橡胶粉改性沥青性能影响因素
浅谈橡胶粉改性沥青性能的影响机理
关键 词： 改性 沥青 ； 胶粉 改性机理 ； 性能研究 ．Ⅱ 力工工艺 ； 性能验证
中图分类号 ： ４ ６２ ７ Ｕ １． １ 文献标识码 ： Ｃ 文章 编号 ：０ ８— ３ ３ ２ １ ） ０— １８一Ｏ １０ ３ ８ （０ １ １ ０ ５ ３
１ 胶粉改性沥青 的成分及改性机理 １１ 废轮胎胶粉化学成分及结构分析 ．
图 １ 沥青四组பைடு நூலகம்分试验流程图
（） ２ 沥青胶体结 构分 析。 废轮胎胶粉 中含有天 然橡胶 、 合成 橡胶 、 硫磺 、 碳黑 、 抗 青溶液进行观察 ， 为沥青质是分散相 ， 认 而油分是分散介 质 ， 老化剂 等化学成分 ， 这些成分对改善普通沥青 的品质都十分 但是沥青质 和油分不 亲和 ， 而且沥青质与油分两种组分混合 有益 ， 主要体现在橡胶 能够有效 地提高 沥青 的软化点 、 改善 不能形成稳定 的体系 ， 质极易发生絮凝 。而胶质对沥青 沥青 沥青低温下的流动性、 降低针人度、 提高延度 ， 使沥青产生可 质和油分都是亲和 的 ， 胶质包 裹沥青 质形成胶 团 ， 散在 油 分 逆的弹性变形； 碳黑可以改善沥青的粘附性、 耐久性和抗磨 分中 ， 形成稳定的胶 体。 性、 提高沥青混合料 的抗 车辙性 能 ； 可 以改 善沥青 的温 硫磺 从 化学 角度分析 沥青 的胶体结构是 困难 的， 但是根据胶 度稳定性； 抗老化剂能够提高沥青抗老化性能等。如果废轮 体的流变性质来评价则要容易得多。根据沥青的针人度指 胎胶粉能够与沥青很好地混溶并发生作用成为整体， 那么必 数 值可区分三种胶体结构：Ｉ＜ 一 Ｐ ２时， 为溶胶型结构 ； 将大大提高普通沥青的技术性能。但同时也应该看到， 胶粉 Ｐ ＝一 一＋ Ｉ ２ ２时 ， 为溶 凝胶 型结 构 ；Ｉ ＋ Ｐ ＞ ２时 ， 胶型 为凝 属 于惰性较强的高分子材 料 ， 大多数废轮胎胶粉并未经过脱 结构 。 硫处理 ， 自身有很好 的胶粘结构 ， 在一般条件下特别稳定 ， 因 １３ 胶粉 改性 沥青的改性机 理 ． 此要想把胶粉与沥青 拌和均 匀并形 成性质稳 定 的整体 材料 （） １胶粉颗粒体积熔胀 ， 使得沥青胶 体结构发生转变。 有一定 的困难。正是 因为胶粉 自 的这种结构特性 ， 身 使得胶 加入基质沥青 中的废 轮胎胶 粉能够 吸附沥青 中的轻组 粉对沥青的改性 机理 也必然 与常用 的高聚物 改性材料有 很 分， 使沥青组分产生 迁移 ， 沥青 中与胶粉 颗粒结构相 似的轻
橡胶粉的溶解度对改性沥青高温性质和储藏稳定性的影响
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溶解度 ， ％
试验采用 一 种来 源 的轮胎橡 胶 即东风 轮胎胶 厂生 产 的轮胎 胶 。橡胶粉微 粒 大小为 ６ ０～８ ０目，
生产 轮胎 的原料 配 比见 表 ２ 。从 橡 胶 粉 的原 料配
图２ Ｂ号橡胶 粉溶解度与改性沥青软化点关系
比中可 以看 出 ，橡 胶 烃 含 量 约 占 ５ ％ ，炭 黑 含 ０
化点越 高 ，它 的高 温抗 车辙 性 能越好 。对沥 青软
化点测 定方 法来 说 ，加 热 时 间 ３ ｒ ｎ以后 ，加 热 ｉ ａ
及储藏稳 定性的影响 ，研 究发 现随 着溶 解度 的增加 ，改性 沥青的软化 点 降低 ，６ Ｏ℃ 旋转粘
