硫酸钙晶须在改性沥青中的应用-

硫酸钙晶须在改性沥青中的应用
一、众所周知,对沥青进行改性的目的是为了提高:沥青的高温稳定性(高温抗车辙能力)、低温抗裂性(低温柔软性)、抗剥落性、抗疲劳老化性以及店结能力等,进而提高路面的使用功能、延长路面的使用寿命、降低路面的养护费用,让道路建设者获得更好的社会效益和经济效益。usb存储器
二、道路改性沥青:在高速公路、高等级公路、城市干道、机场跑道、桥面铺装、桥面伸缩缝、坝体防水、屋面防水等方面的应用,日益广泛,已呈现出巨大的市场需求。同时,诸如透水沥青、彩道路沥青、超薄路面改性沥青、城市快铺改性沥青等也受到广泛关注。
三、沥青改性的方法,目前国内外主要有两种:
1、物理共混的方法(传统的方法),即采用搅拌、剪切等物理方法使改性剂均匀地分散在沥青中。
2、化学反应方法,即在改性剂(如聚合物)和沥青体系中加入引发剂,使之彼此间发生交联、接枝等化学变化,以形成网状结构,从而提高沥青的性能
    方法1在实际应用中仍存在一些问题(祥见陈庆的文章);目前国内外使用较多的、简便的、取得成效的主要是方法2。
四、沥青改性剂,按黄卫东等人的分类,可分为:填料及填充料、聚合物、有机烃类、抗剥落剂、抗氧化剂、纤维等,其中聚合物是目前应用和研究得最为广泛的改性剂。狭义上的道路改性沥青,通常指的就是聚合物道路改性沥青。
五、用作沥青改性剂的聚合物,大致可分为三种类型:
1、橡胶类:如天然橡胶(NR),丁苯橡胶(SBR),氯丁橡胶(CR),丁二烯橡胶(BR),乙丙橡胶(EPDM),以及废旧的汽车轮胎等。
2、热塑性弹性体:如SBS(苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物),SIS(苯乙烯—异戊二烯嵌段共聚物)等。
3、树脂类:(1)热塑性树脂:如PE(聚乙烯),PVC(聚氯乙烯),APP(无规聚丙烯),PV(聚酰胺),EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)等。(2)热固性树脂:如EP(环氧树脂)。丙烯酸树脂等。
常用的沥青改性剂有:粉末SBS;废PE(废聚乙烯);废胶粉(废旧汽车轮胎之类);还有纳米材料、有机硅、硅藻土等。从环境保护和降低工程造价出发,采用废旧橡胶物、废塑料、无机材料(如硫酸钙晶须)等作为沥青改性剂的研发工作,正在积极展开。
六、作为沥青改性剂的聚合物的选择,应从5个方面来考虑,即:1、与沥青的相容性;2、在与沥青混合的温度下不能分解;3、易加工和批量生产;4、在使用过程中能始终保持原有的优良性能;5、在经济上要合算。有关祥细内容参见陈庆的文章。
七、影响改性沥青的改性效果的因素:
1、改性剂(如聚合物)方面:
  (1)不同的聚合物有不同的改性效果;
  (2)同一种聚合物,粒子的大小不同、加入量的不同,也有不同的改性效果。
2、沥青方面:
  (1)沥青的主要成分有:沥青质、胶质、芳香烃、饱和烃等。
修整机  (2)沥青本身的各组分的组成比例,对改性效果的影响显著。当饱和烃为8-12%、芳香烃及树脂为85-89%、沥青质为1-5%时,与聚合物的相容性好,则被聚合物改性的效果也好。
3、生产工艺方面:
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      为了使改性剂能够均匀地充分地分散在沥青中,还应确定合适的反应设备(搅拌机)、温度高低、搅拌时间长短。温度过高、搅拌时间过长都会导致沥青老化;温度过低、时间过短则都会降生产率,分散不好。
八、用聚合物(如SBS)改性沥青的生产工艺:
沥青(如减压渣油)200g→加热至170℃→搅拌下加SBS 10g,助溶剂25-55g→
控温170-190℃下剪切搅拌40分钟→测试。
九、硫酸钙晶须(CSW)在改性沥青中的应用:
1、CSW是微纤维状单晶体,具有颗粒状填料的粒度和短纤维填料的长径比,还有强度、
韧性好、耐高温、抗化学腐蚀、亲合力强、无毒、价格低等优点,用它改性道路沥青具有非常明显的优势。
