浅析搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响
- 格式:doc
- 大小:25.50 KB
- 文档页数:3
橡胶粉改性沥青性能影响因素浅析摘要:本文介绍了橡胶粉改性沥青改性机理,分析了搅拌温度、橡胶粉剂量、稳定剂和搅拌时间等因素对橡胶粉改性沥青性能的影响。
关键词:橡胶粉改性沥青;性能;影响;因素。
沥青路面中关键的材料为其中的沥青,我国的沥青路面发展历程近二十年,从最初的普通沥青发展到后来的改性沥青,现在已经有多种改性沥青面世,橡胶粉改性作为其中的一种,2004年才开始引进我国,在沥青路面中使用橡胶粉改性沥青不仅能全面提高路面的性能,而且具有良好的社会经济效益。
1 橡胶粉改性沥青的改性机理橡胶粉改性是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。
橡胶粉不发生裂解,吸收基质沥青中轻质部分,一方面直接改善基质沥青,另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。
橡胶沥青中橡胶粉的含量在18%以上,熔胀反应后,橡胶颗粒的体积比重在30-40%左右,胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物理、力学、化学性能。
硫化橡胶与沥青同属非极性材料,沥青中被视为可溶质的粘度小的低分子油份和蜡占沥青成份的54%以上,当橡胶经过一定处理后与沥青加热混溶时,橡胶在高温下被沥青中的低分子油份溶胀后,一方面使油份粘度增加和稠度提高,另一方面使橡胶分子的作用力减小。
由于橡胶是一种高分子化合物,除富有弹性外,还有很高的自粘性和互粘性,它比沥青的粘度高得多,当橡胶和沥青混溶成一体后,沥青的粘度提高了;当橡胶被充分溶胀而未裂解时,它既能以单独相存在又形成连续的网络。
2橡胶粉改性沥青的性能影响2.1 搅拌温度对改性沥青性能的影响沥青既可以看成胶体结构,也可以看成由高分子组成的混合物。
其分子量的大小决定其软化点的大小。
当搅拌温度低时,沥青的分子链的运动程度相对较小,其粘性较大,不利于胶粉与沥青混和均匀,及沥青分子与胶粉中的橡胶网状结构结为一体,使改性沥青的分子量相对较小,其沥青的软化点相对较低。
当温度高时,沥青体系中的分子链与胶粉能够很好的结为一体,使改性沥青的相对分子量增大,软化点相对提高。
工程科技就中国的发展来看,中国沥青路面大多采用热拌的方法,所取得的成就十分优异。
在这方面,有学的专业学家,如,纪小平等提出了温拌再生混合料拌和与成型温度的确定方法,吴超凡等通过试验室沥青粘度试验与混合料击实试验,提出了混合料等体积原则确定Sasobit 温拌沥青混合料的压实温度中值的方法。
这篇文章在以上的基础上,分析了不同养生时间对温拌沥青的影响。
1沥青的种类及优点这里就不得不需要介绍一种沥青。
橡胶沥青是将废旧的轮胎经过加工利用,变成橡胶粉粒,再按照有关研究相应的比例进行配备,达成某种胶体物质。
那么这种情况下,所形成的沥青即为橡胶沥青。
橡胶沥青与其他沥青不同,其他沥青采用的是化学原料配备,当高温灼烧,太阳烤晒产生大量有毒气体对人的身体造成伤害,从而使人们患一系列疾病。
而橡胶沥青不同,他在环保上绝对可以得到把关,有利于环境未来更好的发展,他是将已有的材料进行再加工再改造。
有效地节约了资源,所以对地球的整体性环保有着极其重要的作用。
橡胶沥青的优点:第一点,他通过温拌的方式,与其他沥青掺和使用,从提升了沥青路面的优点。
防止沥青的高温老化,防止接近闪点带来的不安全因素。
第二点,由于施工的和易性改善,明显提高了压实度,这样更增加了抗车辙能力。
第三点,由于可降低沥青温度,可有效节约拌和成本。
第四点,他有较好的延展性,能较大程度的节省材料。