度 降低 、 改性 沥 青 的 离析 软 化 点 差 先 增 加 后 降低 ，６ ０℃ 粘 度 比先 增 加 后 降 低 。
关键词 ：橡胶粉
改性 沥青
溶解度
高温性质
用废 轮胎胶 粉 对 沥青 进行 改性 一 直是 一个 热
２ ．山东石大科技集团有限公 司 ，东 营 ２ ７６ ） ５ ０ １
摘 要 ：通 过 不 同条 件 下橡 胶 粉 的 溶 解度 对 改 性 沥 青 软 化 点 、６ ℃ 粘 度 以及 在 储 藏 后 离 Ｏ 析 容 器上 部 与 底 部 的软 化 点 差 和 粘 度 差 影 响 ，研 究 了橡 胶 粉 的 溶 解 度对 改性 沥 青 高 温 性 质 以
青 标 准 化 工作 和 沥 青 、改 性 沥 青 、特 种 沥 青 的 研 究 与 工 艺 开 发 ，发 表 论 文 ２ Ｏ余 篇 。
石
油
沥
青
２ １ 年第 ２ ０１ ５卷
橡胶沥青技术性能分析
橡胶沥青技术性能分析作者：贺培峰朱沛岸来源：《城市建设理论研究》2013年第08期摘要：橡胶沥青的技术性能与其生产工艺、橡胶粉类型、基质沥青类型、橡胶粉掺量等关系密切，通过室内实验研究了这些因素对橡胶沥青高温性能、低温性能、抗老化性能等的影响，本文针对橡胶沥青技术分析探讨。
关键词：橡胶沥青；橡胶粉；性能分析中图分类号：V438+.1文献标识码：A文章编号：1．橡胶沥青定义及分类橡胶粉改性沥青是指采用废旧轮胎经粉碎后制成的胶粉（橡胶粉细度一般为20-80目）作为改性剂，通过特殊的生产工艺得到的能够改善混合料性能的沥青结合料。
在普通沥青中加入橡胶进行改性后，其针入度减小，粘度增大，软化点提高，具有较高的抗车辙能力和抗推移拥抱的能力。
同时，在沥青中加入胶粉提高了沥青的柔韧性，改善了沥青的低温性能和抗疲劳性能。
由于加入橡胶粉后沥青的粘附性增加，石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，因而提高了沥青路面抗水损害性能和耐久性，延长了公路的使用寿命。
此外，用橡胶沥青和单粒径集料制成的橡胶沥青薄膜能够明显防止和减少沥青路面反射裂缝，大大延长路面裂缝的反射时间。
表1为橡胶沥青技术标准。
目前国内按照生产工艺分成两种方法。
一种称之为干法，另一种称之为湿法。
干法是将废胶粉直接喷入沥青混合料拌和鼓中拌和，胶粉的添加量一般为混合料的2-3%，所得到的混合料称为橡胶改性沥青混合料。
由于胶粉仅作为填料，对沥青改性效果只能通过沥青混合料性能的改变来反映，其均匀性控制和改性效果检验较困难，另外，存在胶粉损失和环境污染等问题，故使用范围受到限制；湿法是将胶粉先在180-200℃的热沥青中混合，通过机械能和热能及化学的方法，使胶粉降解，形成稳定分散的橡胶粉改性沥青，胶粉的添加量一般为沥青的15-20%。
湿法，按工艺又分为溶胀法（以物理混合为主）和发育法（以化学变化为主，也存在一定的物理变化）。
2．橡胶沥青的优点2.1提高沥青的黏度;黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。
橡胶沥青性能试验及影响因素分析
橡胶沥青性能试验及影响因素分析摘要：随着汽车行业的飞速发展，使得废旧轮胎的黑色污染日趋严重。
但是，经过特殊生产工艺将其研磨成胶粉颗粒并通过干拌或湿拌的方法加入到沥青混合料中，不仅实现了绿色交通发展的理念，也改善了沥青路面的使用质量。
