硫化橡胶沥青和脱硫橡胶沥青的性能评估

文中采用扫描电子显微镜(SEM)观察了硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉的微观形貌.以硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉作为改性剂制备了改性沥青,并以基质沥青作为对照组,评估了三种沥青的高温性能和低温抗裂性能.通过红外光谱分析了其改性机理.结果表明:硫化胶粉颗粒表面光滑,棱角明显,颗粒相对分散.脱硫胶粉颗粒表面粗糙,颗粒有团聚现象.硫化胶粉改性沥青的粘度最大,脱硫胶粉改性沥青粘度次之,基质沥青的粘度最小.胶粉脱硫可以降低沥青的温度敏感度.硫化胶粉的高温抗车辙性能和低温抗裂性能均优于脱硫胶粉改性沥青.硫化胶粉改性沥青和脱硫胶粉改性沥青其主要以物理混溶为主.

脱硫胶粉复合SBS改性沥青的稳定化制备及其性能研究

胶粉改性沥青作为优良的沥青路面热熔型粘结剂虽已得到推广应用,但仍存在加工黏度高、储存稳定性差等问题。本研究以储存稳定性及流变性能为指标,采用低门尼高溶胶含量的脱硫胶粉,控制胶粉与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)复配比例,优化加工工艺,制备了稳定型脱硫胶粉复合SBS改性沥青。探究了其加工性能、高温抗变形能力、热稳定性及延展性。研究结果表明:(1)通过溶凝胶试验和计算发现,脱硫胶粉的溶胶含量大幅提升,可以有效改善胶粉与沥青间相容性。当脱硫胶粉复合SBS后,可以看出沥青的黏度大幅提升。从加工性能角度来说,需要合理地控制SBS的复合用量,以保证改性沥青的拌合流动性。(2)基于高温性能评价的试验结果,20%脱硫胶粉+2%SBS、25%脱硫胶粉+2%SBS组合均具有良好的高温性能。(3)通过离析试验测定了48h软化点差,分析了不同温度下车辙因子及相位角变化,基于脱硫胶粉改性沥青的储存稳定性考虑,推荐25%脱硫胶粉复配2%SBS的改性沥青方案。(4)从延展性出发,最终选择25%脱硫胶粉复配2%SBS的改性沥青方案。

橡胶改性沥青储存稳定性试验研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了不同储存温度或不同储存时间条件下2种橡胶改性沥青的稳定性试验.研究表明,脱硫橡胶沥青经高温静态储存后比普通橡胶沥青更易离析.经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成无明显颗粒的细小物质,其胶粉颗粒大小在2种橡胶沥青的性能比较中不产生影响;而普通橡胶粉剪切后基本保持其原有颗粒核心.热储存橡胶改性沥青经机械搅拌混匀后,脱硫橡胶沥青的针入度、黏度和低温黏度的稳定性明显好于普通橡胶沥青.

再生胶改性沥青性能及其微观结构研究

制备了普通橡胶沥青和再生胶改性沥青,测定了这2种橡胶沥青的各项技术指标,并对普通橡胶粉和再生胶颗粒的微观结构进行了研究.结果表明:与普通橡胶沥青相比,再生胶改性沥青的高温黏度大大降低,制备温度也稍微下调,且制备中无异味,更加环保.再生胶颗粒交联度低,活性化学键多,与沥青之间存在明显的化学作用;而普通橡胶粉交联度高,活性化学键少,与沥青之间几乎没有化学作用.

橡胶沥青及其老化特性研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了橡胶颗粒影响、测力延度和老化性能试验.结果表明:经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成细小颗粒,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心.在老化过程中,橡胶颗粒核心有较强的继续溶胀反应,这导致普通橡胶沥青的一些流变性指标与基质沥青老化趋势相反,此反应在薄膜加热试验(TFOT)短期老化下尤为明显.脱硫橡胶沥青的路用性能和抗老化性能优于基质沥青,但均不如普通橡胶沥青.

