呂麟華，王宏玉，趙 強(qiáng)

(甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院，甘肅 天水 741025)

廢膠粉改性道路瀝青是一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又簡單有效的方法．既可以改善道路瀝青的性能，又可以緩解廢舊輪胎帶來的環(huán)境問題．國外較早地對膠粉改性道路瀝青進(jìn)行了研究，并將改性劑轉(zhuǎn)向了經(jīng)濟(jì)的“廢物”廢膠粉，將其應(yīng)用到實(shí)際中，取得了很好的改性效果．我國對此的研究起步較晚，但近年來也開始將膠粉改性瀝青的改性劑轉(zhuǎn)向廢膠粉．目前聚合物改性瀝青的機(jī)理尚未確定，但是大多數(shù)人普遍認(rèn)為在改性過程中膠粉在瀝青中吸收油分而溶脹，并且最終形成膠粉瀝青混合體系．由于膠粉和瀝青溶解度參數(shù)等性質(zhì)的差異，兩者在混合時(shí)存在著相容性、分散性等問題，影響著改性的效果[1-3].本實(shí)驗(yàn)采用了氯化處理廢膠粉的方法改變膠粉的某些性質(zhì)，然后改變一些處理?xiàng)l件，與瀝青進(jìn)行相混．相比較瀝青改性前后的三大指標(biāo)，分析其改性效果．這為改性瀝青對于道路路面性能的改善提供理論基礎(chǔ)．

1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器

瀝青為中海油濱州煉油廠的，規(guī)格為AH-90;廢橡膠粉為河南濮陽橡膠粉廠的，規(guī)格為80目．PKA-2型自動(dòng)環(huán)球法石油瀝青軟化點(diǎn)測試儀(德國PETROTEST公司)．DDA-3型自動(dòng)石油瀝青延度測試儀(德國PETROTEST公司).PNR-10型自動(dòng)瀝青針入度儀(德國PETROTEST公司)．

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 氯化廢膠粉改性瀝青

首先將不同氯化程度的80目的廢膠粉，與瀝青按30∶200混合，普通攪拌10min進(jìn)行初步混合．然后,將上面得到的膠粉瀝青混合物在150℃下高速剪切20min，使兩者充分混合．最后,再將混合物普通攪拌30min，最終制得氯化廢膠粉改性瀝青．

2.2 性能測試

所有基質(zhì)瀝青和改性瀝青的三大指標(biāo)均按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTJ 052-2000進(jìn)行測試．

(1)軟化點(diǎn)．將試樣環(huán)置于試樣底板上，將瀝青試樣注入試樣環(huán)內(nèi)至略高出環(huán)面為止，室溫冷卻30min后，用熱刮刀刮除環(huán)面上的試樣，務(wù)使其與環(huán)面齊平．將試樣環(huán)連同試樣底板置于(5±0.5)℃水的恒溫水槽中至少15min，同時(shí)將金屬支架、鋼球、鋼球定位環(huán)等置于相同水槽中．燒杯中注入5℃的水，水面略低于立桿上的深度標(biāo)記．取出試樣環(huán)放置在支架中層板的圓孔中，套上定位環(huán)，然后將整個(gè)環(huán)架放入燒杯中，調(diào)整水面至深度標(biāo)記．將盛有水和支架的燒杯移至儀器的加熱爐具上，然后將鋼球放在定位環(huán)中間的試樣中央，啟動(dòng)程序使之加熱，升溫速率調(diào)為(5±0.5)℃·min-1．試樣受熱軟化逐漸下墜，至與下層地板表面接觸時(shí)，立即讀取溫度．

(2)針入度．將試樣在120～180℃下脫水，過濾后注入針入度儀盛樣皿內(nèi)，在室溫冷卻30min后，放入25℃的恒溫水槽中1h．取出試樣，放置到儀器水槽中進(jìn)行測試，試樣質(zhì)量為100g，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)針自由穿入瀝青的時(shí)間為5s，以此測試針入度．

(3)延度．將甘油滑石粉隔離劑涂于試模底板和兩個(gè)側(cè)模的內(nèi)側(cè)表面，并將試模在底板上裝好，將試樣注入模中，最后略高出試模，室溫下冷卻30min，置于延度儀(5±0.1)℃的恒溫水槽中30min后取出，用熱刮刀刮除高出試模的瀝青，使瀝青面與試模面相齊．將試模連同底板再放入(5±0.1)℃的恒溫水槽中1h．調(diào)節(jié)延度儀使其歸零，即滑板指針正對標(biāo)尺零點(diǎn)．調(diào)節(jié)端模運(yùn)行速率為5 cm·min-1，測試延度.