本文对橡胶沥青性能试验及影响因素进行分析。
关键词：橡胶沥青；性能试验；影响因素一、原材选择及橡胶沥青制备1、原材料选择本次试验橡胶粉选用深圳路海威20目橡胶粉，含水率为0.55%，检测密度为1.15g/cm3（满足1.10~1.20g/cm3要求）；基质沥青为中海油道路70#石油沥青，检测结果分别见表1，2。
表1 橡胶粉筛分结果表2 基质沥青检测结果1.2橡胶沥青的制备橡胶沥青是在已有研究成果的基础上加以改进的。
为了便于胶粉与基质沥青的有效胶联，将发育溶胀时间适当延长，促使胶粉吸收基质沥青中轻组分更加彻底，以增加沥青和胶质的含量。
橡胶沥青的制备工艺流程如图1所示。
图1 橡胶沥青的工艺流程二、胶粉物理性能的影响分析废胎胶粉按其来源不同，分为货车轮胎（斜交胎）和小轿车轮胎（子午胎简称为：小车轮胎）2大类。
它们的物理性差异在于细度。
为了分析的严谨性，胶粉统一取不同轮胎的胎背部位置胶粉。
在对70#石油沥青进行改性时，先设定18%的掺量。
温度为170℃时沥青测试指标汇总见表3。
当基质沥青加入胶粉后，由于胶粉与沥青网格结构体系的形成及二者之间化学传质作用，其指标均得到不同程度的改善。
从表3中可以看出，货车轮胎胶粉改性后的沥青在常温和高温性能方面均超过了小车轮胎胶粉的。
即在同目数的前提下，除了弹性恢复差别不大以外，货车轮胎胶粉改性沥青的软化点是小车轮胎胶粉改性沥青的1.1~1.3倍，其老化前车辙因子G*/sinδ是小车轮胎胶粉改性沥青的1.5~2.0倍，其老化后车辙因子G*/sinδ是小车轮胎胶粉改性沥青的1.6~2.1倍；货车轮胎胶粉改性沥青的抗疲劳因子G*•sinδ在300kPa左右，只占到上限5000kPa的6%，且均小于小车轮胎胶粉改性沥青的。
橡胶粉掺量对橡胶改性沥青性能试验研究
《橡胶粉掺量对橡胶改性沥青性能试验研究》摘要：要：通过系统试验，定性地分析了不同橡胶粉掺量对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性能等几个方面的影响，综合考虑改性沥青的性能，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量，（3）综合考虑改性沥青的性能、经济成本和国内外的成功经验，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量陈开国摘要：通过系统试验，定性地分析了不同橡胶粉掺量对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性能等几个方面的影响。
研究表明：橡胶粉的掺入可以明显提高沥青的高、低温性能，提高沥青的弹性恢复能力，改善沥青的温度敏感性。
但是当掺量达到18%以后，掺量的提高对性能的改善幅度大幅减小，甚至更大的掺量还可能出现负面的影响。
综合考虑改性沥青的性能，试验确定采用内掺18%的橡胶粉作为橡胶改性沥青的最佳胶粉掺量。
关键词：橡胶改性沥青；高温性能；低温性能；弹性恢复性能随着我国公路等级的提高，沥青混凝土路面已经成为高等级路面道路路面中占主要地位的路面结构。
而且随着公路上的交通量及轴重日益增加，一般的沥青材料品质已难以满足高等级沥青混凝土路面结构的需要。
废旧轮胎中含有丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶等多种高分子聚合物以及各类添加剂，这些添加剂均为改善沥青混合料性能的有效成分。