除此之外,他可以在低温,低熔点的情况下进行融化。
解决了沥青对温度过于敏感的现象。
并且在太阳的灼烧情况下。
能较好的控制温度。
对车轮划过就一定的安全保障。
他密度比较低,能较大的吸收路面上,嘈杂的声音。
减少人们出行造成的噪音污染。
对于路边居住的居民,提供了心理上的保障,也可以不使路面积尘污染人们的肺部,造成不能挽回的疾病等。
2中国道路现在的发展状况中国走的是马克思主义道路,这点是我们哲学的需求。
但是我们脚下走的是沥青路面儿。
那么,铺路面的技术尤为重要。
就现阶段的发展来看,毕竟大多数采用热拌的方法,把各种料放在一起进行温和搅拌,搅拌完成后,再用专业的沥青施加车,对路面进行平铺,按部就班的平稳的进行铺设,从而使路面儿均匀厚度一致。
搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能的影响研究论文
轻重搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能的影响研究
轻重搅拌是一种新型的水泥沥青砂浆的制备方法,能够更好地提高混凝土的性能。
然而,对于轻重搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能的影响研究仍然不足,因此本文研究了轻重搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能的影响。
实验使用了两种不同材料,即沥青-水泥混合物(ACM)和水泥,并以不同的搅拌振荡时
间(20、30、40、50 S)进行轻重搅拌,通过动态流变仪观察
其早期性能。
研究结果表明,随着搅拌振荡时间的增加,
ACM的粘度增大,但其变形特性改善;相反,水泥的粘度减小、变形特性得到改善。
此外,在搅拌振荡时间过长的情况下,浆料的变形特性会受到损坏,这可能是由于浆料中各组分之间的相互作用,证明轻重搅拌工艺能够改善水泥沥青砂浆的早期性能。
研究表明,轻重搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能有明显的影响,不同搅拌振荡时间和材料类型会产生不同的变化效果。
轻重搅拌工艺可以改善浆料的变形特性,使普通水泥沥青砂浆可以应用于更多的环境条件,从而提高结构物的耐久性。
本文研究了轻重搅拌工艺对水泥沥青砂浆早期性能的影响,深入分析了不同搅拌振荡时间及材料类型对早期性能的影响,为混凝土结构物性能改善提供了理论支持。
橡胶沥青性能试验及影响因素分析摘要:随着汽车行业的飞速发展,使得废旧轮胎的黑色污染日趋严重。
但是,经过特殊生产工艺将其研磨成胶粉颗粒并通过干拌或湿拌的方法加入到沥青混合料中,不仅实现了绿色交通发展的理念,也改善了沥青路面的使用质量。
本文对橡胶沥青性能试验及影响因素进行分析。
关键词:橡胶沥青;性能试验;影响因素一、原材选择及橡胶沥青制备1、原材料选择本次试验橡胶粉选用深圳路海威20目橡胶粉,含水率为0.55%,检测密度为1.15g/cm3(满足1.10~1.20g/cm3要求);基质沥青为中海油道路70#石油沥青,检测结果分别见表1,2。
表1 橡胶粉筛分结果表2 基质沥青检测结果1.2橡胶沥青的制备橡胶沥青是在已有研究成果的基础上加以改进的。
为了便于胶粉与基质沥青的有效胶联,将发育溶胀时间适当延长,促使胶粉吸收基质沥青中轻组分更加彻底,以增加沥青和胶质的含量。
橡胶沥青的制备工艺流程如图1所示。
图1 橡胶沥青的工艺流程二、胶粉物理性能的影响分析废胎胶粉按其来源不同,分为货车轮胎(斜交胎)和小轿车轮胎(子午胎简称为:小车轮胎)2大类。
它们的物理性差异在于细度。
为了分析的严谨性,胶粉统一取不同轮胎的胎背部位置胶粉。
在对70#石油沥青进行改性时,先设定18%的掺量。
