廢舊輪胎橡膠粉細(xì)目對改性瀝青的影響

陳爽

摘 要：本文主要介紹通過在基質(zhì)瀝青中加入不同細(xì)目的廢舊輪胎橡膠粉，通過改性瀝青的針入度、軟化點、延度來確定加入基質(zhì)瀝青中，改性瀝青效果最好的橡膠細(xì)目。

關(guān)鍵詞：橡膠粉改性瀝青；橡膠細(xì)目

1 瀝青材料的研究背景及材料制備

1.1 研究背景

橡膠改性瀝青對瀝青混合料起到了提高性能的作用，不僅節(jié)省了大量的建筑資金，同時也實現(xiàn)了對廢舊輪胎的再利用，最大程度發(fā)揮廢舊輪胎的作用。

1.2 材料選擇

本文選擇的基質(zhì)瀝青為遼寧盤錦90#基質(zhì)瀝青，所采用的廢輪胎膠粉是焦作市弘瑞橡膠有限公司生產(chǎn)的26目、40目、60目及80目廢輪胎胎面膠粉。通過評價每種細(xì)目改性瀝青的針入度、延度、軟化點三大指標(biāo)，來確定加入基質(zhì)瀝青的最佳細(xì)目。

2 輪胎膠粉改性瀝青的基本性能研究

2.1 改性瀝青的制備條件

通過篩分最終確定廢輪胎膠粉的細(xì)度為20目、30目、40目、50目、60目、70目和80目膠粉，基質(zhì)瀝青中加入膠粉為瀝青質(zhì)量的20%，攪拌溫度為165℃，剪切速度為7000 r/min，攪拌時間為45min。[1]

2.2 細(xì)度對針入度的影響

通過對20目～80目的輪胎膠粉改性瀝青進行25℃的針入度試驗，得到了對應(yīng)于不同輪胎橡膠粉細(xì)度的針入度指標(biāo)，每組輪胎膠粉改性瀝青做三次平行試驗，取其平均值為最后試驗結(jié)果。試驗結(jié)果見表1。

從表1的不同目數(shù)對應(yīng)的針入度指標(biāo)可以清晰的看出，輪胎橡膠粉的目數(shù)從20目增加到80目，其針入度指標(biāo)的變化趨勢分為三個階段：第一階段是從20目到35目，針入度指標(biāo)隨著目數(shù)的增大而減小；第二階段是從35目到60目，針入度指標(biāo)隨著目數(shù)的增加而逐漸增大；第三階段是從60目到80目，以至于更大的目數(shù)，針入度指標(biāo)隨著目數(shù)的增大而逐漸減小并趨于平穩(wěn)。這是由于在質(zhì)量相同的情況下，目數(shù)越大，橡膠粉的顆粒越細(xì)，顆粒數(shù)越多。

2.3 細(xì)度對延度的影響

通過對20目～80目的輪胎膠粉改性瀝青進行25℃的延度試驗，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結(jié)果。試驗結(jié)果見表2。

從表2的不同目數(shù)橡膠粉對應(yīng)的延度指標(biāo)可以清晰的看出，隨著橡膠粉目數(shù)的增加，輪胎膠粉改性瀝青的延度指標(biāo)呈現(xiàn)出先減小后增大的兩階段變化。第一階段是從20目到30目，延度指標(biāo)隨著目數(shù)的增加而減低。第二階段是從30目到80目，延度指標(biāo)隨著目數(shù)的增加而逐漸增大。

在第一階段，由于橡膠粉顆粒目數(shù)比較小，控制輪胎膠粉改性瀝青拉伸長度的主要是基質(zhì)瀝青本身粘結(jié)強度、基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的粘結(jié)強度，以及橡膠粉顆粒之間的間隙距離。當(dāng)橡膠粉顆粒目數(shù)比較小時，延度指標(biāo)主要受橡膠粉顆粒之間的基質(zhì)瀝青的粘結(jié)強度影響比較大，受基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的粘結(jié)強度影響比較小，故20目的輪胎膠粉改性瀝青的延度比較大。但是，當(dāng)橡膠粉顆粒目數(shù)增大后，橡膠粉顆粒的體積減小，數(shù)量增多，在基質(zhì)瀝青中分布的更加均勻，橡膠粉顆粒之間的間隙也隨之減小。此時，填充在橡膠粉顆粒之間的基質(zhì)瀝青對延度指標(biāo)的影響逐漸減小，而基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的粘結(jié)強度對延度指標(biāo)的影響逐漸加強，當(dāng)兩者對延度指標(biāo)的影響程度相等時，即當(dāng)橡膠粉為30目左右時輪胎膠粉改性瀝青的延度達到最小值。在第二階段，隨著橡膠粉顆粒目數(shù)的增大，輪胎膠粉改性瀝青的延度指標(biāo)也隨之增大，并隨著細(xì)度的進一步增大而趨于平穩(wěn)。

2.4 細(xì)度對軟化點的影響

通過對20目～80目的輪胎膠粉改性瀝青進行軟化點試驗，得到了對應(yīng)于不同輪胎橡膠粉細(xì)度的軟化點指標(biāo)，每組輪胎膠粉改性瀝青做兩次次平行試驗，取其平均值為最后試驗結(jié)果。試驗結(jié)果見表3。

從表3的不同目數(shù)橡膠粉對應(yīng)的軟化點指標(biāo)可以清晰的看出，隨著橡膠粉目數(shù)的增加，輪胎膠粉改性瀝青的軟化點指標(biāo)呈現(xiàn)出先增大后減小的兩階段變化。第一階段是從20目到70目，其中從20目到70目，隨著細(xì)度的增加軟化點隨著細(xì)目的增加指標(biāo)增加。第二階段是從70目到80目，以至于更大的目數(shù)，隨著橡膠粉顆粒細(xì)度的增加，軟化點指標(biāo)減小。

在第一階段變化中，當(dāng)橡膠粉顆粒在20目到70目時，隨著橡膠粉顆粒細(xì)度的增加，基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的抗剪切強度對軟化點指標(biāo)的影響逐漸增大，但增幅逐漸減小，在橡膠粉顆粒的細(xì)度為70目時，輪胎膠粉改性瀝青的軟化點達到最大值。在第二階段變化中，橡膠粉顆粒的細(xì)度進一步增加，膠粉之間的間隙也進一步縮小。其中，橡膠粉顆粒之間的抗剪切強度對軟化點指標(biāo)起主要影響作用，而基質(zhì)瀝青本身和基質(zhì)瀝青與橡膠粉顆粒之間的抗剪切強度起次要影響作用。由于橡膠粉顆粒的細(xì)度進一步的增加，橡膠粉顆粒之間的抗剪切強度逐漸降低，故導(dǎo)致80目以后的輪胎膠粉改性瀝青的軟化點有所降低。

因此，通過試驗研究，各個細(xì)目的膠粉加入基質(zhì)瀝青，50目的膠粉綜合性質(zhì)最好，最穩(wěn)定。

參考文獻：

[1]張永明，李一鳴.橡塑瀝青改性機理分析[J].公路，1997，7：4650.