兰州交通大学学报
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裂解橡胶沥青技术性质研究

  摘 要 为了研究废旧橡胶粉掺量及存储时间对橡胶改性沥青技术性质的影响,采用湿法制备了橡胶改性沥青,通过试验,得到了橡胶改性沥青延度和软化点随热储存时间的变化规律。结果表明:橡胶改性沥青的延度随着热储存时间的增加呈现先增大后减小的趋势,而橡胶改性沥青的软化点随着热储存时间的增加呈现先减小后增大再减小的趋势。


  关键词 橡胶沥青 热存储时间 软化点 延度


  中图分类号:U41 文献标识码:A


  截至2012年底,我国高速公路通车里程达到9.6万公里。沥青路面以其良好的行驶性能和维修方便等特点,成为高等级公路路面的主要结构形式。我国处在社会经济迅速发展的时期,交通量增长迅速,再加上我国的气候环境相对恶劣,夏季炎热冬季寒冷,公路处在严峻的考验中,对沥青路面路用性能提高了很高要求,对沥青进行改性是常用方法。研究与应用的实践表明:橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能,同时可以降低路面噪声。而随着经济的持续发展,汽车保有量不断增加,我国每年产生的废旧轮胎数量巨大,原有的处理方法――堆放或焚烧,不仅需要占用大量土地资源,而且会污染环境。利用旧轮胎制造胶粉,再对沥青进行改性,提高沥青路面路用性能,一举多得,具有良好的社会意义及经济价值。


  将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒,再按一定的粗细级配比例进行组合,同时添加多种高聚合物改性剂,并在充分拌合的高温条件下(180℃以上)与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。橡胶沥青在高温下具有较大的弹性和弹性恢复能力,可以改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂的性能;同时具有较好的高低温性能,降低了沥青对温度的敏感性;橡胶沥青具有粘度高、抗老化、抗氧化能力强等特点;开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、减少雨天行车溅水、改善视野;由于橡胶路面的柔性,可缓和路面局部不平引起车辆的震动,改善轮胎与地面的附着性能,缩短制动距离,从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。


  1 原材料与实验方案


  1.1沥青


  本实验采用盘锦辽河产AH90#沥青作为基质沥青,其针入度、延度,软化点等主要技术指标分别为81.7(0.1mm),48.5℃,>100cm。


  1.2橡胶粉 本试验采用陕西省西安市长安区中轩橡胶粉加工厂生产的80目废旧胶粉。废旧橡胶轮胎含丁苯胶(以下简称SBR)和天然胶约50%,其余是石墨、炭黑(含量20%~30%)、硫化物等。


  1.3橡胶沥青的制备


  本实验采用的是湿法制备,先将基质沥青加热到180℃然后将称好的橡胶粉加入到热沥青中,保持180℃高速搅拌1h,搅拌速度为6000~7000r/min。


  2 实验结果与分析


  2.1储存时间对延度的影响


  橡胶改性沥青的延度随着热储存时间的增加呈现先增大后减小的趋势。这是因为在开始阶段,随着热贮存时间的增加,废旧胶粉的溶胀反应越来越明显,废旧胶粉吸收沥青中的轻质组分使自身体积逐渐膨胀,废旧胶粉之间的交联作用增强,且废旧胶粉的脱硫和降解的过程也会随着热贮存时间的增加而增强,使沥青柔韧性增强,橡胶沥青的5℃延度不断增大。但是随着存储时间的继续增加,沥青有老化的趋势,导致其低温性能受到影响,5℃延度会有所降低。


  2.2储存时间对软化点的影响


  橡胶改性沥青的软化点随着热储存时间的增加呈现先减小后增大再减小的趋势。这是因为开始阶段沥青中的高分子链运动相对较弱,沥青动态相对分子质量较小,改性沥青中整个高分子链运动所需要协同链段数就较少,分子链运动起来比较容易,运动时所需克服阻力较小,即软化点降低。随着时间的增加,改性沥青中胶质分子与橡胶粒及橡胶粒表面分子的结合几率增大,使沥青的动态相对分子质量增大,对应改性沥青高分子链运动所需要的协同链段数增多,分子链运动就相对要克服较大阻力,最终使改性沥青的软化点相应升高。当时间继续增加时,沥青体系中的分子链与胶粉颗粒均匀分布并能很好地结合为一体,但由于胶粉中橡胶的抗断强度降低,胶粉粒的高弹性能就会降低,从而使改性沥青的软化点也降低。


  3结语


  橡胶改性沥青的延度随着热储存时间的增加呈现先增大后减小的趋势。因为开始阶段,废旧胶粉的溶胀反应越来越明显,且废旧胶粉的脱硫和降解的过程也会随着热贮存时间的增加而增强,使沥青柔韧性增强,橡胶沥青的5℃延度不断增大。之后橡胶沥青有一定的老化趋势,使之低温性能降低。


  橡胶改性沥青的软化点随着热储存时间的增加呈现先减小后增大再减小的趋势。这是由于开始阶段沥青中的高分子链运动相对较弱,后来改性沥青高分子链运动所需要的协同链段数增多,分子链运动就相对要克服较大阻力,但由于胶粉中橡胶的抗断强度降低,胶粉粒的高弹性能就会降低,从而使改性沥青的软化点也降低。


  参考文献


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