石棉绒和10#沥青对蠕变型沥青耐热度的影响研究

曾妮 颜红专 张雪洁

（武昌工学院 武汉 430068）

前言

蠕变型改性沥青性防水涂料是沥青、橡胶、填料等的多相混合体，其在使用年限内能够保持高粘性膏状体的这一特性，使其在对一些特殊部位，如建筑工程变形缝等，进行防水处理时，有突出的效果，因此，蠕变型改性沥青防水涂料现在在非外露的建筑防水工程中被大量运用。然而，蠕变型改性沥青性防水涂料在使用过程中经常出现渗、漏油的现象，特别是在环境温度较高的情况下。本文拟通过填料和低标号沥青的优选试验，探讨其对蠕变型改性沥青性防水涂料耐热度的影响。

1 实验原材

1.1 沥青

沥青是蠕变型改性沥青性防水涂料的基质材料，其组成含量对胶粉及SBS的改性效果有影响，当其芳香分含量较大、而含腊量小于3%时，对改姓效果有较好的影响。本研究釆用中国石化70号道路沥青及10号建筑沥青。其性能指标见表1。

表1 70#道路沥青和10#建筑沥青参数

1.2 油料

本试验采用茂名石化产减三线油，减三线油技术指标如表2所示。

表2 减三线油技术指标

1.3 SBS

本试验采用中石化茂名F501型SBS，SBS改性剂的主要性质见表3。

1.4 胶粉

本试验所选用的是轮胎外胎，采用邵阳市黑宝石化工有限公司生产的目磨细胶粉，胶粉的细度为40目以上。

1.5 矿粉

沥青中为了减少沥青的用量以及降低沥青的温度敏感性，沥青中需要加入一定量的矿物作为填充料。一般矿物填充料掺量为20～30%。常用的矿物填充料主要有两种，分别是粉状和纤维状。比如说石石棉粉、粉煤灰、灰石粉、滑石粉等等。本试验主要采用河北灵寿产石棉绒及200目重质碳酸。其中石棉绒是硅酸盐类矿物，化学成份为Mg6[Si4O10][OH]8，是一种纤维状集合体，丝绢光泽。硬度2.5～3，比重2.2～2.7。

表3 SBS改性剂的主要性质

2 实验方案

2.1 实验仪器

本实验的试验仪器分为三类，分别为检测仪器、反应仪器和一些辅助类仪器。其中，检测仪器包括：拉力试验机、电热鼓风恒温干燥箱、低温冰箱、电子秤。其他试验所需设备工具有：烧杯、隔离纸、滴管、反应罐、刮刀绍板、玻璃板、瓷砖、水泥板、堪祸钳。反应仪器包括：变压器、电动搅拌器、电炉加热器。

2.2 实验流程

试验所采用的工艺流程参考了一些研究和实验。具体操作如下：第一个阶段，取一只反应罐，加入一定比例辛焼油以及溶剂油，放在电路加热器上加热直至其达到185℃；第二个阶段，保持温度在185℃，加入SBS改性剂，在电动搅拌器中高速搅拌1.5～2h；第三个阶段，继续加入有机填料，如沥青、胶粉等，继续在电动搅拌器中高速搅拌1.5～2h；第四个阶段，再加入助剂、无机填料等材料，连续搅拌实验沥青1h，直到整个反应停止。整个实验过程中需保证实验材料温度控制在185℃不变，出料检测。

2.3 技术指标测试

按照标准JCT2216-2014对试验所制备的蠕变型改性沥青防水涂料进行指标检测。主要以耐热度指标为研究对象，探讨配合比中填料及10号沥青对蠕变型改性沥青耐热度的影响。耐热度的检测方法如下：将样品热涂到120mm×50mm×（2～4）mm的铝板上，涂覆面积为 100mm×50mm，涂覆厚度为（2±0.2）mm，并在标准条件下放置24h。将试件50mm短边与支架下部接触，并与水平面成45。角放入已恒温至规定温度的电热鼓风干燥箱内，试件与干燥箱壁间的距离不小于50mm，试件的中心宜与温度计的探头在同一水平位置。试件处理2±15min后取出，观察表面。共试验三个试件。试验后记录试件有无滑动、流淌、滴落。

试验结果评定：记录试样流淌和滑动距离，不大于20mm为合格。

3 结果分析

本试验主要研究讨论石棉绒及10号沥青对蠕变型改性沥青耐热度的影响，表4所示是在综合考虑了改性效果以及制备成本等因素的影响后，所得出的讨论结果。

表4 石棉绒与耐热度的关系

图1 石棉绒与耐热度的关系

石棉绒与耐热度的关系如图1所示。当石棉绒的掺量为0%时，改性沥青涂料的使用性能差，耐热度不太符合使用要求；当掺入石棉绒后，且石棉绒掺量从1%增加到7%时，耐热温度提高了38.8%。这是由于沥青本身具有湿润包裹的作用，同时沥青中含有一种酸性树脂，这种树脂具有很好的表面活性，石棉绒纤维本身耐热性良好，加入了石棉绒后可以在石棉绒的表面产生比较较强的吸附作用，两个共同作用，使得两者所形成的混合物具有良好的稳定性，从而很好的改善了改性沥青涂料的耐热性。为满足65℃的耐热度要求，其最佳掺量宜为5～6%。

在蠕变型改性沥青中掺入不同掺量的10号沥青，同时保持石棉绒的掺量不变，维持在5%，对涂料耐热性能的指标进行实验，研究其掺量对其影响的结果如表5所示。

表5 10号沥青与耐热度的关系

图2 10#沥青与耐热度的关系

10#沥青与耐热度的关系如图2所示：将一定比例的10#沥青混合加入后，涂料的耐热度呈逐渐上升趋势；当10#沥青掺量在3%、6%、9%、12%、15%、18%、20%时，耐热温度分别增加了 3.1%、6.3%、10.9%、14.1%、17.2%、25.0%、33.0%和32.8%。其中超过15%时，涂料耐热温度有较为明显的增加，同时，一些实验结果表明，改性沥青涂料的流动性在温度较高（80～120℃）时，会随着10#沥青掺量的增加而大幅度降低，冷却后掺入10号沥青的样品比为掺入的样品柔软度更好，其耐热性能更好，但可能会影响改性沥青涂料的其他性能。主要原因在于10#沥青软化点较高（98.5℃），耐热性较好，当10号沥青掺入道路沥青后可以提高沥青的耐热性能，但针入度和延性会出现相应的降低，也会影响到沥青涂料的其它性能。在本试验中，宜将其控制在10%内。

4 结论

本试验主要研究了蠕变型改性沥青配合比中石棉绒及10#沥青对其耐热度的影响，主要得到以下三个结论：

（1）石棉绒是一种硅酸盐矿物纤维，当掺加量为6%时涂料耐热温度可从40℃提高到65℃。

（2）混合掺入10%左右的10#沥青时，蠕变型改性沥青的耐热温度可达70℃以上。

（3）当10#沥青的掺量小于10%时，蠕变型改性沥青的低温柔性没有明显的变化，但当10号沥青的掺量达到了10%以上时，改性沥青涂料的低温柔性指标出现了明显的下降，所以在掺入10号沥青提高沥青涂料耐热度的同时，需要控制其掺入的比重在合理的范围之内，本试验10#沥青掺量在5%以内。