温度为170℃时沥青测试指标汇总见表3。
当基质沥青加入胶粉后,由于胶粉与沥青网格结构体系的形成及二者之间化学传质作用,其指标均得到不同程度的改善。
从表3中可以看出,货车轮胎胶粉改性后的沥青在常温和高温性能方面均超过了小车轮胎胶粉的。
即在同目数的前提下,除了弹性恢复差别不大以外,货车轮胎胶粉改性沥青的软化点是小车轮胎胶粉改性沥青的1.1~1.3倍,其老化前车辙因子G*/sinδ是小车轮胎胶粉改性沥青的1.5~2.0倍,其老化后车辙因子G*/sinδ是小车轮胎胶粉改性沥青的1.6~2.1倍;货车轮胎胶粉改性沥青的抗疲劳因子G*•sinδ在300kPa左右,只占到上限5000kPa的6%,且均小于小车轮胎胶粉改性沥青的。
浅析搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响摘要橡胶沥青的生产过程比较复杂,生产工艺的不同对橡胶沥青老化性能影响不同,本文主要研究了橡胶沥青搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响。
首先固定其他生产因素,改变搅拌时间进行生产不同的橡胶沥青,然后对其进行短期老化实验,分析老化前后橡胶沥青各项指标的变化情况。
关键词橡胶沥青老化搅拌时间薄膜烘箱老化轮胎橡胶在路面工程中的应用,最早始于20世纪40年代的美国。
美国橡胶回收公司(Rubber Reclaiming Company)在上世纪40年代首先采用干拌法的生产工艺,生产了Ramflex TM橡胶粉沥青混合料。
相比国外,我国在这方面的研究起步相对较晚。
上世纪70年代末80年代初,出于改善我国性能不佳的国产沥青的目的,同济大学研究了橡胶粉与沥青共熔反应的粘度变化规律及橡胶粉对沥青混合料路用性能的影响,并分别于1980年和1981年在江西省的铅山县和贵溪县铺筑了橡胶沥青试验路。
国际上废胎胶粉的加工技术、生产工艺都已经非常成熟,而我国对胶粉改性沥青的基础研究重视不够,影响了废胶粉改性沥青在我国道路建设中的应用,废胎胶粉橡胶沥青应用的具体方案、技术开发等还都处于原创性研究、探索之中。
橡胶沥青的生产工艺问题,橡胶沥青的老化性能等方面都是废胎胶粉橡胶沥青在中国应用的前沿课题。
本文主要研究了室内模拟实验进行橡胶沥青生产因素之一——搅拌时间对橡胶沥青的老化性能的影响。
一、橡胶沥青的短期老化过程1.运输贮存加热过程中的老化。
橡胶沥青的老化自炼制出厂即已经开始,在运输至拌合站进行沥青混合料拌合之前,一直装在保温沥青罐中。
在此期间沥青热态储存、热态运输,在空气油罐中预热等过程,都要经历很长一段时间。
由于温度升高,沥青分子加速运动,除引起沥青的蒸发外,还能引起沥青发生物理化学变化。
2.加热拌和及铺筑中的老化。
橡胶沥青在进行拌合时老化比较严重,沥青在拌和机内的拌合温度达到175℃-185℃之间,在此过程中沥青膜较薄,温度高,较长时间维持高温状态,是橡胶沥青热氧老化最为严重的过程。
橡胶沥青性能试验及影响因素分析[摘要]橡胶沥青的技术性能与其生产工艺、橡胶粉类型、基质沥青类型、橡胶粉掺量等关系密切,通过室内实验研究了这些因素对橡胶沥青高温性能、低温性能、抗老化性能等的影响,对于橡胶沥青应用中的工艺控制和原材料选择具有参考意义。
[关键词]橡胶沥青;橡胶粉;基质沥青;实验研究1概述橡胶沥青是先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。
橡胶沥青的性能与其生产工艺、胶粉类型、胶粉掺量等关系密切。
2原材料性能试验2.1 橡胶粉橡胶粉由大车钢丝轮胎粉碎筛分生产而成,细度为20目,检测密度为1.15g/cm3,满足1.10~1.20 g/cm3要求,其含水率为0.6%,现场筛分结果如表1所示,满足技术要求。