3 結(jié)果與討論

3.1 廢膠粉氯化度對改性瀝青的影響

不同氯化程度的廢膠粉改性瀝青的三大指標(biāo)測試如表1所示.

表1 氯化膠粉改性瀝青

從表1可以看到，隨著氯化程度的增加，軟化點(diǎn)溫度先上升然后下降，但變化不大，和未氯化的廢膠粉改性瀝青的軟化點(diǎn)相比數(shù)值較為接近．由此可見，氯化膠粉對改性瀝青的高溫性能不是很明顯．氯化廢膠粉改性瀝青的針入度與未氯化膠粉改性瀝青的針入度(0%氯化度對應(yīng)的針入度)相比，有明顯的下降(從56.8下降到40左右)．但是，針入度隨著氯化程度的增加變化不大．氯化廢膠粉改性瀝青的延度與未氯化廢膠粉改性瀝青的針入度(0%氯化度對應(yīng)的延度)相比，有明顯的下降(從6.2下降到3.5左右)．這說明氯化廢膠粉的改性效果不是很好，遠(yuǎn)出乎我們的意料．

3.2 氯化膠粉用量對改性瀝青的影響

(1)未氯化膠粉改性瀝青對三大指標(biāo)的影響如圖1所示．從圖1可以看到，隨著未氯化廢膠粉用量的增加，改性瀝青的軟化點(diǎn)變化不是很大，均在55℃左右；針入度值卻是出乎意料的升高了，表明膠粉量的加入使得瀝青變稀了，改性效果不太好；另外隨著膠粉量的增加，瀝青的延度值變大了，說明膠粉改性有一定效果．膠粉加入量在15%～20%之間時(shí)，改性效果較好．

圖1 未氯化廢膠粉對三大指標(biāo)的影響

(2) 0.6%氯化膠粉改性瀝青如表2所示，對三大指標(biāo)的影響如圖2所示．

表2 0.6%氯化膠粉改性瀝青

圖2 0.6%氯化膠粉對三大指標(biāo)的影響

(3) 3%氯化膠粉改性瀝青如表3所示，對三大指標(biāo)的影響如圖3所示．

表3 3%氯化膠粉改性瀝青

圖3 3%氯化膠粉對三大指標(biāo)的影響

(4) 4.14%氯化膠粉改性瀝青如表4所示，對三大指標(biāo)的影響如圖4所示．

表4 4.14%氯化膠粉改性瀝青

圖4 4.14%氯化膠粉對三大指標(biāo)的影響

從圖2、3、4可以看到，廢膠粉的氯化度隨著用量的增加，改性瀝青的三大指標(biāo)都有近乎一致的變化．隨著氯化膠粉量的增加，改性瀝青的軟化點(diǎn)均有升高，瀝青的高溫性能變好；針入度值則都有所下降；延度值稍有增加，但變化不大．

4 結(jié)論

從上述實(shí)驗(yàn)我們可以知道，氯化廢膠粉用量的增加對改性瀝青有一定的效果，且15%～20%的膠粉用量為宜，但是廢膠粉氯化度的增加對改性瀝青的方法還需改進(jìn)．

參考文獻(xiàn)：

[1]郭朝陽,何兆益,等.廢胎膠粉改性瀝青改性機(jī)理研究[J].石油瀝青,2007,21(6):21-27.

[2]徐惠生.改性瀝青紅外光譜分析[J].安徽化工,2007,23(1):62-63.

[3]田衛(wèi)群,周彬,楊軍,等.改性瀝青混合料高溫性能及其評價(jià)方法[J].建筑材料學(xué)報(bào),2009,12(3):285-291.