石棉絨和10#瀝青對蠕變型瀝青耐熱度的影響研究

曾妮 顏紅專 張雪潔

（武昌工學(xué)院 武漢 430068）

前言

蠕變型改性瀝青性防水涂料是瀝青、橡膠、填料等的多相混合體，其在使用年限內(nèi)能夠保持高粘性膏狀體的這一特性，使其在對一些特殊部位，如建筑工程變形縫等，進行防水處理時，有突出的效果，因此，蠕變型改性瀝青防水涂料現(xiàn)在在非外露的建筑防水工程中被大量運用。然而，蠕變型改性瀝青性防水涂料在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)滲、漏油的現(xiàn)象，特別是在環(huán)境溫度較高的情況下。本文擬通過填料和低標(biāo)號瀝青的優(yōu)選試驗，探討其對蠕變型改性瀝青性防水涂料耐熱度的影響。

1 實驗原材

1.1 瀝青

瀝青是蠕變型改性瀝青性防水涂料的基質(zhì)材料，其組成含量對膠粉及SBS的改性效果有影響，當(dāng)其芳香分含量較大、而含臘量小于3%時，對改姓效果有較好的影響。本研究釆用中國石化70號道路瀝青及10號建筑瀝青。其性能指標(biāo)見表1。

表1 70#道路瀝青和10#建筑瀝青參數(shù)

1.2 油料

本試驗采用茂名石化產(chǎn)減三線油，減三線油技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 減三線油技術(shù)指標(biāo)

1.3 SBS

本試驗采用中石化茂名F501型SBS，SBS改性劑的主要性質(zhì)見表3。

1.4 膠粉

本試驗所選用的是輪胎外胎，采用邵陽市黑寶石化工有限公司生產(chǎn)的目磨細膠粉，膠粉的細度為40目以上。

1.5 礦粉

瀝青中為了減少瀝青的用量以及降低瀝青的溫度敏感性，瀝青中需要加入一定量的礦物作為填充料。一般礦物填充料摻量為20～30%。常用的礦物填充料主要有兩種，分別是粉狀和纖維狀。比如說石石棉粉、粉煤灰、灰石粉、滑石粉等等。本試驗主要采用河北靈壽產(chǎn)石棉絨及200目重質(zhì)碳酸。其中石棉絨是硅酸鹽類礦物，化學(xué)成份為Mg6[Si4O10][OH]8，是一種纖維狀集合體，絲絹光澤。硬度2.5～3，比重2.2～2.7。

表3 SBS改性劑的主要性質(zhì)

2 實驗方案

2.1 實驗儀器

本實驗的試驗儀器分為三類，分別為檢測儀器、反應(yīng)儀器和一些輔助類儀器。其中，檢測儀器包括：拉力試驗機、電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱、低溫冰箱、電子秤。其他試驗所需設(shè)備工具有：燒杯、隔離紙、滴管、反應(yīng)罐、刮刀紹板、玻璃板、瓷磚、水泥板、堪禍鉗。反應(yīng)儀器包括：變壓器、電動攪拌器、電爐加熱器。

2.2 實驗流程

試驗所采用的工藝流程參考了一些研究和實驗。具體操作如下：第一個階段，取一只反應(yīng)罐，加入一定比例辛焼油以及溶劑油，放在電路加熱器上加熱直至其達到185℃；第二個階段，保持溫度在185℃，加入SBS改性劑，在電動攪拌器中高速攪拌1.5～2h；第三個階段，繼續(xù)加入有機填料，如瀝青、膠粉等，繼續(xù)在電動攪拌器中高速攪拌1.5～2h；第四個階段，再加入助劑、無機填料等材料，連續(xù)攪拌實驗瀝青1h，直到整個反應(yīng)停止。整個實驗過程中需保證實驗材料溫度控制在185℃不變，出料檢測。