所以，将废旧轮胎回收再利用，作为胶粉添加剂改善石油沥青具有很好的应用前景。
进年来随着研究水平的不断提高，对废橡胶粉改性沥青又进行了一些积极的研究，本试验通过研究不同橡胶粉掺量对橡胶改性沥青的性能的影响，以促进废橡胶粉在沥青混凝土路面中的应用。
1 试验用基质沥青、橡胶粉技术指标和橡胶粉掺量1.1 试验用基质沥青技术指标试验采用东海70#A级基质沥青作为研究用沥青，其性能指标见表1.1。
从上表可以看出，基质沥青的性能符合要求。
1.2 试验用橡胶粉技术指标试验所采用的胶粉为深圳海川工程科技有限公司生产的废旧橡胶粉，胶粉类别为斜交胎废旧轮胎胶粉，采用的加工工艺为室温粉碎法。
胶粉改性沥青黏度影响因素及微观特性研究
行掺配，分别在 １０１０１０１０２０ ６、７、８、９、０ ℃条件下搅拌后制成
胶粉改性沥青。同时进行胶粉掺量为２％，微波功率为 ７０ ５ ５ Ｗ， 处理时问分别为 ｌ、０ ３、０ ５ ｉ 的对比试验。测 ０２ 、０４ 和 ０ ｎ ｍ
嘏
２ ０ ４ ０ ６０ ８ Ｏ
４
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胶粉粒径／ 目
表 １ 基质沥青性 能指标
粒间的摩擦、胶粉界面与沥青界面摩擦的综合体现。在低于 １０Ｃ ８ 时胶粉未充分溶胀，胶粉颗粒间及胶粉界面与沥青界 ｃ 面间的摩擦力相对较小，所以黏度增加的幅度较平缓。达到 １０ ８ ℃时胶粉充分溶胀， 其比表面积增大， 进而各界面间的摩 擦力增大， 使得黏度突然增大。 当温度达到 １ ℃以后胶粉颗 ９ ０ 粒将会发生部分降解， 而使得黏度的增幅有所下降。 ２２ 胶 粉 粒径 对胶 粉 改性沥 青黏 度 的影响 ．
橡胶粉细度对胶粉改性沥青性能的影响研究
延 度 （５ ， ｍ ｍｎ １℃ ５ｃ ／ ｉ）
高速剪切机 中加工处理（ ８ ｏ ５００ｒ ｉ、５ ｎ ， １０Ｃ、 ０ ｒ ｎ ４ ）最后将改性 ／ ａ ｍｉ 沥青倒人沥青搅拌锅搅拌 ５ｍ ｎ 排除气泡 。按照试验规程制作 ｉ， 试验样 品用于试 验 ， 其改性后 的性质见表 ３ 。
表 ２ 废胶粉技术指标 项目 水分标准 单位 ％ 胶粉 Ｏ４ ． Ｇ ｆ＇ ２ ８ ２０ Ｂｌ ９ ０ － ０３国标 ｒ １ ≤１
油蜡 ， 从而减少游离蜡 的含量 ， 使沥青的感温性 下降 ， 黏结性提 高。 目前，我国的常温胶粉工业 化生产技术 已处于 国际领先地 位， ６ 其 ０目和 ８ ０目的废胶粉 的价格 远低 于 Ｓ Ｓ Ｂ 。用废胶粉改性 沥青 ， 不仅价格便宜 ， 改性后性能优于 Ｓ Ｓ改性沥青 。废胶粉改 Ｂ 性沥青路 面比纯沥青路面减薄一半 ， 其使用寿命却提高 １ ， 倍 并 可减少噪声 ， 防湿 滑与碎冰雪（ 且 有弹性则 冰易压裂 ）尤其是价 ， 格低廉 。利用废 旧轮胎经过冷冻粉碎 ， 做成胶粉改性沥青 ， 一 是 条行之有效而且能为企业带来经济效益 的工业化处理废 旧轮胎 的解决方案 ， 对环境对社会对投资者而言 ， 都是一件非 常有 意义 的事情 。既节约了资源 ， 清洁 了环境 ， 能改善沥青混凝土路 面 又 的各项性能 ， 可谓一举多得 ， 意义很重要 。本文主要通过室 内试 验研究不 同细度的橡胶粉对其改性沥青性能 的影响 ，同时分 析
％
≤３ ≤Ｏ８ ．
≥６ １
≥ ｌ ５
１ ３ ．３ ９ ０ ｌ ．７ ２
