极限氧指数法测试沥青燃烧性能试验因素研究

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随着沥青混凝土路面逐渐成为隧道内主要的路面结构形式,沥青的易燃性使得沥青阻燃性能的研究越来越受到专家学者的重视。如何准确合理评价沥青、阻燃沥青的燃烧性能显得至关重要。参照化工行业标准,极限氧指数法被普遍用于测试沥青的燃烧性能。因此,针对沥青的燃烧性能,研究极限氧指数法的试验因素对沥青燃烧性能测试结果的影响,对准确评价沥青燃烧性能具有非常重要的现实意义。本文首先介绍了沥青燃烧性能、极限氧指数法、以及极限氧指数法对沥青燃烧性能测试应用的研究现状,并在此基础上,分析目前采用极限氧指数法测试沥青燃烧性能时还存在的问题。其次,利用极限氧指数测试基质沥青、SBS改性沥青以及阻燃沥青的燃烧性能,研究分析胎基材料、混合气体流量(速)对沥青燃烧性能测试结果的影响。研究结果表明:(1)胎基材料对沥青燃烧性能的测试结果有一定的影响,且在棉布、玻璃棉、聚酯毡三种胎基材料中,对沥青吸附性好,在沥青燃烧性能测试过程中不易产生流淌、滴落现象的玻璃棉更适合用来测试沥青、阻燃沥青的燃烧性能。(2)按照ASTM D2863-77将混合气体流速控制在3050mm/s内时,混合气体流速对沥青燃烧性能测试结果影响很小,可以忽略不计。再次,利用Fluent软件分别模拟氧浓度、沥青初始温度和混合气体流速对沥青燃烧的影响。数值模拟结果表明:(1)氧浓度越大,沥青燃烧时流场速度越大,温度越高,沥青的燃尽率、O2的消耗率以及CO2和H2O的生成率都越大,沥青的燃烧速率就越快;(2)沥青的燃烧势必发生在具有足够初始温度T’0的情况下。当T0<T’0时,沥青燃烧出现的概率很小,而当T0>T’0时,初始温度对沥青燃烧的影响很小。因此推断出,当采用极限氧指数测试沥青的燃烧性能时,须合理控制点火时间,以期对沥青更准确测得沥青的燃烧性能;(3)当混合气体流速控制在3050mm/s时,混合气体流速对沥青燃烧性能影响较小。因此,通过数值模拟分析可得,当采用极限氧指数测试沥青燃烧性能时,可以按照ASTM D2863-77将混合气体流速可控制在3050mm/s。最后,对研究成果做了总结,并对极限氧指数法测试沥青燃烧性能的进一步研究提出了建议。
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