脱硫橡胶沥青溶胀原理及路用性能

分别从微观和宏观对脱硫橡胶及其橡胶沥青进行了研究,并用普通废胎橡胶及其橡胶沥青进行了对比。通过溶解试验发现脱硫橡胶的溶解性远大于普通橡胶,回收脱硫橡胶中仅有极少的橡胶颗粒存在。红外光谱表明脱硫橡胶颗粒较普通废胶粉含有更多的活性化学键,具有较低的交联度。脱硫橡胶沥青在相同温度下粘度较低同时也兼具较好的稳定性。建立了脱硫橡胶沥青的溶胀模型。比较了2种橡胶沥青的路用性能,发现脱硫橡胶的粘度和低温延度要好于普通橡胶沥青,其他性能则略差,并用溶胀模型进行了解释。

脱硫废轮胎胶粉改性沥青性能的实验研究

目的研究脱硫废轮胎胶粉的掺入对沥青低温抗裂及抗老化等性能的影响.提高脱硫废轮胎胶粉改性沥青的抗老化性能.方法对掺入不同粒度、掺量的废轮胎胶粉改性沥青进行对比实验研究,并通过使用选定脱硫剂在一定条件下使胶粉表面活化以提高胶粉与沥青的相容性,进而提高沥青的高低温性能及粘附性和抗老化性.结果废轮胎胶粉的粒度越大,掺量越高,沥青的低温抗裂性能越好;胶粉的粒度越大,掺量越小,和沥青的相容性就越好,所以,选用合适掺量的脱硫剂(1.2%)既可以增加胶粉的掺量又可以促进胶粉与沥青有效地相容,经过废轮胎胶粉改性过的沥青抗老化性能明显比基质沥青优越.结论随着废轮胎胶粉掺量的增加,沥青的高低温性及粘附性能明显增强,抗老化性能也得到提高.

脱硫橡胶沥青和普通橡胶沥青性能试验研究

选用东明70#沥青作为基质沥青(MA),分别掺入沥青质量22%的普通胶粉或深度脱硫胶粉,制备了脱硫橡胶沥青(DRA)和普通橡胶沥青(RA),并拌制了这3种沥青的沥青胶浆;对比分析了橡胶沥青RA和DRA的红外光谱、黏温曲线、有害气体排放量,以及黏附性、存储稳定性、耐老化性及高温性能等。结果表明:DRA相较于RA无新化学键产生,说明DRA与RA所含化学官能团相似;沥青的拌和温度及压实温度,DRA分别为166.20~175.40℃、151.30~157.98℃,RA分别为195.62~205.26℃、179.53~187.19℃,说明RA的高温性能更好;DRA的有害气体排放量约为RA的1/2,说明DRA相对较环保;DRA的低温黏结性、机械搅拌存储稳定性及短期老化后的高温抗车辙性能均优于RA,但抗老化性能及高温抗车辙性能不及RA。建议:DRA可用于对高温性能要求相对较低的地区,而RA由于其环保性较差则应限制使用。

微波对胶粉与沥青交互作用的影响

制备了不同微波时间处理的胶粉改性沥青,用凝胶渗透色谱测定了微波处理胶粉的甲苯抽出物的相对分子质量分布,采用溶剂抽提法将胶粉改性沥青的胶粉相与沥青相分离,用热重分析考察胶粉的交联度和橡胶烃含量的变化。结果表明,胶粉改性沥青的性质与其在甲苯中的溶解度有明显的联系;经过5min微波处理的胶粉,在沥青中的降解程度最高,胶粉在沥青中破碎形成带状结构,其制备的改性沥青的延度和针入度最高,软化点稍低;微波处理时间为5min时胶粉中的部分大分子发生解交联,产生中等大小的分子,而继续延长微波处理时间到6min,使5min时形成的中等分子又重新与大分子反应连接。沥青中胶粉的交联度随微波时间延长先减小后增加,4min时达到最小,而橡胶烃含量随微波时间延长先减小后增加,5min时达到最小。胶粉交联度的减小有利于沥青中轻组分溶胀进入胶粉内部,使沥青中重组分相对含量提高,沥青变硬。而胶粉中降解产生的小分子,进入沥青后,使沥青变软,并且在胶粉和沥青之间形成界面层增强了二者的作用力。

