果对于凹凸棒土抗高温钻井液的配制及其在高温下流变特性的变化规律探究具有一定的理论意义。

非晶态α-烯烃共聚物/丁苯橡胶复合改性沥青的高温流变特性

采用热塑性树脂类改性剂非晶态α-烯烃共聚物(APAO)和丁苯橡胶(SBR)对沥青进行改性制备了APAO/SBR复合改性沥青,测试了其基本性能,同时采用布氏黏度仪和动态剪切流变仪考察了APAO与SBR的质量比对复合改性沥青高温流变特性的影响。结果表明,随着APAO用量的增加,APAO/SBR复合改性沥青的针入度、延度、质量损失率和相位角逐渐减小,软化点、黏度和车辙因子逐渐增大;APAO可以提升沥青的高温抗车辙性能,APAO/SBR复合改性沥青呈现出剪切变稀的现象。

橡胶粉-石油沥青交联机制及高温流变特性

为了研究橡胶粉-石油沥青的交联机制及橡胶粉改性沥青的高温流变性能,通过基本性能、动态剪切流变和傅里叶红外光谱试验对橡胶粉改性沥青材料的高温流变性能和两种材料之间的交联机制进行研究。研究结果表明:橡胶粉可有效改善基质沥青的高低温性能,基质沥青针入度值较橡胶粉改性沥青增大86.44%,软化点较橡胶粉改性沥青减小24.28%,橡胶粉改性沥青的5℃延度较基质沥青减小49.32%,同时橡胶粉改性沥青的复数模量和车辙因子显著高于基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青,相位角明显小于其他两种沥青。基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青和橡胶粉改性沥青具有相似的傅里叶红外光谱振动特征峰,但由于橡胶粉和沥青之间发生物理溶胀、化学降解和脱硫等作用导致橡胶粉改性沥青在特征位置的振动峰显著强于其他两种沥青。

复掺磁铁矿粉和活性炭粉沥青胶浆高温流变特性研究

复掺磁铁矿粉和活性碳粉制备掺和料沥青胶浆,通过动态剪切流变试验(DSR)和布氏黏度试验,对比研究7组不同复掺比例的沥青胶浆高温流变特性,分析了复掺比例、试验温度和荷载作用频率等对沥青胶浆高温车辙因子、复数剪切模量、相位角和布氏粘度的影响规律。结果表明:活性炭粉在提高复掺沥青胶浆高温稳定性的同时,亦增加其黏度。建议其最佳掺配比例范围为60%~80%。磁铁矿粉与活性碳粉的复掺改性作用对沥青胶浆的相位角影响较小;高温条件下,当磁铁矿粉/活性碳粉复掺比例降低时,沥青胶浆的温度敏感性逐渐减弱。

多聚磷酸/SBS复合改性沥青的高温流变特性

为了研究多聚磷酸(PPA)/SBS复合改性沥青的高温流变特性,利用动态剪切流变仪(DSR)对四种不同掺量的PPA/SBS复合改性沥青及SBS改性沥青进行重复蠕变恢复试验(RCRT)。结果表明:PPA/SBS复合改性沥青变形恢复能力不受加载循环次数与应力水平的影响,但受温度的影响,其在蠕变阶段主要发生黏性流动变形,且卸载后黏性变形不可恢复;PPA/SBS复合改性沥青的累积应变随温度、应力水平和荷载作用次数的增加显著增大,特别是温度和应力水平对改性沥青累积应变的影响较大;在温度和应力水平相同的条件下,复合改性沥青中PPA 1%+SBS 3%的改性沥青蠕变劲度的黏性部分G v值最大,具有最好的高温抗变形能力。

集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响

为研究集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响,分别将5种氧化物粉末与克拉玛依70#沥青混合并制备成沥青胶浆。利用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青胶浆的复数剪切模量和相位角,并以车辙因子G*/sinδ表征沥青胶浆的高温流变特性。结果表明:5种氧化物粉末均能提高沥青胶浆的车辙因子,改善高温性能。在65℃下,掺加氧化镁的沥青胶浆车辙因子提高4.5倍,掺加二氧化硅或氧化钙的沥青胶浆车辙因子提高3倍,掺加氧化铝或氧化铁粉的沥青胶浆车辙因子略有提高。

DIBCH增塑剂改性沥青高温流变特性

以环己烷二甲酸二异丁酯(DIBCH增塑剂)作为沥青改性剂,制备不同掺量的DIBCH增塑剂改性沥青,利用动态剪切流变仪及通过频率扫描实验、温度扫描实验及多应力重复蠕变恢复实验,研究DIBCH改性沥青的高温流变特性。结果表明,DIBCH增塑剂掺入后,沥青中黏性成分占比增多,沥青的高温抗车辙能力降低,但PG等级不发生改变,改性前后沥青的高温等级均为PG58;DIBCH增塑剂对沥青的温度敏感性有一定改善效果;相较于基质沥青,DIBCH改性沥青的高温抗变形能力和蠕变恢复能力较弱。

灰渣沉积物强度与其高温流变特性的关系

通过实验模拟研究了不同温度下灰渣沉积物的强度特性 ,测试了灰渣粘度和表面张力特性 ,分析了灰渣沉积物强度形成机理及其与灰渣高温流变学特性的关系 .