2.3 技術(shù)指標(biāo)測試

按照標(biāo)準(zhǔn)JCT2216-2014對試驗所制備的蠕變型改性瀝青防水涂料進行指標(biāo)檢測。主要以耐熱度指標(biāo)為研究對象，探討配合比中填料及10號瀝青對蠕變型改性瀝青耐熱度的影響。耐熱度的檢測方法如下：將樣品熱涂到120mm×50mm×（2～4）mm的鋁板上，涂覆面積為 100mm×50mm，涂覆厚度為（2±0.2）mm，并在標(biāo)準(zhǔn)條件下放置24h。將試件50mm短邊與支架下部接觸，并與水平面成45。角放入已恒溫至規(guī)定溫度的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，試件與干燥箱壁間的距離不小于50mm，試件的中心宜與溫度計的探頭在同一水平位置。試件處理2±15min后取出，觀察表面。共試驗三個試件。試驗后記錄試件有無滑動、流淌、滴落。

試驗結(jié)果評定：記錄試樣流淌和滑動距離，不大于20mm為合格。

3 結(jié)果分析

本試驗主要研究討論石棉絨及10號瀝青對蠕變型改性瀝青耐熱度的影響，表4所示是在綜合考慮了改性效果以及制備成本等因素的影響后，所得出的討論結(jié)果。

表4 石棉絨與耐熱度的關(guān)系

圖1 石棉絨與耐熱度的關(guān)系

石棉絨與耐熱度的關(guān)系如圖1所示。當(dāng)石棉絨的摻量為0%時，改性瀝青涂料的使用性能差，耐熱度不太符合使用要求；當(dāng)摻入石棉絨后，且石棉絨摻量從1%增加到7%時，耐熱溫度提高了38.8%。這是由于瀝青本身具有濕潤包裹的作用，同時瀝青中含有一種酸性樹脂，這種樹脂具有很好的表面活性，石棉絨纖維本身耐熱性良好，加入了石棉絨后可以在石棉絨的表面產(chǎn)生比較較強的吸附作用，兩個共同作用，使得兩者所形成的混合物具有良好的穩(wěn)定性，從而很好的改善了改性瀝青涂料的耐熱性。為滿足65℃的耐熱度要求，其最佳摻量宜為5～6%。

在蠕變型改性瀝青中摻入不同摻量的10號瀝青，同時保持石棉絨的摻量不變，維持在5%，對涂料耐熱性能的指標(biāo)進行實驗，研究其摻量對其影響的結(jié)果如表5所示。

表5 10號瀝青與耐熱度的關(guān)系

圖2 10#瀝青與耐熱度的關(guān)系

10#瀝青與耐熱度的關(guān)系如圖2所示：將一定比例的10#瀝青混合加入后，涂料的耐熱度呈逐漸上升趨勢；當(dāng)10#瀝青摻量在3%、6%、9%、12%、15%、18%、20%時，耐熱溫度分別增加了 3.1%、6.3%、10.9%、14.1%、17.2%、25.0%、33.0%和32.8%。其中超過15%時，涂料耐熱溫度有較為明顯的增加，同時，一些實驗結(jié)果表明，改性瀝青涂料的流動性在溫度較高（80～120℃）時，會隨著10#瀝青摻量的增加而大幅度降低，冷卻后摻入10號瀝青的樣品比為摻入的樣品柔軟度更好，其耐熱性能更好，但可能會影響改性瀝青涂料的其他性能。主要原因在于10#瀝青軟化點較高（98.5℃），耐熱性較好，當(dāng)10號瀝青摻入道路瀝青后可以提高瀝青的耐熱性能，但針入度和延性會出現(xiàn)相應(yīng)的降低，也會影響到瀝青涂料的其它性能。在本試驗中，宜將其控制在10%內(nèi)。

4 結(jié)論

本試驗主要研究了蠕變型改性瀝青配合比中石棉絨及10#瀝青對其耐熱度的影響，主要得到以下三個結(jié)論：

（1）石棉絨是一種硅酸鹽礦物纖維，當(dāng)摻加量為6%時涂料耐熱溫度可從40℃提高到65℃。

（2）混合摻入10%左右的10#瀝青時，蠕變型改性瀝青的耐熱溫度可達70℃以上。

（3）當(dāng)10#瀝青的摻量小于10%時，蠕變型改性瀝青的低溫柔性沒有明顯的變化，但當(dāng)10號瀝青的摻量達到了10%以上時，改性瀝青涂料的低溫柔性指標(biāo)出現(xiàn)了明顯的下降，所以在摻入10號瀝青提高瀝青涂料耐熱度的同時，需要控制其摻入的比重在合理的范圍之內(nèi)，本試驗10#瀝青摻量在5%以內(nèi)。