廢膠粉改性瀝青技術(shù)研究.pdf

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1、器工程材料與設(shè)備Engineer．ngMaterIal&Equlpment廢膠粉改性瀝青技術(shù)研究文順(西安市第二市政工程公司，陜西西安710054)摘要：分析了濕法制備廢膠粉改性瀝青的改性機(jī)理，提出影響改性效果的關(guān)鍵因素，在對(duì)改性機(jī)理認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，提出了廢膠粉改性瀝青的原材料(基質(zhì)瀝青、膠粉)的選用與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和制備廢膠粉改性瀝青的工藝流程，研究了廢膠粉改性瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和性能。關(guān)鍵詞：廢膠粉；改性機(jī)理；制備工藝；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中圖分類號(hào)：U416．217文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1009—7767(2011)0卜0134—03TechnicalStudy0fModi

2、fiedAsphalt0fWasteRIubberPowderWenShun迄今為之。瀝青路面在我國(guó)已建成的高等級(jí)公路中占75％左右11】。瀝青路面是一種無接縫的連續(xù)式路面，有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，行車平穩(wěn)、舒適、振動(dòng)小、無揚(yáng)塵，噪聲低，養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便。但瀝青路面也存在低溫脆性大、延度小、高溫易軟化、抗老化和抗疲勞性能差等缺陷。使用聚合物改性瀝青已經(jīng)成為改善瀝青路用性能的有效途徑，但其價(jià)格高昂，而廢膠粉資源豐富、價(jià)格低廉、加工工藝簡(jiǎn)單，采用廢膠粉改性路用瀝青，不但可以提高瀝青的彈性，改善瀝青的高、低溫性能，還可以擴(kuò)大瀝青的使用溫度范圍，同時(shí)，能夠處理掉大量廢輪胎，又

3、不污染環(huán)境，還能實(shí)現(xiàn)廢棄輪胎的資源化。廢膠粉改性瀝青的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)意義、環(huán)保意義和社會(huì)意義，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。l膠粉改性瀝青機(jī)理一般認(rèn)為．將膠粉改性劑加入瀝青中后不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；改善瀝青性能的基本前提是改性劑與瀝青的充分混溶。在此基礎(chǔ)上，瀝青中的蠟和輕質(zhì)組分被膠粉吸收，膠粉產(chǎn)生溶脹，又與瀝青的其余組分相互作用，從而形成一種新的結(jié)構(gòu)體系。加之此種改性劑自身的固有特性改善了瀝青的高溫性能、抗老化性能和改善瀝青與礦料的界面粘接條件，因此相容性、溶脹和分散度即成為改性瀝青的關(guān)鍵問題。對(duì)于廢輪胎橡膠而言，由于其是硫化膠，分子呈三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以沒有黏性

4、和塑性而富彈性。膠粉在加入熱瀝青中后吸收油分而產(chǎn)生溶脹，使其134啼葒投木q盯2011No．1(JQn．)voI．29占據(jù)40％甚至更大體積【2】，膠粉顆粒相互接觸的機(jī)會(huì)大大增加，形成半固態(tài)的連續(xù)相。又由于膠粉在熱作用下脫硫再生，部分恢復(fù)生膠性質(zhì)，橡膠顆粒重新具有一定黏性，并由原來緊密結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷珊托鯛罱Y(jié)構(gòu)。這種狀態(tài)的橡膠顆?？删鶆虻胤稚⒃跒r青中、而形成懸浮液．從而賦以瀝青新的性質(zhì)。在這一過程中，瀝青主要起軟化劑作用，GordonAirey等人[3】研究了橡膠瀝青加工前后基質(zhì)瀝青的組分變化，發(fā)現(xiàn)在橡膠瀝青的加工條件下，基質(zhì)瀝青的瀝青質(zhì)含量顯著增加，越軟的瀝

5、青，瀝青質(zhì)含量增加越明顯。從上述分析中我們可以看出，影響改性效果的關(guān)鍵因素是：廢膠粉與瀝青的相容性，膠粉在與熱瀝青混合后的溶脹，以及膠粉顆粒在瀝青中的分散度。2膠粉改性瀝青原材料選用2．1基質(zhì)瀝青的選用基質(zhì)瀝青從多方面影響橡膠瀝青，所以，它應(yīng)該與膠粉有較好的相容性(相容性可以通過瀝青和膠粉的化學(xué)組成控制．通過橡膠瀝青攪拌過程中黏度隨時(shí)間的變化表現(xiàn)出來)。由于大部分的膠粉是多種橡膠的均勻混合材料．因此相容性主要取決于瀝青的性質(zhì)，而不是膠粉的成分。瀝青成分根據(jù)原油材質(zhì)不同變化很大，如果原油的芳香分含量低，相容性就差。因?yàn)槟z粉不能吸收到足夠的芳香分，不能使膠粉充分

6、地融脹(改性過程中輕組分對(duì)膠粉有很好的融脹性)。添加油可以補(bǔ)充需要的芳香分。橡膠瀝青的等級(jí)也很重要．瀝青等級(jí)影響到低溫性能和高溫性能，瀝青越軟，低溫性能越好。由于橡膠增進(jìn)了高溫黏度，所以應(yīng)該根據(jù)橡膠瀝青應(yīng)用地點(diǎn)氣候的不同，選取不同等級(jí)的瀝青。2．2膠粉的選用2．2．1膠粉的分類膠粉按其粒徑的大小可分為粉碎膠粉(12～30目)、細(xì)碎膠粉(30～47目)、精細(xì)膠粉(47～200目)和超精細(xì)膠粉(200目以上)。精細(xì)膠粉在改性中經(jīng)常用到，我們這里只介紹精工程材料與設(shè)備器基ng{nee科ngMate孵al&基quipment細(xì)膠粉。精細(xì)膠粉主要是廢舊載重輪胎或乘用輪

7、胎破碎而成，成分主要是天然膠(NR)和丁苯膠(SBR)等。其橡膠含量55％左右。2．2．2膠粉的物理化學(xué)技術(shù)指標(biāo)膠粉的性質(zhì)是影響橡膠瀝青性能的關(guān)鍵因素之一，橡膠粉的性質(zhì)主要取決于其物理性能和化學(xué)成分。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)橡膠粉應(yīng)該滿足表1、表2的要求。表1橡膠粉的物理技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)1．1～1．3

8、0號(hào)瀝青和20，30，40目的橡膠粉，取摻量20％制