聚焦道路材料高温稳定性与智能建造需求，构建“温度-性能”精准分析平台

作为重庆市重点建设高校、交通运输部共建院校，重庆交通大学在山区道路工程、桥梁材料耐久性、智能建造技术等领域形成鲜明特色。其土木工程学院（国家级特色专业）、材料科学与工程学院（重庆市一流学科）长期致力于沥青混合料高温抗车辙性能、桥梁钢构热稳定性及绿色建材研发，需高精度设备支撑材料相变行为与热效应研究。近期，学校正式引入我司DSC-1CQ型差示扫描量热仪，凭借室温至680℃精准控温与微量样品分析能力，为交通工程材料热性能表征提供可靠技术保障，助力“交通强国”战略下的材料创新与工程应用。

一、锚定交通学科痛点，破解材料热分析核心需求

重庆交通大学三大研究方向对量热技术提出明确挑战：

Ø 道路工程材料：需测定沥青混合料在60-80℃服役温度区间的热稳定性（如车辙变形临界温度），传统设备存在高温段基线漂移（>±5μW） 问题，难以捕捉微弱相变信号；

Ø 桥梁钢结构防护：研究防腐涂层（如环氧富锌漆）的玻璃化转变温度（Tg） 与热降解行为，要求设备在200-400℃ 范围内保持±1℃控温精度，评估涂层在极端气候下的耐久性；

Ø 绿色建材开发：分析工业固废（如钢渣、粉煤灰）掺入水泥基材料后的水化热效应，需检测低至0.5mg样品的微量放热峰，传统设备样品用量大（需10mg以上）导致测试成本高。

DSC-1CQ型通过铂电阻传感器与动态温度补偿技术，实现室温至680℃全程±0.1℃控温精度及±0.5μW热流分辨率，完美适配交通工程材料“高温稳定性测试”“微量热效应分析”及“教学实验高效开展”的多元化需求。

二、DSC-1CQ型设备的三大技术适配优势

1.宽温域精准控温，覆盖交通材料全场景测试

Ø 中温段（室温-200℃）：分析沥青三大指标（针入度、延度、软化点）与熔融温度（Tm）的关联性。例如，基质沥青DSC曲线显示其在52.3℃的熔融吸热峰（焓变ΔH=85.6J/g），与动态剪切流变仪（DSR）测得的64℃复数模量呈显著负相关（R²=0.92），为沥青混合料配合比设计提供量化依据；

Ø 高温段（200-680℃）：研究桥梁用Q345qD钢板的热氧化行为，DSC曲线清晰显示280℃开始的氧化放热峰（对应表面涂层分解），较传统设备（最高测试温度500℃）扩展180℃测试区间，满足钢结构防火涂料的高温性能评估需求。

2.微量样品分析能力，降低珍稀材料测试成本

Ø 设备采用微型陶瓷样品池（容积50μL），最小样品量仅需0.5mg，较行业平均水平（5mg）降低90%用量。在钢渣-水泥复合胶凝材料水化热测试中：

Ø 传统设备需10mg样品，测试成本高且易因样品不均导致数据偏差；

Ø DSC-1CQ型仅用0.8mg样品，即可通过等温量热模式捕捉3天内的水化放热曲线，放热峰温度（56.8℃）与放热速率（12.3mW/g）测试结果与标准方法偏差<2%，显著提升固废利用研究的经济性与效率。

3.高效测试流程设计，兼顾教学与科研需求

Ø 设备通过磁吸式样品池设计与一键式参数保存功能实现操作简化：

Ø 教学场景：学生可在3分钟内完成样品装载，配合《交通工程材料热分析实验指导书》内置的12组标准曲线（如石蜡相变、聚乙烯熔融），快速掌握DSC基本原理；

Ø 科研场景：支持连续测试模式（单次可加载10个样品盘），满足沥青老化前后（RTFO/PAV老化）热性能对比等批量实验需求，单日测试效率可达传统设备的1.5倍。

三、赋能交通特色研究与教学实践

1.道路材料性能优化

Ø 沥青混合料高温稳定性：对比SBS改性沥青与橡胶沥青的DSC曲线，发现后者在60℃储能模量提高25%（ΔH从85.6J/g降至64.2J/g），验证橡胶粉掺入对沥青高温抗变形能力的提升效果，为重庆山区高速公路“抗车辙”路面设计提供数据支撑；

Ø 温拌剂作用机理：测试温拌沥青在120℃拌合温度下的结晶行为，DSC曲线显示温拌剂分子在105℃形成稳定晶核（放热峰ΔH=18.3J/g），降低沥青粘度30%，指导低碳施工工艺优化。

2.桥梁与隧道工程材料

Ø 碳纤维布加固体系：分析碳纤维-环氧树脂复合材料的Tg，DSC测试显示其在128℃ 的玻璃化转变（阶跃ΔCp=0.25J/g·℃），为桥梁加固结构的长期耐高温性能评估提供临界温度指标；

Ø 隧道防火涂料：模拟涂料在300-600℃ 的热降解过程，DSC曲线捕捉到420℃的剧烈放热峰（对应阻燃剂分解），据此优化涂料配方使耐火极限从2小时提升至3小时。

3.教学实验平台建设

Ø 本科生《材料科学基础》实验：学生测定聚乙烯（PE） 的熔融温度（实测130.5℃，理论值130℃），相对误差<0.4%，掌握“结构-性能”关联分析方法；

Ø 研究生创新课题：开展“钢渣微粉对水泥水化热的调控机制”研究，利用DSC-1CQ型微量测试能力，对比不同掺量（5%/10%/15%）钢渣的水化放热速率，发现10%掺量可使峰值温度降低4.2℃，为大掺量固废混凝土应用奠定基础。

四、校企协同，共筑交通科技创新生态

重庆交通大学拥有“山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地”“交通土建工程材料国家地方联合工程实验室”等平台，双方将深化以下合作：

Ø 行业标准制定：联合建立“道路材料热性能测试规程”，推动DSC技术在沥青混合料配合比设计中的标准化应用；

Ø 定制化应用开发：针对山区极端温度（-10℃至70℃），开发“材料温度敏感性评价模块”，实现从-50℃至680℃的全温域数据联动分析；

Ø 人才联合培养：设立“热分析技术奖学金”，支持学生开展“智能建造材料热性能”相关课题研究，每年选派优秀研究生参与我司技术研发项目。

从道路沥青高温稳定性评估到桥梁钢结构防火性能研究，DSC-1CQ型差示扫描量热仪的引入为重庆交通大学搭建了“材料热性能-工程应用”的关键技术桥梁。这不仅是对高校交通特色学科科研能力的强化，更是校企协同服务“交通强国”战略的生动实践。未来，我们将持续以专业设备赋能交通工程材料创新，助力重庆交通大学在山区交通建设、绿色建材研发等领域产出更多“从实验室到工程现场”的转化成果，为国家综合立体交通网建设贡献科技力量。