高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。

高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高温流变性能

为了研究高掺量胶粉-SBS复合改性对基质沥青高温流变性能的影响,以高掺量胶粉-SBS复合改性沥青为主要研究对象,首先通过三大指标和布氏旋转黏度研究了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青性能随胶粉掺量变化而变化的趋势;然后设计了6种试验方案,采用动态剪切流变仪探究了6种沥青的高温流变性能,并进行了比较详细的对比性研究。结果表明:高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高低温性能随着胶粉掺量的增加而增大,在胶粉掺量为42%时,可以同时满足良好的性能与施工要求;在高温流变性能试验中,与单一改性沥青相比,复合改性沥青的复数剪切模量(G*)、车辙因子(G*/sin(δ))、蠕变恢复率(R)得到明显提高,相位角(δ)和不可恢复蠕变柔量(Jnr)有一定程度的降低,具有更强的弹性性能、高温抗车辙能力、变形恢复能力和抗变形能力;随着胶粉掺量从21%增加到42%,胶粉-SBS复合改性沥青的弹性成分随之增多,变形恢复能力与抗变形能力更强,高温流变性能更好。

高掺量橡胶沥青技术发展与探讨

高掺量橡胶沥青作为一种新型筑路技术,具有低温性能优异、耐久性能良好、胶粉消耗量大以及环境效益高等优势。为进一步推动高掺量橡胶沥青技术的应用,明晰其发展现状及需求,系统汇总了高掺量橡胶沥青的技术特性、胶体结构、性能评价、主流工艺、工程应用及问题。首先明确了高掺量橡胶沥青的含义,并对其不同于传统橡胶沥青的改性机理进行了阐述;其次,以化学反应的发生为判据,对比分析了现有物理手段及化学手段,并通过胶体结构变化进一步探索了高掺量橡胶沥青改性过程,结合其性能表现进行了结构性能分析;进而,围绕胶粉脱硫及沥青中熬制两类化学手段进行了深入阐述,总结评述了当下主流的高掺量橡胶沥青制备技术;最后,结合工程案例论述了高掺量橡胶沥青的可行性及优越性,并指出其存在的工程问题。

胶粉改性沥青混合料动态和断裂力学性能

文中通过单轴压缩动态模量试验和半圆弯曲断裂试验,研究不同胶粉掺量和细度下混合料动态模量和相位角以及断裂荷载和断裂位移.结果表明:胶粉掺量由10%分别增加到20%和30%以及胶粉细度由20目增加到40目时,混合料动态模量和断裂荷载逐渐增大,相位角和断裂位移逐渐减小.断裂能在胶粉掺量20%和细度40目时分别最大.40目与60目胶粉对应混合料动态和断裂力学性能差异不显著.20℃10 Hz条件下,胶粉掺量在20%时动态模量达12000 MPa,临近规范上限,胶粉掺量过大引起5℃相位角显著降低.综合考虑混合料高低温性能,宜优选胶粉掺量为20%,细度40目.

大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青路用性能研究

现进行了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料的对比试验,并评价分析了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料的路用性能,为大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青的推广应用提供了参考。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

超声波脱硫新工艺制备轮胎胶粉再生胶及其性能研究

采用负载超声波发生装置的同向旋转双螺杆挤出机对40目废旧轮胎胶粉(GTR)进行超声波脱硫,对比研究了不施加超声波及不同超声波振幅作用下脱硫GTR(DGTR)的凝胶含量、流变性能、硫化特性以及DGTR硫化胶的力学性能。结果表明,在13μm超声波振幅作用下得到的DGTR的凝胶含量、黏度及储能模量最低,说明在该条件下交联键断裂数量最多,脱硫程度最高;在8μm超声波振幅作用下得到的DGTR脱硫程度最低,但在相同硫化配合剂用量下其硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率最高,分别为8.26 MPa和192%。

