白炭黑改性沥青及其混合料的路用性能研究
炭黑对沥青及沥青混合料性能影响试验研究
莫灿峰.炭黑对沥青及沥青混合料性能影响试验研究
表1壳牌70#沥青技术性能
测试结果 72 27 48.5 1.8 213 320
99.72
技术要求 60 〜80
三15 三47 W 2.0 M 180 三260 M 99.5
0.015 69.8 11
并用玻璃棒搅拌2 min ; （3） 待炭黑初步分散后，立即放入自动搅
拌装置，在2 000 r/min转速下150七恒温搅拌1 h;
（4） 搅拌完成后，应立即浇筑沥青胶结料 试验模具或拌和沥青混合料备用O
本次选择2%、4%、6%、8%、10%共5个 炭黑掺量（外掺）制备沥青胶结料，选择4%与 6%两个掺量（外掺）制备沥青混合料。分别采 用针入度试验、延度试验、软化点试验以及旋 转薄膜老化试验（RTFOT）进行炭黑改性沥青 性能分析评价；采用车辙试验与弯曲试验进行 炭黑改性沥青混合料性能对比分析。
> 60
筛余物 (45 |jl m),%
> 0.03
表2 炭黑技术性能要求
筛余物 (500 pi m),%
0
颗粒硬度 （最大/平均）
>2
细粉含量, %
>1
倾注密度/ (kg • m"3 )
>400
300%定伸/ MPa
> 10
（a）
（b）
图1炭黑样品
3试验及结果分析 3.1沥青指标试验 3.1.1常规指标试验
炭黑与其他改性剂不同，近年来的一些研究 结果表明［7'8］,其除了对沥青及沥青混合料某些 性能有改善外，还可以缓解沥青材料的老化作 用。由于沥青胶结料的黏弹塑性流变特点，炭 黑与沥青相互作用，在发挥抗老化作用的同时, 必然会对沥青及沥青混合料的某些性能造成影 响，且这种影响也与炭黑的掺量有关。鉴于此, 为探究炭黑及其掺量对沥青与混合料性能的影 响，本次在室内制备炭黑改性沥青与沥青混合 料，进行试验研究，为进一步应用提供参考。 1原材料技术性能
炭黑、白炭黑论文
白炭黑表面接枝改性及其在橡胶中的应用白炭黑经过表面改性之后应用于橡胶中，可以取得良好的补强效果。
除了补强之外，延长制品使用寿命防止其因老化而丧失使用价值是橡胶工业研究的另一主题。
本文制备出表面接枝防老剂的白炭黑，以解决传统橡胶配方中白炭黑与橡胶相容性差、防老剂易挥发及抽提等问题，并考察其对丁苯橡胶(SBR)及天然橡胶(NR)补强及防老性能的影响。
首先采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)与对氨基二苯胺(PPDA)反应，制备防老偶联剂，并用~1H-NMR、HPLC-MS、FTIR对其结构进行表征。
然后将所得产物与白炭黑反应制备表面接枝防老剂的白炭黑，采用FTIR、XPS、TG 及TEM对其进行表征。
结果表明，改性后白炭黑表面成功接枝了防老偶联剂，表面吸附水明显减少，并且随着防老偶联剂用量的增加白炭黑表面接枝密度呈现出先迅速增大后逐渐保持平缓的趋势。
将所得表面接枝防老剂改性白炭黑用于补强SBR，考察其对SBR补强及防老性能的影响。
研究发现当改性白炭黑用量为50份时，胶料的加工性能及力学性能均较佳。
将其与相应的含50份炭黑、未改性白炭黑、Si69及A187改性白炭黑胶料进行对比，RPA分析表明，防老偶联剂改性白炭黑胶料转矩下降，正硫化时间明显缩短，并且Payne效应减小，与基体相容性提高，分散性得到明显改善。
硫化胶的力学性能随着防老偶联剂用量的增大逐渐提高，并最终达到与炭黑及Si69改性白炭黑硫化胶同等水平；A187改性白炭黑硫化胶力学性能略差。
与炭黑硫化胶相比，改性白炭黑硫化胶具有更好的动态性能，即低温下滞后损耗更大而高温下滞后损耗更小。
热氧及湿热老化实验表明，改性白炭黑硫化胶比添加防老剂4020的硫化胶更加稳定，其老化后拉伸强度、拉断伸长率均优于对比硫化胶；但是改性白炭黑硫化胶的耐臭氧老化性能较差。
TGA与甲苯抽提实验证明，改性白炭黑胶料中的防老剂不挥发、耐抽提。
在NR胶料中，RPA分析表明表面接枝防老剂的改性白炭黑补强胶料转矩下降，正硫化时间远短于未改性及Si69改性白炭黑胶料而与炭黑胶料相当，填料网络化程度降低，分散性优异且结合胶含量高于炭黑胶料及Si69改性白炭黑胶料。
