胶粉改性沥青性能的研究.doc

胶粉改性沥青性能的研究来源:中国化工信息网2023年9月26日采用胶粉改性沥青是改善沥青路面性能及实现废橡胶资源化解决的有效措施。发达国家自20世纪60年代起就进行胶粉改性沥青制备高弹性路面材料的研究，目前其应用技术已基本成熟。我国胶粉改性沥青的研究起步较晚，道路应用还处在实验阶段，改性沥青也未实现大规模生产。为尽快改变这种状况，近年来我国十分重视胶粉改性沥青的研究。本工作探讨胶粉用量和物料混合搅拌条件对改性沥青性能的影响。1实验1.1重要原材料90#道路石油沥青，昆明公路改造总段机械工程公司沥青拌和厂产品；胶粉，粒径125μm，深圳市东部橡胶实业有限公司产品。1.2重要设备和仪器JB90-D型高速电磁搅拌机，可控温加热器，HDP/VICAT型软化点测定仪(环球法)，SYD-2801型针入度仪，SYD-0621型延度仪。1.3实验配方实验配方见表1。表1实验配方份组分配方编号1234567沥青100100100100100100100胶粉135791113甲苯0.50.70.91.11.31.51.790#汽油0.50.70.91.11.31.51.7硫化剂DCP1.51.61.71.81.92.12.2促进剂D0.30.40.60.70.911.21.4试样制备将沥青、胶粉、母料(少量沥青与少量胶粉混合而成)和其它助剂在高速搅拌机内混合制得改性沥青。1.5性能测试改性沥青软化点按GB/T0605-1993测试，升温速率为(5±0.5)℃·min-1。延度按GB/T0604-2023测定，改性沥青在低于软化点的温度下加热后缓慢注入试样模具内，模具在15-30℃下自然冷却，其后放入延度仪中进行测试，端模运营速率为5cm·min-1。针入度按GB/T0606-2023测定，改性沥青在120-180℃下脱水并用筛过滤后注入针入度仪盛样皿内，其后进行测试，试样质量为100g，标准针自由穿入沥青的时间为5s。2结果与讨论2.1胶粉用量的影响胶粉用量对改性沥青性能的影响见表2(物料混合搅拌温度、时间和转速分别为142℃，4h和1400r·min-1)。表2胶粉用量对改性沥青性能的影响项目配方编号1234567软化点/℃45.046.047.047.950.052.051.3延度/cm5℃3.13.13.23.33.33.43.525℃102.780.642.331.123.617.616.5针入度/mm5℃1.621.601.551.501.501.431.4525℃8.998.978.968.928.708.618.8l注：未改性沥青软化点为44%，5和25℃的延度分别为3.0和120.4cm，5和25℃的针入度分别为1.60和9.00mm。从表2可以看出，随着胶粉用量的增大，改性沥青的软化点先升高；在胶粉用量达成11份后趋于稳定，这是由于胶粉与沥青的结合达成饱和。改性沥青5℃时的延度随胶粉用量的增大而增大，这是由于低温下沥青分子动能较低、运动较困难，导致沥青的变形能力较差、刚性较大，而弹性胶粉的加入改善了这种状况。改性沥青25℃时的延度随胶粉用量的增大而减小，这是由于常温下沥青的变形能力较大，胶粉与沥青的结合制约了沥青分子的运动，减小了沥青的延伸变形，且胶粉吸油溶胀，致使沥青的油分减少，刚性增大。随着胶粉用量的增大，改性沥青5和25℃时的针入度先减小，在胶粉用量超过11份后增大。分析因素认为，胶粉用量增大，胶粉在沥青中形成的网络结构逐渐完善，且沥青因油分减少而变稠，因而改性沥青的针入度减小；胶粉用量达成一定值后，过量的胶粉使其网络结构破坏，导致沥青的针入度增大。2.2物料混合搅拌条件的影响2.2.1搅拌温度搅拌温度对改性沥青性能的影响见表3(胶粉用量为11份，混合搅拌时间和转速分别为4h和1400r·min-1)。从表3可以看出，随着搅拌温度的升高，改性沥青的软化点先升高，在搅拌温度超过142℃后减少。分析因素认为，搅拌温度较高时，胶粉表面发生降解，胶粉与沥青的相容性提高，与沥青的结合增强，致使沥青分子运动困难；当温度过高时，胶粉降解过度而失去其特有的弹性，对沥青分子运动的制约能力减少，因而沥青的软化点减少。表3搅拌温度对改性沥青性能的影响项目搅拌温度/℃118142180软化点/℃44.852.548.9延度/cm5℃3.13.43.525℃80.017.617.5针入度/mm5℃1.541.431.4525℃8.868.618.72注：同表2。改性沥青5℃时的延度随搅拌温度升高而增大；25℃时的延度先随搅拌温度升高而减小，在搅拌温度达成142℃后趋于稳定。随着搅拌温度的升高，改性沥青5和25℃时的针入度先减小，因素是搅拌温度升高，胶粉表面降解限度增大，胶粉在沥青中的溶解度和分散度增大，逐渐形成完整的网络结构；在搅拌温度超过142℃