兰州交通大学学报
主办单位:甘肃省教育厅
国际刊号:1001-4373
国内刊号:62-1183/U
学术数据库优秀期刊 《中文科技期刊数据库》来源期刊
       首 页   |   期刊介绍   |   新闻公告   |   征稿要求   |   期刊订阅   |   留言板   |   联系我们   
  本站业务
  在线期刊
      最新录用
      期刊简明目录
      本刊论文精选
      过刊浏览
      论文下载排行
      论文点击排行
      
 

访问统计

访问总数:10239 人次
 
    本刊论文
橡胶沥青加工工艺研究

  【摘 要】将废旧轮胎加工成橡胶粉,与沥青融合生产橡胶沥青是废旧轮胎再利用的有效途径之一,本文主要研究了一种经特殊处理加工的橡胶粉与沥青融合生产橡胶沥青的加工工艺。


  【关键词】橡胶沥青;加工工艺;橡胶粉掺量;改性沥青


  1 前言


  近年来我国车辆保有量不断增加,废旧轮胎也随之不断增多,如何处理这些废旧轮胎是我们面对的一大难题。经研究将废旧轮胎磨细成橡胶粉加入沥青中可提高路面性能,橡胶沥青混合料可以有效减薄路面厚度,提高路面寿命,还可以有效提高路面的耐热、耐寒性,并且可以减少噪音、防湿滑、碎冰雪(有弹性则冰易被压碎)。本文重点研究了不同胶粉掺量、不同工艺下生产的橡胶沥青各指标变化情况,通过指标对比确定橡胶沥青的掺量及加工工艺。


  2 试验原材料


  2.1 橡胶粉介绍


  本文所选用的的橡胶粉不同于以往的橡胶粉,所用的胶粉颗粒细度比较大,胶粉颗粒粒径约为6.0mm,不能采用橡胶粉大小单位目数来形容其大小。此橡胶粉颗粒是由表面切割机粉碎切割成细小纹理的橡胶颗粒组合粘结而成的,这样形成的橡胶颗粒表面比较粗糙呈蜂窝状含有较多空隙,这样就增加了胶粉的表面积,有利于胶粉与沥青的融合,提高橡胶沥青的经济效益和使用效果。


  2.2 基质沥青


  本研究采用的是克拉玛依90#沥青,其主要指标检测结果如表1所示。


  表1 克拉玛依90#沥青技术指标


  检测项目 实测值


  针入度(25℃,0.1mm) 85.3


  15℃延度(5cm/min ,cm) 106.9


  密度(15℃,g/cm3) 0.984


  软化点(℃) 46.7


  由表1可知该沥青满足《公路沥青路面施工技术规范》 (JTGF40―2004)中对90号基质沥青的要求。


  3 试验方案设计及试验结果分析


  3.1 试验方案


  本文主要研究经特殊工艺加工而成的橡胶粉与沥青融合的最佳掺量及加工工艺,试验方案设计时主要考虑橡胶粉添加量、剪切时间对橡胶沥青指标的影响情况。


  考虑到橡胶粉吸附沥青中的轻质油分而产生溶胀反应,橡胶粉的掺量不宜过大,研究表明掺量一般不能超过30%,本文选用15%、20%、25%、30%四个掺量进行试验;剪切时间选用在6000r/min的转速下进行剪切30min、45min、60min、75min,剪切时温度控制在180~190℃;将加工好的沥青在170℃下进行发育45min,发育完成后进行试验。


  3.2 试验结果


  为了研究剪切时间对加工效果的影响,我们首先选定橡胶粉掺量为20%,在不同的剪切速率下进行试验,发育45min后试验结果如表2所示。


  表2 20%掺量不同剪切时间下各指标


  剪切时间


  检测指标 25℃针入度(0.1mm) 软化点(℃) 5℃延度(cm)


  30min 73.2 51.8 11.2


  45min 70.4 52.4 11.8


  60min 70.6 54.3 13.4


  75min 72.6 52.8 12.8


  根据表2的试验数据可以看出,当选定橡胶粉掺量为20%、剪切温度为180~190℃、发育时间选择45min的情况下,采用60min的剪切时间所加工出来的橡胶沥青效果最好。


  根据选定的剪切时间为60min,进行橡胶粉掺量为15%、20%、25%、30%四个掺量下的试验,测定橡胶沥青针入度、软化点、延度三个指标,不同掺量下的试验结果如表3所示。


  表3 不同掺量情况下橡胶沥青各指标


  掺量


  检测指标 针入度(25℃) 软化点(℃) 5℃延度(cm)


  15% 72.6 51.6 11.6


  20% 70.6 54.3 13.4


  25% 68.5 55.4 14.2


  30% 71.7 54.5 14.6


  3.3 试验结果分析


  根据表3中数据进行分析,可以得出掺量对针入度、软化点、延度的影响,其关系曲线图如图1、图2、图3所示。


  图1 橡胶粉掺量与25℃针入度关系图


  由图1分析可得,在橡胶颗粒掺入后,沥青的针入度发生了大幅度的降低,在25%左右达到最小,随着掺量加大软化点增大。这是由于橡胶颗粒在掺量较高的情况下,胶粉吸收沥青中的油分,溶胀后均匀的分布在沥青之中,造成沥青整体变软,所以橡胶粉掺量大于25%之后25℃针入度增大。


  图2 橡胶粉掺量与软化点关系图


  图2反应了软化点随着掺量的增加在25%掺量左右达到峰值,随后软化点减小,试验时发现当橡胶粉掺量为30%时橡胶沥青较稠,均匀性稍差,软化点试验时钢球下落较快,这说明了橡胶沥青中的橡胶粉只是分散在沥青中,而不是与沥青形成网状结构,但添加了橡胶粉后软化点较基质沥青提高了。


  图3 橡胶粉掺量与5℃延度关系图


  图3反应了5℃延度随着胶粉掺量的增加不断增加,但是延度值较小,小于通常采用的SBS改性沥青的5℃延度值,就本试验不同掺量下延度进行对比可以得出,在掺量为30%时延度值最大。


  综合不同橡胶粉掺量情况下得软化点、针入度、延度进行分析,得出当该橡胶粉掺量为25%时,在180~190℃下剪切60min,170℃下发育45min,可以得到较好性能的橡胶沥青。


  4 结论


  通过本试验研究,确定了该橡胶粉的掺量及与沥青的剪切时间,采用克拉玛依90号基质沥青添加25%该橡胶粉,在180~190℃下剪切60min,经170℃下发育45min,可以得出具有较好性能的橡胶沥青。


特别说明:本站仅协助已授权的杂志社进行在线杂志订阅,非《兰州交通大学学报》杂志官网,直投的朋友请联系杂志社。

版权所有 © 2009-2021《兰州交通大学学报》编辑部  (权威发表网)   苏ICP备12048821号-1   --