白炭黑高官能化改性及其填充SBR性能的研究
表 面接枝 聚合 制备 壳一 核结 构 粒子 的 重要 步 骤之
一
１ ３ 试 样 制 备 ．
。
在现 阶段橡 胶 应用 领 域 中 ， 白炭黑 通 常 与偶
（） １ 偶联 剂 ＫＨ一７ ５ ０水解 称取 一 定 量 的偶 联 剂 ＫＨ－７ ， 入 去 离 子 ５Ｏ 加
联 剂一起 添加到基 体 中 ， 过混炼 达到分散 效果 ， 通 但存 在填料 分散 不 均 、 炼 时 间长 以及 能 耗大 等 混
水 ， 醋 酸调 节 ｐ 值 为 ３ ５ ５ ５ 常温 搅 拌 下 用 Ｈ ．～ ． ，
进行水解 反应 。 （） ２ ＫＨ一７ ５ ０改 性 白 炭 黑
缺点 。本工作 采用偶联 剂 ＫＨ一７ ５ ０对 白炭 黑进 行
有机 官能化改性 ， 并对其 填充橡 胶性能进 行研究 。
１ 实 验
１ ３ｍｉ， 偶 联 剂用 量 为 ８份 ， 得 产 物 官能 化 程 度 最 高 ， ４ ｎ 且 所 接枝 率 达 到 １． 。改 性 白炭 黑 填 充 Ｓ Ｒ 中 的填 料 分 散 ６３ Ｂ
性 明显 提 高 ， 料 的硫 化 时 间缩 短 ， 胶 综合 物 理 性 能 提 高 。
关键词： 自炭 黑 ； 联剂 ；Ｂ 高官 能 化 改性 ； 解 ； 理性 能 偶 Ｓ Ｒ； 水 物
＊通 讯 联 系 人
（ ） 射 电子 显微镜 （ Ｅ 分析 １透 Ｔ Ｍ） 采用 ＨＩ ＡＣ ８ ０ Ｔ ＨＩ Ｈ－ １０型 ＴＥ Ｍ（ 日本 日立 公 司产品 ） 行分 析 ， 进 加速 电压为 ２ ０ｋ ０ Ｖ。
第 ２期
韩 晓沽 等 ． 白炭 黑 高 官 能 化 改 性 及 其 填 充 Ｓ Ｒ性 能 的 研 究 Ｂ
白炭黑_NR湿法混炼胶制备工艺及其性能初探_杨青_麦千里
无粉尘飞扬，初期加工时胶料硬度大，包 辊性不佳， 混炼加入配合剂后可明显降 低硬度，改善加工性能。
胶 料 动 态 性 能 测 定 ：RSS-II型 橡 胶 滚 动 阻 力 试 验机。
四、结果与讨论
1.湿法混炼的技术关键 要使湿法混炼达到理想的效果必须满足以下基 本条件： （1）白 炭 黑 分 散 体 的 沉 降 要 小 ， 白 炭 黑 粒 子 能 够 与胶乳粒子共沉， 使补强剂能够在橡胶胶料中均匀 分布。 （2）胶乳中的蛋白质要尽可能的分解为小分子物 或将其除去， 保证白炭黑补强剂能在不失去活性的 情况下与橡胶烃直接作用， 而且相互作用的面积愈 大愈好。 （3）在 白 炭 黑 分 散 体 加 入 到 胶 乳 中 时 ， 整 个 体 系 应具备一定的机械和化学稳定性， 胶乳体系不能立 刻产生胶凝，且必须留够充足的搅拌混合时间，使白 炭黑粒子与胶乳粒子能充分混合均匀。 所以， 此白炭黑 ／ NR湿法混炼的技术关键在于 白炭黑分散体的制备和天然胶乳的预处理。 （1）白炭黑分散体的制备 分散体是将白炭黑和处理剂与水混合，经机械 对其进行高速剪切分散，制成具有双亲活性的高稳 定白炭黑悬浮液。 该情况下白炭黑是先于混炼之前 与处理剂接触，并经过高速剪切处理，保证了白炭 黑填料与偶联剂等双相处理剂的充分接触。 可以最 大限度地提高偶联剂对白炭黑粒子表面的改性效 果效率，同时也能减少胶料中偶联剂的最终用量。 白炭黑分散体的浓度对胶料性能具有很大的影 响：浓度太高，将不利于白炭黑的分散；而浓度太小，将 减小白炭黑粒子与橡胶烃接触的概率。 考虑到轮胎生 产工艺对含胶率的要求， 并适应现有天然橡胶的生产 工艺，选用天然胶/白炭黑的比例不超过100/60为好。 （2）天然胶乳的预处理 天然胶乳是橡胶粒子在水中的悬浮体， 橡胶粒 子的最外部是一层由蛋白质和类脂化合物组成的保 护层。 这两类物质一方面是天然胶乳能够稳定和均 匀成膜的基本物质； 另一方面这层保护层中的各种 蛋白质、类脂和脂肪酸皂都具有表面活性剂的功能， 它们可能会被白炭黑所吸附而使白炭黑失活， 妨碍 白炭黑与橡胶之间的直接接触。 除此之外，如果胶乳 粒子与白炭黑粒子的沉降速度不同， 也会影响白炭
