废旧轮胎橡胶粉细目对改性沥青的影响
2018-05-14陈爽
陈爽
摘 要：本文主要介绍通过在基质沥青中加入不同细目的废旧轮胎橡胶粉，通过改性沥青的针入度、软化点、延度来确定加入基质沥青中，改性沥青效果最好的橡胶细目。
关键词：橡胶粉改性沥青；橡胶细目
1 沥青材料的研究背景及材料制备
1.1 研究背景
橡胶改性沥青对沥青混合料起到了提高性能的作用，不仅节省了大量的建筑资金，同时也实现了对废旧轮胎的再利用，最大程度发挥废旧轮胎的作用。
1.2 材料选择
本文选择的基质沥青为辽宁盘锦90#基质沥青，所采用的废轮胎胶粉是焦作市弘瑞橡胶有限公司生产的26目、40目、60目及80目废轮胎胎面胶粉。通过评价每种细目改性沥青的针入度、延度、软化点三大指标，来确定加入基质沥青的最佳细目。
2 轮胎胶粉改性沥青的基本性能研究
2.1 改性沥青的制备条件
通过筛分最终确定废轮胎胶粉的细度为20目、30目、40目、50目、60目、70目和80目胶粉，基质沥青中加入胶粉为沥青质量的20%，搅拌温度为165℃，剪切速度为7000 r/min，搅拌时间为45min。[1]
2.2 细度对针入度的影响
通过对20目～80目的轮胎胶粉改性沥青进行25℃的针入度试验，得到了对应于不同轮胎橡胶粉细度的针入度指标，每組轮胎胶粉改性沥青做三次平行试验，取其平均值为最后试验结果。试验结果见表1。
从表1的不同目数对应的针入度指标可以清晰的看出，轮胎橡胶粉的目数从20目增加到80目，其针入度指标的变化趋势分为三个阶段：第一阶段是从20目到35目，针入度指标随着目数的增大而减小；第二阶段是从35目到60目，针入度指标随着目数的增加而逐渐增大；第三阶段是从60目到80目，以至于更大的目数，针入度指标随着目数的增大而逐渐减小并趋于平稳。这是由于在质量相同的情况下，目数越大，橡胶粉的颗粒越细，颗粒数越多。
2.3 细度对延度的影响
通过对20目～80目的轮胎胶粉改性沥青进行25℃的延度试验，得到了对应于不同轮胎橡胶粉细度的延度指标，每组轮胎胶粉改性沥青做三个平行试件，取其测试结果的平均值为最后试验结果。试验结果见表2。
从表2的不同目数橡胶粉对应的延度指标可以清晰的看出，随着橡胶粉目数的增加，轮胎胶粉改性沥青的延度指标呈现出先减小后增大的两阶段变化。第一阶段是从20目到30目，延度指标随着目数的增加而减低。第二阶段是从30目到80目，延度指标随着目数的增加而逐渐增大。
在第一阶段，由于橡胶粉颗粒目数比较小，控制轮胎胶粉改性沥青拉伸长度的主要是基质沥青本身粘结强度、基质沥青与橡胶粉颗粒之间的粘结强度，以及橡胶粉颗粒之间的间隙距离。当橡胶粉颗粒目数比较小时，延度指标主要受橡胶粉颗粒之间的基质沥青的粘结强度影响比较大，受基质沥青与橡胶粉颗粒之间的粘结强度影响比较小，故20目的轮胎胶粉改性沥青的延度比较大。但是，当橡胶粉颗粒目数增大后，橡胶粉颗粒的体积减小，数量增多，在基质沥青中分布的更加均匀，橡胶粉颗粒之间的间隙也随之减小。此时，填充在橡胶粉颗粒之间的基质沥青对延度指标的影响逐渐减小，而基质沥青与橡胶粉颗粒之间的粘结强度对延度指标的影响逐渐加强，当两者对延度指标的影响程度相等时，即当橡胶粉为30目左右时轮胎胶粉改性沥青的延度达到最小值。在第二阶段，随着橡胶粉颗粒目数的增大，轮胎胶粉改性沥青的延度指标也随之增大，并随着细度的进一步增大而趋于平稳。
2.4 细度对软化点的影响
通过对20目～80目的轮胎胶粉改性沥青进行软化点试验，得到了对应于不同轮胎橡胶粉细度的软化点指标，每组轮胎胶粉改性沥青做两次次平行试验，取其平均值为最后试验结果。试验结果见表3。
从表3的不同目数橡胶粉对应的软化点指标可以清晰的看出，随着橡胶粉目数的增加，轮胎胶粉改性沥青的软化点指标呈现出先增大后减小的两阶段变化。第一阶段是从20目到70目，其中从20目到70目，随着细度的增加软化点随着细目的增加指标增加。第二阶段是从70目到80目，以至于更大的目数，随着橡胶粉颗粒细度的增加，软化点指标减小。
在第一阶段变化中，当橡胶粉颗粒在20目到70目时，随着橡胶粉颗粒细度的增加，基质沥青与橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度对软化点指标的影响逐渐增大，但增幅逐渐减小，在橡胶粉颗粒的细度为70目时，轮胎胶粉改性沥青的软化点达到最大值。在第二阶段变化中，橡胶粉颗粒的细度进一步增加，胶粉之间的间隙也进一步缩小。其中，橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度对软化点指标起主要影响作用，而基质沥青本身和基质沥青与橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度起次要影响作用。由于橡胶粉颗粒的细度进一步的增加，橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度逐渐降低，故导致80目以后的轮胎胶粉改性沥青的软化点有所降低。
因此，通过试验研究，各个细目的胶粉加入基质沥青，50目的胶粉综合性质最好，最稳定。
参考文献：
[1]张永明，李一鸣.橡塑沥青改性机理分析[J].公路，1997，7：4650.