表1 橡胶粉筛分结果基质沥青采用中海油(泰州)AH-70基质沥青技术指标如表2所示。
表2基质沥青检测结果3橡胶粉种类及细度对橡胶沥青性能的影响为分析胶粉种类及细度对橡胶沥青改性效果的影响,分别采用两种不同种类、三种不同细度的胶粉对70#道路石油沥青进行改性,橡胶粉掺量为20%,橡胶沥青的性能列于表3及图1~图6。
表3 不同胶粉类型橡胶沥青性能指标图1橡胶沥青软化点对比图2橡胶沥青车辙因子对比图3 橡胶沥青抗疲劳性能对比图4 橡胶沥青蠕变劲度对比图5 橡胶沥青针入度对比图6橡胶沥青弹性恢复对比由表中可以看出,加入橡胶粉以后,无论是货车轮胎胶粉还是小车轮胎胶粉,都对沥青起到了良好的改性效果,沥青的针入度下降,软化点提高,胶粉改性后沥青高低温指标满足PG 82-28的性能要求,表明沥青的高低温性能都得到了改善。
从老化后疲劳开裂因子G*·sinδ来看,31℃时G*·sinδ值在300kPa左右,远小于上限要求5000kPa,表明橡胶沥青具有较好的抗老化性能和抗疲劳性能。
浅析搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响
摘要橡胶沥青的生产过程比较复杂,生产工艺的不同对橡胶沥青老化性能影响不同,本文主要研究了橡胶沥青搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响。
首先固定其他生产因素,改变搅拌时间进行生产不同的橡胶沥青,然后对其进行短期老化实验,分析老化前后橡胶沥青各项指标的变化情况。
关键词橡胶沥青老化搅拌时间薄膜烘箱老化
轮胎橡胶在路面工程中的应用,最早始于20世纪40年代的美国。
美国橡胶回收公司(Rubber Reclaiming Company)在上世纪40年代首先采用干拌法的生产工艺,生产了Ramflex TM橡胶粉沥青混合料。
相比国外,我国在这方面的研究起步相对较晚。
上世纪70年代末80年代初,出于改善我国性能不佳的国产沥青的目的,同济大学研究了橡胶粉与沥青共熔反应的粘度变化规律及橡胶粉对沥青混合料路用性能的影响,并分别于1980年和1981年在江西省的铅山县和贵溪县铺筑了橡胶沥青试验路。
国际上废胎胶粉的加工技术、生产工艺都已经非常成熟,而我国对胶粉改性沥青的基础研究重视不够,影响了废胶粉改性沥青在我国道路建设中的应用,废胎胶粉橡胶沥青应用的具体方案、技术开发等还都处于原创性研究、探索之中。
橡胶沥青的生产工艺问题,橡胶沥青的老化性能等方面都是废胎胶粉橡胶沥青在中国应用的前沿课题。
本文主要研究了室内模拟实验进行橡胶沥青生产因素之一——搅拌时间对橡胶沥青的老化性能的影响。
一、橡胶沥青的短期老化过程
1.运输贮存加热过程中的老化。
橡胶沥青的老化自炼制出厂即已经开始,在运输至拌合站进行沥青混合料拌合之前,一直装在保温沥青罐中。
在此期间沥青热态储存、热态运输,在空气油罐中预热等过程,都要经历很长一段时间。
由于温度升高,沥青分子加速运动,除引起沥青的蒸发外,还能引起沥青发生物理化学变化。
2.加热拌和及铺筑中的老化。
橡胶沥青在进行拌合时老化比较严重,沥青在拌和机内的拌合温度达到175℃-185℃之间,在此过程中沥青膜较薄,温度高,较长时间维持高温状态,是橡胶沥青热氧老化最为严重的过程。
二、室内短期老化模拟实验
目前,国内外常用的室内模拟橡胶沥青老化的方法是短期热老化薄膜烘箱老化TFOT。
薄膜烘箱加热老化实验主要模拟橡胶沥青在加工、拌合、摊铺过程中的老化,即橡胶沥青老化的前两个阶段。
其主要原理是将沥青放置在加热到163℃左右的烘箱中持续Sh,烘箱设有鼓风装置,来交换烘箱内外空气,以模拟实际野外的环境。
此实验用来模拟橡胶沥青在贮存运输摊铺过程中发生的短期老化反应。
三、实验方案