高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高低温流变性能与微观机理

为研究高掺量胶粉对胶粉-SBS复合改性沥青流变性能的影响,首先采用三大指标和布氏旋转黏度确定了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的最佳胶粉掺量,再采用动态剪切流变(dynamic shear rheology,DSR)试验和弯曲梁流变(bending beam rheometer,BBR)试验评价了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青在高低温条件下的流变性能,最后通过红外扫描试验和荧光显微镜试验分析了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的微观特征。结果表明:高掺量胶粉-SBS复合改性沥青在胶粉掺量为42%时的流变性能最佳;高掺量胶粉可以提高胶粉-SBS复合改性沥青的复数剪切模量、车辙因子和蠕变劲度,降低相位角和蠕变速率,使其高低温流变性能得到明显改善;胶粉-SBS复合改性在沥青中的改性过程主要为物理改性,并且胶粉脱硫后,其内部交联减少,在沥青中的分散效果更为均匀,可以使得高掺量胶粉与SBS在沥青中形成更为致密的交联结构,增强复合改性沥青的流变性能。

高掺量橡胶复合改性沥青热储存稳定性研究

橡胶改性沥青凭借良好的高低温性能、抗疲劳性能,以及对降低“黑色污染”的贡献,被广泛应用于高等级绿色交通发展中。但是,传统橡胶沥青在储存过程中会遇到明显相容性差的问题,严重影响工程中的应用。为了研究现场制备高掺量橡胶复合改性沥青的热储存稳定性,采用离析试验、荧光显微镜、红外光谱及DSR离析率四种手段进行表征,并与SBS改性沥青对比。结果表明,高掺量橡胶复合改性沥青经过一系列化学物理变化大体可以形成均匀一致的稳定性结构;但在储存时会出现离析现象,并且随着橡胶粉掺量的增大,沥青离析程度会提升,虽然不同掺量的橡胶复合改性沥青的稳定性不同,但建议现制现用,不适合长时间储存,尤其在高温条件下。

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。

橡胶粉掺量对沥青混合料水稳定性影响分析——基于冻融循环条件的试验

为分析橡胶粉掺量对沥青混合料水稳定性的影响,研究以沥青、骨料以及橡胶粉等为材料,制备0%、2.5%和5%之3种橡胶粉掺量的沥青混合料试样,并在冻融循环条件下进行相关试验。结果显示,掺入橡胶粉能够提升试样的质量,当掺量为5%时,试样质量损失率的最高值为2.86%。随着橡胶粉掺入量的增加,沥青混合料的孔隙率也逐渐增加,试样C的孔隙率可达到9.41%。试样的破坏应变力得到了提升,车辙持续作用1 h时,累计变形结果仅为2.04 mm,说明掺入橡胶粉可以提升沥青混合料的高温稳定性。试样的冻融劈裂抗拉强度得到了增强,可达到88.3%。

高掺量胶粉复合改性沥青制备及存储稳定性研究

针对高掺量胶粉改性沥青性能差、离析严重等问题,对橡胶沥青的制备及存储稳定性能展开研究。制备了4种橡胶改性沥青,通过针入度、延度、软化点指标及存储稳定性试验对比研究并分析了SBS及HPT对橡胶改性沥青的性能的影响。结果表明CR-SBS/HPT整体性能最佳且存储最稳定性。

冻融环境对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响

为了分析冻融环境对外墙外保温系统中聚合物水泥砂浆粘结强度的影响,根据寒冷地区温度变化情况,设计了聚合物水泥砂浆的配合比,在冻融环境条件下进行了不同冻融循环次数时聚合物水泥砂浆的粘结强度试验.探讨了冻融循环和胶粉掺量对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响,得到了冻融环境条件下粘结强度的变化规律,分析了冻融环境对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响机理.结果表明,随着冻融循环次数的增加,聚合物水泥砂浆的粘结强度逐步降低;随着胶粉含量的增加,聚合物水泥砂浆的粘结强度逐步增大.

橡胶水泥土模量与泊松比的变化规律

为了研究水泥掺量、橡胶粉掺量、橡胶粉粒径等因素对橡胶水泥土力学指标的影响规律,配比制作了橡胶水泥土试块,测定了纵横两个方向应力应变曲线,通过计算得到了橡胶水泥土的弹性模量、变形模量和泊松比.试验结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,橡胶水泥土模量呈降低趋势,其降低速率递减;随着水泥掺量的增大,橡胶水泥土模量增高,但增量基本呈递减趋势.橡胶水泥土模量介于弹性上限Voigt模型和下限Reuss模型之间.橡胶水泥土的泊松比随着橡胶粉掺量的增加而增加.通过合理控制橡胶粉掺量,能够改善水泥土的力学性能,进而达到改良水泥土的目的.

