白炭黑增强天然橡胶的热氧再生

研究了使用少量大豆油溶胀白炭黑增强天然橡胶(SNR)在不同温度和时间下的再生规律,并测定了再生产物的化学组分和微观形态。结果表明,在160~240℃温度范围内,经过20份(质量)大豆油溶胀后的SNR中溶胶含量随着温度升高而不断增加,当在220℃时再生15 min后再生产物中溶胶质量分数增至50.5%,而在200℃时再生产物中溶胶质量分数仅为28.7%,表明220℃是SNR再生中重要的转折温度;再生产物中氧元素含量的增加源于SNR在再生过程中发生了剧烈的氧化反应。此外,随着再生程度的增加,白炭黑表面松散层结合胶层厚由25 nm减至8 nm,表明热氧再生能够实现纳米白炭黑与其表面结合胶的高度剥离。

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。

解交联橡胶与沥青的相互作用研究

通过对比基质沥青和解交联橡胶沥青的针入度、软化点、延度以及力学性能和流变特性等,证明了解交联橡胶对沥青性能的提高效果;通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、核磁共振波谱(NMR)等手段,研究了解交联橡胶与沥青间的相互作用,证明了两者共价键、氢键、配位键等相互作用,结果将有助于促进橡胶沥青在道路领域的标准化、规模化应用。

高掺量脱硫胶粉改性沥青加工流变性能研究

胶粉脱硫工艺可有效解决橡胶沥青(RMA)的污染大、不稳定和胶粉掺量小的问题,但高掺量脱硫胶粉改性沥青加工及流变性能仍不清楚。基于流变学指标探究脱硫程度及胶粉掺量对RMA流变性能的影响,并以此确定最佳制备参数。结果表明:胶粉脱硫工艺能显著降低传统RMA的施工温度,同胶粉掺量可下降低约20℃;同时胶粉脱硫工艺大幅提高RMA的存储稳定性,同胶粉掺量条件下脱硫橡胶沥青(DRMA)存储稳定性SI指标仅为RMA的1/3;综合对比流变学指标,推荐胶粉脱硫程度为ML60,掺加质量分数为30%~40%。

典型橡胶沥青的胶结行为研究

橡胶沥青作为胶结剂在抗变形、抗冲击和能量吸收等方面有独特优势,可有效防治道路的低温裂缝和反射裂缝。然而,不同橡胶沥青在道路中的粘接与能量吸收行为仍不清楚。本研究首先制备了再生(熟)胶粉,并通过添加不同含量的胶粉、再生胶粉或SBS,在一定条件下制备了不同的橡胶沥青。研究了胶粉种类、结构、掺量、加工工艺及载荷作用方式对橡胶沥青的常规性能和粘接、能量吸收行为的影响,比较了静态拉拔强度、剪切强度、动态冲击韧性等力学特性以及施工和易性。研究结果表明:胶粉极大地改善了沥青的胶结性能,有效改善道路开裂问题。相同掺量的再生胶粉改性沥青比生胶粉改性沥青的常规性能指标更为合理。再生胶粉比生胶粉更适合进行高掺量改性沥青,其静态粘接性能、抗剪切能力以及动态冲击韧性更好。再生胶粉与SBS复合改性沥青可进一步优化沥青的性能,2.5%掺量SBS与22%掺量再生胶粉复合改性沥青时,具备较好的常规性能及拉拔强度、剪切强度和冲击韧性,更适合用于道路施工。

解交联橡胶沥青的组成与路用性能

以微纳解交联胶粉为原料,采用高温高速剪切的方法制备了微纳橡胶沥青,使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪探究了微纳橡胶的微观形貌及微纳橡胶和基质沥青的混溶过程,通过油石比设计研究了混合料的水稳定性、温度稳定性、抗劈裂破坏性能等路用性能,此外还进一步评估了微纳橡胶沥青混合料在实际道路工程中的应用效果。结果表明,解交联胶粉中溶胶质量分数可达65.7%,其中解离炭黑的尺寸约为200 nm,在微纳橡胶与沥青溶混过程中发生了硫交联键化学作用;微纳橡胶沥青混合料具有优异的水稳定性、高低温稳定性能和抗劈裂破坏性能;使用微纳橡胶沥青混合料铺筑的甘肃省酒泉—嘉峪关绕城高速公路试验路段全厚式微纳橡胶沥青路面上面层和下面层的关键技术指标均符合规范及设计要求。

基于流变特性的石墨烯-脱硫橡胶复合改性沥青性能评估

为了研究石墨烯-脱硫橡胶复合改性沥青的性能,试验采用镇海90号基质沥青及不同掺量石墨烯制备复合改性沥青,通过对其软化点等常规指标及流变力学指标的检测,来综合评价复合改性沥青的性能。结果表明:石墨烯的掺入提高了橡胶改性沥青的粘度及高温性能,但橡胶改性沥青的低温柔韧性变差,使改性沥青在低温受拉情况下易出现断裂现象;掺加石墨烯的橡胶复合改性沥青其复数模量及车辙因子均高于橡胶改性沥青,说明石墨烯显著提高了橡胶改性沥青的高温抗车辙能力;橡胶复合改性沥青的蠕变速率m值随石墨烯掺量的增加而减小,石墨烯的掺加降低了沥青在低温条件下应力松弛的能力,即低温抗开裂能力减弱。

改性沥青的加工工艺及配合比分析

现阶段,在路面工程施工中常用的材料为改性沥青材料,其原材料的配合比会对原材料的各种性能产生直接的影响.因此对改性沥青的加工工艺及配合比进行研究具有重要的现实意义.本文主要是对目前所使用的改性沥青材料的加工工艺和配置比例进行分析,结合数据决定制作工艺技术的细节,从而提高公路使用时长和安全性,希望能对以后的道路施工建设提供借鉴.

不同类型胶粉/SBS复合改性道路沥青性能研究

为了研究胶粉的类型对胶粉/SBS复合改性沥青性能的影响,采用22%、24%、26%的硫化胶粉及22%、24%、26%、28%、30%的脱硫胶粉分别进行复合改性,结果表明:脱硫胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉掺量、高低温性能、48h储存稳定性及高温黏度均优于硫化胶粉/SBS复合改性沥青,因此其显著提高了胶粉改性沥青路面的施工和易性及路用性能,建议在道路工程建设中推广应用。