不用輪胎膠粉含量對瀝青性能影響

陳爽

摘 要：本文主要介紹從廢舊輪胎中如何制備橡膠粉，橡膠粉應(yīng)用于改性瀝青的用量，主要通過瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度來確定。確定橡膠粉改性瀝青的最佳參量。

關(guān)鍵詞：橡膠粉改性瀝青；針入度；延度；軟化點(diǎn)

1 瀝青材料的研究背景及材料制備

1.1 研究背景

我國東北地區(qū)，屬于季節(jié)性冰凍地區(qū)，全年溫度變化范圍大，夏季高溫多雨，冬季低溫多雪，瀝青路面比其它地區(qū)經(jīng)歷著更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。每年春融季節(jié)，瀝青路面破損嚴(yán)重，裂縫、坑槽、剝落等病害，嚴(yán)重影響了國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和居民的生活水平。橡膠改性瀝青是向基質(zhì)瀝青中加入一定細(xì)度的輪胎橡膠粉，在一定的拌和溫度、拌和時間、拌和速度和反應(yīng)時間下，制備的一種改性瀝青。將廢舊輪胎制成橡膠粉摻加到基質(zhì)瀝青中，可以有效的提高瀝青的高低溫性能和抗老化性能，并且對廢舊輪胎實(shí)施了資源再利用，最大程度的發(fā)揮的廢舊輪胎橡膠的作用。

1.2 材料制備

輪胎膠粉改性瀝青的制作過程主要分為兩個步驟：第一步是選擇報廢的汽車輪胎，在常溫或低溫條件下以機(jī)械粉碎的方式制成不同細(xì)度的橡膠粉顆粒。第二步是向基質(zhì)瀝青中加入一定目數(shù)和質(zhì)量的輪胎橡膠粉顆粒作為改性材料，在高溫條件下以一定的拌和速度和拌和時間充分拌和，并經(jīng)過瀝青與膠粉的充分熔脹作用后，制備成廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青。[1]

本文采用專門定制的高速剪切乳化機(jī)和高精度油浴溫控鍋?zhàn)鳛閿嚢柙O(shè)備和控溫設(shè)備進(jìn)行輪胎膠粉改性瀝青的制備。采用的基質(zhì)瀝青是遼寧盤錦生產(chǎn)的重交通90#基質(zhì)瀝青，廢輪胎膠粉是焦作市弘瑞橡膠有限公司生產(chǎn)的50目廢輪胎胎面膠粉。廢輪胎膠粉的摻拌量質(zhì)量百分率（5%、10%、15%、20%、25%和30%）。

評價廢輪胎膠粉改性瀝青的性能指標(biāo)采用了國內(nèi)外普遍采用的評價基質(zhì)瀝青性能的三大指標(biāo)，即針入度、延度和軟化點(diǎn)。通過三大指標(biāo)的性能評定，確定膠粉的最佳參量。

2 膠粉含量對改性瀝青的影響

2.1 改性瀝青的制備條件

輪胎膠粉改性瀝青的膠粉含量直接影響到輪胎膠粉的利用率以及改性瀝青的性質(zhì)。本文的廢輪胎膠粉含量分別為5%、10%、15%、20%、25%和30%，膠粉目數(shù)為50目，攪拌溫度為165℃，剪切速度為7000 r/min，攪拌時間為45min。

2.2 膠粉含量對針入度的影響

通過對上述不同膠粉含量的輪胎膠粉改性瀝青進(jìn)行25℃的針入度試驗(yàn)，得到了對應(yīng)于不同膠粉含量的針入度指標(biāo)，每組輪胎膠粉改性瀝青做三次平行試驗(yàn)，取其平均值為最后試驗(yàn)結(jié)果。

從表1的不同膠粉含量對應(yīng)的針入度指標(biāo)看出，隨著橡膠粉含量的增加，輪胎膠粉改性瀝青的針入度指標(biāo)呈現(xiàn)出減小的趨勢。這是由于橡膠粉顆粒的承壓力和摩擦阻力，當(dāng)輪胎膠粉改性瀝青中的膠粉含量增加后，橡膠粉顆粒的承壓力和摩擦阻力增大，導(dǎo)致針入度指標(biāo)逐漸減小。

2.3 膠粉含量對延度的影響

通過對上述不同膠粉含量的輪胎膠粉改性瀝青進(jìn)行25℃的延度試驗(yàn)，得到了對應(yīng)于不同輪胎橡膠粉細(xì)度的延度指標(biāo)，每組輪胎膠粉改性瀝青做三個平行試件，取其測試結(jié)果的平均值為最后試驗(yàn)結(jié)果。

從表2的不同膠粉含量對應(yīng)的延度指標(biāo)看出，隨著膠粉含量的增大，基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間在單位面積上的粘結(jié)強(qiáng)度降低，導(dǎo)致了輪胎膠粉改性瀝青的延度指標(biāo)下降。

2.4 膠粉含量對軟化點(diǎn)的影響

通過對上述不同膠粉含量輪胎膠粉改性瀝青進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，得到了對應(yīng)于不同輪胎橡膠粉的軟化點(diǎn)指標(biāo)，每組輪胎膠粉改性瀝青做兩次平行試驗(yàn)，取其平均值為最后試驗(yàn)結(jié)果。

從表3的軟化點(diǎn)指標(biāo)看出，隨著膠粉含量的增加，輪胎膠粉改性瀝青的軟化點(diǎn)指標(biāo)呈現(xiàn)出先增大后減小的兩階段變化。第一階段是從5%到25%，隨著膠粉含量的增加軟化點(diǎn)指標(biāo)逐漸增長。第二階段是從25%到30%甚至更大，隨著橡膠粉顆粒細(xì)度的增加，軟化點(diǎn)指標(biāo)平緩減小。

在第一階段變化中，隨著膠粉含量的增加，膠粉之間的間隙逐漸減小。在這一階段，基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的抗剪切強(qiáng)度對軟化點(diǎn)指標(biāo)起主要影響作用，由于膠粉數(shù)量的增加，導(dǎo)致單位面積上基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的抗剪切強(qiáng)度增大，以至于軟化點(diǎn)指標(biāo)增高。

在第二階段變化中，橡膠粉顆粒的含量進(jìn)一步增加，膠粉之間的間隙也進(jìn)一步縮小并發(fā)生相互接觸。這時，橡膠粉顆粒之間的抗剪切強(qiáng)度對軟化點(diǎn)指標(biāo)起主要影響作用。由于橡膠粉顆粒的含量進(jìn)的增加，單位面積上橡膠粉顆粒之間的抗剪切強(qiáng)度逐漸降低，故導(dǎo)致膠粉含量25%以后的輪胎膠粉改性瀝青的軟化點(diǎn)指標(biāo)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。

3 小結(jié)

（1）本文討論了輪胎膠粉改性瀝青橡膠瀝青的形成機(jī)理、原材料的選擇，橡膠瀝青優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用情況。

（2）本文通過針入度、延度、軟化點(diǎn)性能指標(biāo)對于輪胎膠粉改性瀝青的基本性能影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉子興，常立峰.橡膠瀝青性能試驗(yàn)及影響因素分析[J].公路，20114（4），174177.