６ ． ２３
４ ８
浅谈橡胶沥青性能影响因素
浅谈橡胶沥青性能影响因素作者：李滔张忠明来源：《科技探索》2013年第09期摘要：橡胶沥青的材料和生产工艺是影响橡胶沥青质量的两大关键因素，选择适当的橡胶粉、基质沥青、外掺剂，控制好生产中的搅拌工艺、温度、时间是保证橡胶沥青质量的重要因素。
本文对橡胶沥青性能影响因素进行了介绍。
关键词：橡胶沥青性能橡胶粉前言近几年，人们进一步提高对环境保护和资源的循环利用的认识，将废旧轮胎作为资源进行再利用，生产橡胶沥青，在很大程度上取代SBS改性沥青，不仅减少了环境污染，减少资源消耗，而且符合循环经济、节能减排的要求，有利于建设生态文明。
橡胶沥青路面已经在全国得到了广泛的推广应用。
橡胶粉在与高温沥青充分混合状态下，吸收沥青轻质组分而溶胀，同时在颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。
橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接，形成一个粘度很大的半固态连续相的体系。
伴随着橡胶粉与沥青的溶胀过程同时还有橡胶颗粒的脱硫和橡胶分子的降解过程，橡胶粉部分裂解，交联剂硫、丙酮抽出物、抗老化剂、锌化合物等外加剂和部分炭黑等活性成分通过界面交换作用进入沥青，这些物质可以改善沥青的高温性能、抗老化性能和沥青与矿料的粘结作用。
橡胶粉在沥青中所起作用既有物理作用也有化学作用，反应机理比较复杂，对橡胶沥青的性能影响因素也比较多，综合起来分为两大类：一类是材料因素，主要有橡胶粉的因素、基质沥青品种、外掺剂的因素；二是加工因素，主要有搅拌工艺、搅拌温度、搅拌时间。
本文对其中一些主要因素进行分析。
1.材料因素1.1橡胶粉的因素橡胶粉是橡胶沥青的基本组成成分之一，对沥青性能的影响主要体现在橡胶粉的种类、橡胶粉的细度、橡胶粉的掺量等因素。
天然胶含量高的斜交胎所生产出的橡胶粉，对橡胶沥青的性能改善好于合成胶含量高的子午胎。
而不同细度的、掺量的橡胶粉所生产出的橡胶沥青性能会有很大的差异，而谢昭彬[2]推荐胶粉粒径范围为0.15～0.60mm，掺量采用18%～20%时，橡胶沥青的综合性能较好。
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橡胶粉改性沥青性能影响因素浅析摘要：本文介绍了橡胶粉改性沥青改性机理，分析了搅拌温度、橡胶粉剂量、稳定剂和搅拌时间等因素对橡胶粉改性沥青性能的影响。
关键词：橡胶粉改性沥青；性能；影响；因素。
沥青路面中关键的材料为其中的沥青，我国的沥青路面发展历程近二十年，从最初的普通沥青发展到后来的改性沥青，现在已经有多种改性沥青面世，橡胶粉改性作为其中的一种，2004年才开始引进我国，在沥青路面中使用橡胶粉改性沥青不仅能全面提高路面的性能，而且具有良好的社会经济效益。
1 橡胶粉改性沥青的改性机理
橡胶粉改性是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。
橡胶粉不发生裂解，吸收基质沥青中轻质部分，一方面直接改善基质沥青，另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。
橡胶沥青中橡胶粉的含量在18%以上，熔胀反应后，橡胶颗粒的体积比重在30－40%左右，胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物理、力学、化学性能。