2、CSW改性沥青的工艺流程图:
      沥青→加热130℃→搅拌下加CSW→测试。
3、操作步骤:
  (1)称取沥青100g,放入不锈钢烧杯(玻璃三口瓶)中;
  (2)装有沥青试样的烧杯(玻璃三口瓶),放入恒温干燥箱(或油浴锅)中,调节控温为130℃;
  (3)称取CSW 3g(或5g、7g、9g、18g、18.8g);
  (4)当沥青温度达130℃时,搅拌下(机械搅拌)把CSW加入沥青试样中,待CSW在沥青中分散均匀后,停止搅拌和加热。
  (5)试样冷却后,进行有关改性效果的测试。
4、备注:作试验的CSW有三种:未经表面处理的CSW;经过表面处理的CSW;经过表面处理过的湿品。因CSW的表面处理剂有多种,得到的经表面处理过的CSW也有多种。
5、CSW作为路面改性沥青的改性剂能达到的改性效果:
  (1)软化点、针入度、延度是作为衡量沥青基本性能的技术指标,在工程中最为常用。软化点直接反映沥青的高温性能,一般认为软化点高,其高温稳定性好。针入度是反映沥青稠度的重要指标,针入度越小,表明沥青的稠度越大。延度是反映沥青柔韧性的重要指标,延度越大,表明沥青的柔韧性越好。当然,评价沥青改性效果的指标,除这三个常规指标外,还有:动态剪切、弯曲梁、疲劳老化、抗水剥落等指标。
  (2)CSW加入量达18%时,改性沥青的软化点提高20℃以上(由40.3℃提高到62.6℃);
  (3)CSW加入量达18.8%时,改性沥青的软化点,由40.3℃提高至73.1℃(近30℃)。
  (4)CSW加入量为18%时:30℃的针入度142降至100;25℃的针入度由91降至55;15℃的针入度由26降13。
  (5)CSW加入量为18%时,10℃延度(低温延度)为20.8℃,可以满足标准中的要求(10-30)。
  (6)主要参考文献:有矿治,2004年第20卷增刊58-59,田泽峰等发表的文章《CaSO4晶须改性沥青的基本性能》,其生产工艺流程图如下:
    基质(沥青)100g
    水100g                得到油水相容的沥青乳液  加入CSW沥青重量的5-18%
      表面活性剂1.5g
      得到CSW改性的沥青乳液→搅拌破乳→加热蒸发脱水→测试。
      具体操作步骤待补充。
十、路面改性沥青的技术性能指标及测试方法:
1、指标:气囊止血带
  (1)高温性能(软化点);(2)低温性能(抗裂性,25℃、10℃、5℃的延度);
  (3)操作性能;(4)安全性能;(5)贮存性能;(6)弹性复原性;
汽车阻尼板>ir油墨  (7)抗断裂性;(8)抗老化性;(9)抗疲劳车辙性和水稳定性。
2、测试方法:参看公路1999年第8期36-40,曾×发表的文章《如何测定和判断改性沥青的技术性能》。
十一、道路改性沥青中改性剂的选择评估指标:
1、加入改性剂后,改性沥青有关质量指标,应考虑综合结果;
2、加入改性剂后,改性沥青的成本,也应考虑综合成本(有社会效益和经济效益)。
3、最终结果,应当是上面1和2的综合评估。例如改性剂为废旧橡胶或塑料时,虽然物料成本低,但改性沥青有关质量指标明显低于另外的改性剂,综合评估时则改性剂不能选废旧橡胶(或塑料)。
十二、部分相关资料的调查:
1、广州一家道路改性沥青生产公司;
  (1)配方:基质(沥青)95%;改性剂橡胶粉5%;稳定剂(硫磺),少量。
  (2)基质(沥青)4700元/T左右;道路改性沥青出厂价5800元/T左右;橡胶粉2万元/T左右;生产规模1万吨/年。
2、已查阅并复制的参考文献有15份。

本文发布于:2024-09-22 20:33:15,感谢您对本站的认可!

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标签:沥青   改性剂   改性   性能   搅拌   道路
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