废旧胶粉掺量对改性沥青溶胀机理的影响

为了对废旧胶粉改性沥青的改性原理进行微观分析,利用热重分析、红外光谱测试和SEM电镜扫描等技术手段,从微观角度揭示了不同掺入量(20%、25%、30%、35%、40%)胶粉的70#沥青,经过高温处理后所发生的物理化学反应对改性沥青溶胀机理的影响。研究结果表明,胶粉与沥青具有较好的相容性,且能够较均匀地分布在沥青中,掺入沥青中的胶粉50%以上能够以橡胶相形式与沥青共存;高温使胶粉改性沥青发生氧化分解反应生成新的化学物质;橡胶改性沥青的溶胀性与稳定性随胶粉掺量的增加而有所增加,但高掺量的胶粉会影响改性沥青的性能,添加特殊的氧化剂可以使之显著改善。

橡胶粉改性混凝土试验研究

通过8、15、25目橡胶粉在不同掺量下对混凝土拌合物坍落度、含气量、表观密度以及混凝土28d抗压强度影响的研究,得出了以下结论:①在橡胶粉粒径相同的情况下,混凝土的坍落度、表观密度、28d抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而降低,而含气量随橡胶粉掺量的增加而增加;②在橡胶粉掺量相同的情况下,混凝土拌合物坍落度、表观密度以及混凝土28d抗压强度随橡胶粉粒径的减小而降低,含气量随粒径的减小而增大。

橡胶水泥土的抗冻性能

为了研究橡胶粉掺量、水泥掺量、橡胶粉粒径、养护方式以及龄期等因素对橡胶水泥土抗冻性能的影响,设计了初期受冻和冻融循环两类试验.试验表明:初期受冻对后期橡胶水泥土抗压强度没有影响,橡胶水泥土负温条件下抗压强度增长率高于水泥土;冻融循环初期,橡胶水泥土抗压强度呈增大趋势,峰值约出现在第15次循环;随着橡胶粉掺量的增加,抗压强度降低,橡胶粉掺量为10%的橡胶水泥土受冻融循环影响较小;随着水泥掺量的增加,抗压强度变大;对于试验选取的两种橡胶粉粒径,含粒径大的橡胶水泥土抗冻效果较好.

橡胶含量对ABS成品性能的影响

以橡胶含量为40%和60%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)粉料分别与苯乙烯/丙烯腈共聚物掺混造粒,制备一系列不同橡胶含量的ABS成品,分析了不同橡胶含量ABS成品性能,比较了高橡胶含量和低橡胶含量的ABS粉料对成品性能的影响。研究结果发现,在橡胶含量相同的情况下,使用高橡胶含量的ABS粉料,成品的力学性能较为优异。

螺杆组合对用废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响

介绍了自行研制的螺杆组合结构,考察了不同螺杆组合对废旧轮胎胶粉制备再生胶工艺的影响。结果表明,螺杆组合对于用废旧轮胎胶粉脱硫制备的再生胶力学性能的影响很大。相对于主喂比(喂料螺杆与主螺杆转速之比)而言,螺杆的转速和温度对废旧轮胎胶粉的脱硫效果及再生胶力学性能的影响程度较高。在采用螺杆组合Ⅱ制备再生胶时,若将螺杆转速设为100 r/min、主喂比设为1.4、温度设为190℃(Ⅰ区)/180℃(Ⅱ区)/160℃(Ⅲ区),则废旧轮胎胶粉的凝胶质量分数由脱硫前的86.32%降至77.56%,交联密度由14.86×10-5 mol/cm3降至5.38×10-5 mol/cm3;此时获得的再生胶的力学性能最好,拉伸强度达到14.4 MPa,扯断伸长率约为446%。

不同橡胶粉对改性沥青路用性能的影响

为了对废旧胶粉改性沥青的性能进行检测分析,选取了6种不同橡胶粉对镇海70#沥青进行改性,通过测试橡胶改性沥青的针入度、软化点、弹性恢复、180℃布氏黏度和老化指数研究了橡胶粉的种类与掺量对改性沥青路用性能的影响。研究结果表明:橡胶粉种类和掺量对改性沥青路用性能的改善效果具有显著的差异,橡胶粉中的天然胶含量对其改性效果具有显著影响。研究发现天然橡胶含量高达75%的胎顶胶粉在掺量为20%时改性效果最好。