废胶粉表面微生物脱硫及其改性沥青的性能研究

本研究应用微生物对废胶粉表面进行脱硫,使胶粉中的硫交联键断裂,提高胶粉表面化学活性点,从而强化胶粉与沥青的联结效果,提高胶粉在热融沥青中的稳定性,改善胶粉改性沥青的路用性能。应用自行配制的缺硫培养基,在特定条件下,能够加速氧化亚铁硫杆菌对胶粉表面脱硫,微生物活性较高,脱硫效果明显;氧化亚铁硫杆菌对废旧轮胎橡胶粉含硫量有着很好的改性效果,氧化铁硫杆菌在废轮胎胶粉中生长20天后,废胶粉中的含硫量减少7%~8%;从橡胶粉表面形态对比中,可以看出微生物对橡胶粉的表面形貌有较大的改变。综上可以说明微生物对废旧轮胎橡胶粉的表面脱硫是可行的,且具有较好的效果。未脱硫胶粉改性沥青的软化点随胶粉用量增加而增加,而脱硫胶粉对沥青改性使沥青的软化点保持相对稳定。脱硫针入度增加,储存稳定性变好。

脱硫过程对废胶粉改性沥青粘度的影响

通过对高温反应和存储时间的试验研究,验证了脱硫程度对废胶粉改性沥青性能有着重要的影响。可通过添加活化剂来加速脱硫反应的进行,从而使废胶粉改性沥青获得更好的试验性能。

脱硫胶粉改性沥青储存稳定性的研究

制备了2种新型稳定剂B和P,研究了稳定剂用量、储存温度、储存时间对改性沥青储存稳定性的影响,并将稳定剂B和P与国外稳定剂TOR进行了对比。结果表明,稳定剂B和P能明显改善改性沥青的储存稳定性,且当B和P质量分数为2%时,效果最佳,能使离析上下软化点差由10.2℃分别降低为3.5℃和1℃;对比得出,B和TOR改善储存稳定的效果相当,P的效果优于B和TOR。

脱硫胶粉改性沥青混合料路用性能研究

针对普通橡胶沥青施工和易性差、黏度大及储存稳定性差等不足,采用脱硫胶粉对沥青进行改性,并对脱硫胶粉改性沥青混合料的路用性能进行研究,同时与SBS改性沥青和普通橡胶沥青混合料进行对比。结果表明:三种试件的低温破坏应变和动稳定度均满足规范要求,其中脱硫胶粉改性沥青试件的低温抗裂性能显著提高,具有优良的路用性能。

脱硫橡胶沥青及其混合料性能研究

为了研究脱硫橡胶沥青及其混合料的性能,研究首先对脱硫橡胶沥青的溶胀机理与溶胀特点展开研究,其次对脱硫橡胶沥青与KLMY90#基质沥青、普通橡胶沥青(40目)进行性能对比性试验,再对脱硫橡胶沥青胶浆的锥入度、抗剪强度、粘结强度进行试验研究,最终对脱硫橡胶沥青混合料的路用性能进行检测。研究结果表明:脱硫橡胶沥青中不存在橡胶颗粒核心且溶胀过程中伴有大量的化学反应;脱硫橡胶沥青各项性能均优于普通橡胶沥青,且克服了普通橡胶沥青高黏度、易离析、高温贮存稳定性差等缺点;脱硫橡胶沥青胶浆抗剪强度大、与矿料粘结力强;脱硫橡胶沥青混合料具有良好的路用性能。

聚乙烯对胶粉改性沥青及其混合料性能的影响研究

为研究聚乙烯(PE)对于胶粉改性沥青性能及其混合料路用性能的影响,通过三大指标分析PE/胶粉改性沥青的常规性能,DSR和BBR试验分析PE用量对于胶粉改性沥青的高温和低温流变性能,并采用车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究PE/胶粉改性沥青混合料的高温、低温和水稳定性。试验结果表明,掺加PE可提高软化点、降低针入度,但会减小延度;掺加PE能提高胶粉改性沥青的高温流变性能,但同时降低低温流变性能;PE能够提高胶粉改性沥青混合料的高温抗车辙、抗永久变形能力和抗水损害能力及低温抗裂性,但低温性能与沥青延度和BBR试验结论相反,需进一步研究。

