不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青性能及微观结构的影响

天然橡胶是一种生物质聚合物,作为沥青改性剂在环境可持续性上具有明显优势。然而,其对沥青物理及流变性能的提升不显著。硫化可以改善天然橡胶改性沥青(Natural rubber modified asphalt,NRMA)的性能,但硫化是一个复杂的过程,硫化体系众多,不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青(Vulcanized natural rubber modified asphalt,VNRMA)的影响尚不明确,这极大地影响了进一步开发高性能VNRMA以获得更广泛的应用。基于此,本研究通过普通硫化体系(Conventional vulcanization,CV)、半有效硫化体系(Semi-efficient vulcanization,SEV)和有效硫化体系(Efficient vulcanization,EV)制备不同的VNRMA,并探究硫化体系对VNRMA性能及微观结构的影响。结果表明:在高温性能和温度敏感性方面,SEV/VNRMA的复数模量、相位角、车辙因子以及温度敏感性系数VTS表现最好;在低温性能方面,三种硫化体系制备的VNRMA均能满足规范要求,但CV/VNRMA低温性能最佳,更适合在低温环境下使用;相容性方面,SEV/VNRMA的Han曲线在低频区斜率值(1.042)最大,相容性最好;施工和易性方面,SEV/VNRMA占据优势,其通过传统等黏度法确定的拌合温度比CV/VNRMA和EV/VNRMA最大分别降低5℃和5℃,压实温度最大分别降低5℃和6℃。通过FM和FTIR对VNRMA的微观结构和化学结构进行分析,结果显示,相比于CV/VNRMA和EV/VNRMA,SEV/VNRMA更加均匀且致密的网状结构是其在相容性和高温性能方面表现优异的主要内在原因。综上,SEV对NRMA的硫化效果最佳,推荐后续研究使用。

硅烷改性磷石膏对沥青流变性能的影响

为了减轻磷石膏(PG)的大量堆积和填埋对环境造成的污染,本工作将经偶联剂处理后的磷石膏作为填料替代部分或全部矿粉,探究改性磷石膏对沥青胶浆的流变性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了各样品的化学组成和微观形貌,然后制备沥青胶浆使用三大指标和布什旋转黏度研究其基础性能,最后通过多重应力蠕变(MSCR)试验、温度扫描和低温弯曲梁蠕变试验研究了样品的流变性能和疲劳性能。研究表明,经偶联剂改性后的磷石膏比表面积显著增大,表面粗糙多孔,更容易与沥青形成牢固的界面。在相同温度下,改性后的磷石膏沥青胶浆的高温性能进一步得到提升,在高、低应力下的弹性恢复能力优于磷石膏沥青胶浆。

硫磺改性沥青研究进展

硫磺作为一种廉价高效的粘结材料,因具有优异的性能而在沥青改性领域得到了重点关注,可显著提高改性沥青的相容性、高温性能、抗疲劳性能以及混合料的路用性能,有望解决部分传统改性沥青热存储稳定性不良的问题。本文系统综述了硫磺以及复合硫磺改性沥青近些年的研究进展,从单一硫磺改性剂的角度,简要评述了硫磺改性沥青的流变及混合料路用性能;然后从复合硫磺改性剂角度,先对废旧胶粉、苯乙烯⁃丁二烯⁃苯乙烯(SBS)、聚辛烯以及脱硫胶粉作为沥青改性剂面临的问题进行了详细综述,接着从制备工艺、改性效果以及改性机理角度对加入硫磺复合前后的改性沥青进行了对比分析;最后针对目前硫磺改性沥青领域存在的问题进行了简要总结。