硫化橡胶与沥青同属非极性材料，沥青中被视为可溶质的粘度小的低分子油份和蜡占沥青成份的54%以上，当橡胶经过一定处理后与沥青加热混溶时，橡胶在高温下被沥青中的低分子油份溶胀后，一方面使油份粘度增加和稠度提高，另一方面使橡胶分子的作用力减小。
由于橡胶是一种高分子化合物，除富有弹性外，还有很
高的自粘性和互粘性，它比沥青的粘度高得多，当橡胶和沥青混溶成一体后，沥青的粘度提高了；当橡胶被充分溶胀而未裂解时，它既能以单独相存在又形成连续的网络。
2橡胶粉改性沥青的性能影响
2.1 搅拌温度对改性沥青性能的影响
沥青既可以看成胶体结构，也可以看成由高分子组成的混合物。
其分子量的大小决定其软化点的大小。
当搅拌温度低时，沥青的分子链的运动程度相对较小，其粘性较大，不利于胶粉与沥青混和均匀，及沥青分子与胶粉中的橡胶网状结构结为一体，使改性沥青的分子量相对较小，其沥青的软化点相对较低。
当温度高时，沥青体系中的分子链与胶粉能够很好的结为一体，使改性沥青的相对分子量增大，软化点相对提高。
当温度再高时，尽管沥青体系中的分子链与胶粉颗粒均匀分布并很好的结合为一体，但由于胶粉中橡胶的抗断强度降低，胶粉粒的高弹性能就会降低，使改性沥青的软化点降低。
由图1所示的结构可以看出，橡胶粉改性沥青的搅拌温度选定在150℃时较为适宜。
2.2 搅拌时间对胶粉沥青改性性能的影响
图2和图3分别是搅拌2分钟和搅拌5分钟的橡胶粉改型沥青电子透镜图片。
从中可以明显的看出，搅拌2分钟的胶粉沥青体系中存在着较大的胶粉积聚团体，沥青胶体结构中的分散相大部分没有与胶粉结合形成稳定体系。
而当搅拌时间增加为5分钟时，沥青
中的胶粉积聚团被进一步分散变小，自至变成胶粉单粒，使单个胶粉颗粒以溶入沥青或部分溶胀部分溶入沥青的方式与沥青胶体结构中的分散相（沥青质与胶质）紧密结合在一起，搅拌时间对胶粉改性沥青的影响很大。
图4、图5的结果表明，胶粉存在最佳掺量，当橡胶粉剂量增加时，一方面沥青分子与胶粉中的橡胶结构结合在一起的数量增加；另一方面沥青胶体中的分散相胶质与没有溶入沥青中的橡胶粒的空间网状结构山于互相亲和结合在一块的几率也相应增加，产生较好的改性效应，因此，改性沥青的软化点就相应增加。
而当橡胶粉剂量增加到一定值时，胶粉与沥青的结合达到了相应的饱和程度，这样，随着橡胶粉剂量的增加，改性效应趋势减弱，改性沥青软化点也就不再变化。
应该指出的是，当橡胶粉剂量很大时，有部分胶粉就会在沥青中形成胶粉小团，除了对软化点没有提高作用，反而会对沥青的延度产生负面影响。
3 结语
通过以上的试验分析可知，橡胶粉改性沥青搅拌温度为150℃左右较好，胶粉的含量应在15%较佳，增加搅拌时间在5分钟以上。
橡胶沥青应用于道路工程建设中，不仅能够解决废旧轮胎的问题，而且在公路建设方面，可以节约建设成本，具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献
【1】石洪波，王洪国，廖克俭等.废橡胶粉改性沥青配方与工艺条件研究.石化技术与应用，2005,23(4):28-30
【2】邓雅俐:废橡胶综合利用取得新突破—常温法工业化生产精细胶粉新技术诞生，再生资源研究，no.s, 2000
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。