多种湿法橡胶改性沥青的综合性能评价与改性机理研究

本工作拟对普通橡胶沥青、Terminal Blend(TB)橡胶沥青和脱硫橡胶沥青三种橡胶沥青的高温抗车辙、中温抗疲劳、低温抗裂以及流动施工性能进行综合评价,并从化学官能团和流变特性角度研究其改性机理。采用车辙因子、零剪切粘度、不可恢复蠕变柔量等指标,从增粘和增弹两个角度对沥青的高温性能进行评价;采用时间扫描试验和线性振幅扫描试验对沥青的中温抗疲劳性能进行评价;采用低温弯曲流变仪和135℃布氏粘度对沥青的低温抗裂性能与施工和易性进行评价;最后,基于模量-温度扫描试验、改进的Arrhenius方程拟合和红外光谱试验,从流变和化学角度对不同橡胶沥青的改性机理进行了研究。研究表明:普通橡胶沥青中的橡胶分子团聚最明显,弹性与力学性能最优,但粘度也最大,普通橡胶沥青在高温下展现出明显的橡胶态平台区和非牛顿流体行为。TB橡胶沥青中的橡胶颗粒降解度最高,橡胶分子与沥青分子完全混溶,粘度接近基质沥青,低温性能优异。脱硫橡胶沥青所采用的胶粉降解程度介于两者之间,改性效果较为均衡,是具有前景的废旧轮胎固废回收利用手段。

不同类型橡胶粉与SBS复合改性沥青的性能特征分析

以橡胶粉类型(硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)及其掺量等因素为变量,分析改性沥青三大指标、力学指标、存储稳定性等性能特征以及改性机理。结果表明:硫化橡胶粉改性沥青对掺量有较强的敏感性,在1.5%SBS和橡胶粉复合改性时,SBS对硫化橡胶粉改性沥青影响程度较脱硫胶粉而言更为显著;在20%掺量下硫化橡胶粉对沥青的破坏能量提升更明显,且SBS在硫化橡胶粉沥青内部分散效果更好,对其破坏能量改善效果更为显著;硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉改性沥青都会存在离析现象,相对而言脱硫橡胶粉沥青的离析更为显著,且SBS能更明显改善脱硫橡胶粉沥青的稳定性,在道路工程中推荐使用硫化橡胶粉和SBS复合改性沥青。

高粘复合改性橡胶沥青技术性能的影响因素分析

采用石油树脂、脱硫剂、不同脱硫胶粉等添加剂和胶粉、SBS改性剂对高粘复合改性橡胶沥青性能的影响进行研究,提出高粘复合改性橡胶沥青的不同掺配方案,分析不同方案下高粘复合改性橡胶沥青的综合性能。结果表明:2%SBS+15%胶粉的复配方案可用于AC类连续级配,3%SBS+15%胶粉的复配方案可用于SMA类间断级配,4%SBS+20%胶粉复配的复配方案可用于OGFC类开级配。

橡胶粉预处理对橡胶沥青性能影响的研究进展

综述了橡胶粉的预处理方法对橡胶沥青性能的影响,分析了脱硫降解(热机械法、化学法、微波辐射法及微生物法),脱硫再生,活性增强(等离子体活化、氧化处理及增容调和)和偶联处理等方法的适用性,并提出了今后的研究方向。

高掺量胶粉改性沥青及其长寿命路面结构应用研究

为高效利用废旧轮胎胶粉,提升胶粉改性沥青的路用性能,缓解“黑色污染”带来的危害,首先对废旧轮胎胶粉进行活化脱硫处理,然后制备了胶粉掺量为20%~50%的胶粉改性沥青,并开展了基本性能、线黏弹性、蠕变恢复、疲劳损伤特性等性能测试,评价了高掺量胶粉改性沥青的胶浆性能特性。最后,基于“功能-材料-结构”协调设计思想,提出了适合于高掺量胶粉改性沥青的半刚性基层长寿命沥青路面结构和全厚式长寿命沥青路面结构。结果表明,相较于基质沥青,胶粉改性沥青的软化点、PG高温等级、延度等指标均显著提升,高掺量胶粉改性沥青具有更好的低温性能、抗疲劳性能以及热稳定性。胶粉沥青碎石SRA的级配类型,增强了骨架结构内部石料之间的骨架形成和嵌挤能力,确保了包括细集料、矿料及胶粉改性沥青组成胶砂的密实性;设计的30%,40%,50%胶粉掺量的高掺量胶粉沥青混合料的高温、低温、水稳定性等路用性能优良;全厚式长寿命沥青路面结构寿命比原设计路面结构结构大幅度提升,该结构的沥青层疲劳开裂对应的累积当量轴次比原结构的提升了180%,路面可承受的疲劳荷载作用次数达到长寿命路面要求。