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青，可以方便地剐定SBS改性沥青的复数剪切模量和相位角，计算出粘性和弹性分量，并可用各种相关参数表征SBS改性沥青的流变特性。通过分析，对于与采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青流变特性有关的几个问题进行了讨论。

木质素纤维与硅藻土复合改性沥青高温流变特性研究

为掌握木质素纤维与硅藻土复合改性沥青高温流变特性,分别制备木质素纤维与硅藻土单一改性沥青及二者复合改性沥青,并以SBS改性沥青为参照,进行动态剪切流变(DSR)试验研究其高温流变性能变化规律。结果表明:单一木质素纤维或硅藻土改性沥青高温性能及其温度敏感性均较SBS改性沥青差;采用木质素纤维与硅藻土复合改性能改善单一木质素纤维或硅藻土改性沥青高温性能及其温度敏感性,且随着木质素纤维与硅藻土复合物质量分数的提高改善效果更加明显,其中二者复合物质量分数超过10.5%(1.5%+9%)时沥青高温性能及其温度敏感性优于SBS改性沥青。

两种高黏沥青高温流变特性对比研究

为对比研究国产高黏沥青与日本TPS高黏改性沥青,文章以中海70~#石油沥青制备不同掺量的国产高黏沥青和TPS高黏沥青,开展高温PG分级试验及多重应力蠕变恢复试验(MSCR),以评价国产高黏沥青和日本TPS高黏沥青结合料的高温流变性能。结果表明:TPS高黏沥青高温性能和温度敏感性均优于国产高黏沥青,但在64℃、70℃温度条件下差异较小;国产高黏沥青在不同掺量下相位角区分度明显,而TPS高黏沥青区分度不明显;两种高黏沥青在64℃和70℃下不可恢复蠕变柔量J趋同;在60℃~70℃区间,两种高黏沥青的高温流变特性差异较小。考虑到路面实际最高温度处于60℃~70℃,在高温天气并不极端气候条件下,排水路面采用国产高黏沥青替代进口高黏沥青具备可行性。

纤维改性沥青胶浆高温流变性及低温韧性研究

为了研究纤维改性沥青胶浆的性能,借助针入度、软化点、黏度、动态剪切及低温小梁弯曲试验,研究了不同纤维类型(纤维素、玻璃纤维和聚酯纤维)对沥青胶浆性能的影响规律。结果表明:纤维的添加降低了沥青的针入度,增加了软化点和黏度,说明纤维可以改善沥青胶浆的高温稳定性,也可以改善沥青的高温流变特性和低温韧性;其中纤维素纤维对沥青胶浆的高温流变性能提升效果最佳,聚酯纤维对低温韧性提升效果最明显。

布敦岩沥青改性沥青高温动态流变性能研究

采用动态剪切流变仪对布敦岩沥青(BRA)改性沥青高温动态流变性能进行试验研究。结果表明,BRA改性沥青的温度敏感性随岩沥青掺量的增加而降低;岩沥青掺量达到20%时,BRA改性沥青的PG分级要高于基质沥青一个温度等级;掺量达到40%时,BRA改性沥青的车辙因子接近于SBS改性沥青;车辙试验结果与车辙因子关系表明岩沥青掺量的增多提高了沥青混合料的动稳定度,车辙因子适用于评价BRA改性沥青的高温性能。

橡胶沥青高温流变性能研究

为探究橡胶粉对沥青的改性作用,通过布氏粘度试验和DSR试验,研究了制备条件和橡胶粉掺量对沥青粘度、复数剪切模量(G*)、相位角(δ)、车辙因子(G*/sinδ)和疲劳因子(G*sinδ)等高温流变指标的影响。试验结果表明:反应时间越长粘度越大,随搅拌温度的升高,粘度出现先增大后减小的趋势,当搅拌温度为190℃时粘度最大;随橡胶粉掺量的增多,粘度、G*、G*/sinδ和G*sinδ逐渐增大,而δ逐渐减小,当掺量大于22%时粘度急剧增长,掺量大于19%时,G*/sinδ增长不明显,表明过多的橡胶粉对提高沥青高温抗变形能力不明显,反而会降低抗疲劳性能;各掺量下G*/sinδ和T之间都有很好的双对数线性相关性,其中|K|随掺量的增大先减小后增大,当掺量为19%时,|K|最小为0.203,此时橡胶沥青感温性最小。

受阻胺类光稳定剂GW-3346对机场道面用沥青性能的影响

为解决高原地区机场沥青道面受紫外光老化影响的问题,利用紫外老化环境箱模拟野外环境老化条件进行试验,研究老化时间和光稳定剂(GW-3346)对沥青高温力学性能、低温抗裂和抗疲劳性能的影响。试验结果表明,强紫外光降低了沥青的疲劳性能和低温性能,改善了抗车辙性能,且随老化时间延长而加剧;受阻胺类光稳定剂GW-3346能较好地对SBS改性沥青进行抗紫外老化性能改善,且对其性能改善存在合适的掺量范围,而对基质沥青性能改善并不适用,建议对SBS改性沥青采用GW-3346进行性能改善。