选择60目的橡胶粉,其掺量为外掺21%,采用叶片搅拌制备橡胶沥青,搅拌温度为185℃,改变搅拌时间分别为30min,60min,90min,120min来生产橡胶沥青,检测刚生产
出来(放置时间不超过Sh)的原样橡胶沥青的各项性能指标。
将橡胶沥青进行薄膜烘箱加热老化实验,加热温度设置为163℃,在进行加热试验Sh后橡胶沥青残留物进行各项性能指标检测。
将老化前后的橡胶沥青的各项性能指标进行对比分析。
四、实验数据分析
测定不同搅拌时间对橡胶沥青老化性能的影响,测试结果见表1所示。
从上述柱状图中可以看出,随着搅拌时间的延长,各项性能指标并不是一直的增大或者减小,而是有所反复的。
针入度和15℃延度随着搅拌时间呈现先减小后增加又减小的趋势。
在Omin~30min内,橡胶粉刚与基质沥青相接触,刚刚开始发生溶胀反应,现在并不是真正意义上的橡胶沥青。
随着时间的延长,橡胶粉持续溶胀发育,橡胶颗粒核心开始吸收沥青中的轻质组分,熔融物含量增多,沥青逐渐形成液固两相结构,针入度和15℃延度随之增大。
当搅拌时间大于90min后,性能出现了明显的衰减。
因此我们认为橡胶沥青需要特定的时间进行反应,时间过短,胶粉溶胀过少,沥青只是橡胶粉与沥青的简单混合物;时间过长,胶粉反应过度,橡胶沥青就会丧失特有的物理、力学性质。
老化后的针入度和延度也是呈现此种变化,这与橡胶沥青的反应机理相一致。
对橡胶沥青的老化前后的性能衰减程度分析,橡胶沥青的针入度比和延度比是随着搅拌时间的延长而变小的,说明橡胶沥青的性能衰减程度是随着时间延长而降低的,橡胶沥青的老化性能是有所改善的。
当搅拌时间在90min以前,老化前后的针入度、延度变化较大,90min以后,变化趋势趋于平缓,说明搅拌时间在90min时,橡胶沥青的老化性能达到了最佳的效果。
软化点、粘度和弹性恢复尽管变化趋势程度不尽相同,但总体依然是呈现先增大而后减小的趋势。
软化点在老化前后的变化程度不大,而粘度和弹性恢复老化前后变化较大,说明老化对橡胶沥青的粘度和弹性恢复影响较大。
而老化前后的性能衰减程度依然呈现增大的趋势。
分析其原因是:橡胶粉与沥青接触后随即发生溶涨,橡胶颗粒体积变大,增加了橡胶颗粒位移的阻力,橡胶沥青体系粘度增加;橡胶粉颗粒的溶涨增加了沥青与橡胶颗粒的界面厚度,提高了沥青与橡胶颗粒的亲和力,橡胶沥青的延度性能不断增加。
在160℃-80℃条件下硫化橡胶将发生脱硫与降解反应,脱硫与降解使橡胶颗粒表面部分组分散失到沥青中,这有利于提高沥青的延展性,但是减少了橡胶颗粒的体积,使其对提高沥青粘度的作用降低。
橡胶粉的溶胀与脱硫过程是同时进行的,当橡胶颗粒溶胀过程处于主导地位时,粘度将不断增加;当溶胀引起的橡胶颗粒体积增加与脱硫降解导致的橡胶颗粒体积减小处于平衡状态时,粘度可能处于平衡状态;否则将出现粘度降低现象。
为保证橡胶颗粒的充分溶胀,应选择粘度达到最大并将要发生降低时作为选择搅拌时间的依据。
90min以后,橡胶沥青的各项性能的老化程度呈现减缓趋势,说明搅拌时间为90min时,橡胶沥青中的橡胶粉与基质沥青相互溶合,发生反应,橡胶颗粒充分溶胀,形成了一定的平衡状态下的液固两相结构。
五、结束语
以上实验说明,搅拌时间也会对废橡胶粉改性沥青产生影响。
搅拌时间太短,废橡胶粉与沥青混合不均匀,在废橡胶粉与沥青的体系中存在大量的废橡胶粉积聚团。
随着搅拌时间的延长,沥青中的废橡胶粉积聚团被进一步分散、变小,直至变成胶粉单粒,使单个胶粉颗
粒以溶入沥青或部分溶胀、部分溶入沥青的方式与沥青胶体结构中的分散相(沥青质与胶质)紧密结合在一起,形成稳定的改性体系。
还有部分没有与胶粉颗粒结合的分散相,其中胶粉沥青体系中还存在极小部分的胶粉积聚团。
胶粉与沥青在一定的温度下经过充分的搅拌,胶粉颗粒基本上与沥青胶体结构中的分散相紧密结合形成稳定的体系。