白炭黑的用途及作用在混凝土里的
白炭黑的用途及作用在混凝土里的混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑、道路等领域。
为了进一步提升混凝土的性能，科研人员发现在混凝土中添加白炭黑能够改善混凝土的力学性能及耐久性。
本文将介绍白炭黑的用途及其在混凝土中的作用。
白炭黑的用途白炭黑是一种无定型的气固体材料，具有良好的分散性和高比表面积。
因此，白炭黑在许多领域有着广泛的用途。
首先，白炭黑常被用作增白剂，添加在橡胶制品、塑料制品等中，以提高产品的光泽度和白度。
此外，白炭黑还可以用作油墨的稀释剂和增稠剂，能够改善印刷品的印刷效果和涂料的流动性。
此外，白炭黑还可以用作催化剂和催化剂载体，广泛应用于化工、制药等领域。
在混凝土中的作用白炭黑在混凝土中的添加主要有以下几个作用：1. 提高混凝土的力学性能白炭黑具有良好的增强效果，可以显著提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗渗性能。
其细小的颗粒能够填充混凝土中的微细孔隙，增加混凝土的紧密性和密实性，从而提高混凝土的力学性能。
此外，白炭黑还能够改善混凝土的断裂韧性，增加其抗裂能力，有效延缓混凝土的龟裂和破坏。
2. 改善混凝土的耐久性白炭黑在混凝土中的添加可以有效改善混凝土的防水性能和耐久性。
混凝土中的微细孔隙是导致水分和气体进入混凝土内部的主要通道，进而导致混凝土的开裂和损伤。
白炭黑的添加能够填充这些微细孔隙，阻止水分和气体的渗透，从而提高混凝土的防水性能和耐久性。
3. 提高混凝土的稳定性白炭黑的添加还可以提高混凝土的稳定性。
在混凝土中形成的颗粒间的摩擦力和内聚力可以有效增强混凝土的抵抗变形和承载能力，使其更加稳定。
此外，白炭黑具有很强的吸附性能，能够吸附混凝土中的有害离子，如氯离子和硫酸盐离子，从而减少其对混凝土的侵蚀和腐蚀，提高混凝土的抗化学侵蚀性能。
4. 降低混凝土的热收缩混凝土在固化过程中会发生热收缩，这会导致混凝土的开裂和变形。
白炭黑的添加能够有效减缓混凝土的热收缩速率，降低混凝土的开裂倾向，提高混凝土的整体稳定性。
开题报告—SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用研究
及论文工作计划
课 题名 称SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用研究
学 号421120048
姓 名丁 烈 梅
专 业领 域交通运输工程
所在院、系交通运输工程学院
校 内导 师薛 明（教授）
校 外导 师张美珍（教授）
选 题时 间2007年7月16日
同济大学研究生院
2007年7月16日
三、研究内容
1．主要研究内容及拟关键技术
主要研究内容：
在研究SBS改性沥青的改性机理的基础上，对不同剂量SBS改性沥青与基质沥青采用传统评价方法（《公路沥青路面施工技术规范》）进行改性对比分析，得出SBS剂量对沥青性能的影响变化趋势，并确定SBS最佳剂量；采用最佳剂量的SBS改性沥青制成改性沥青混合料进行马歇尔试验确定最佳油石比，并进一步进行SBS改性沥青混合料的高温车辙、低温弯曲、水稳定性等室内路用性能试验，研究SBS改性沥青对沥青混合料路用性能的影响。
从国内外的研究结果看，改性沥青可全面、有效地提升沥青混凝土的性能。山西省夏季炎热、冬季寒冷的气候条件，以及重载交通条件要求沥青路面具有较好的高温抗剪切能力和低温抗开裂性能，采用改性沥青无疑是提高沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性能最有效的途径之一。但由于原料沥青品种、改性剂种类、当地气候环境、交通要求、施工条件等不同，只能针对性地具体情况具体分析，按照《沥青路面施工技术规范》的要求和本地的实际条件（根据高温、低温气候划分，山西省为1-3（夏炎热冬冷）、2-2（夏炎冬寒）、2-3（夏炎冬冷）等三个区，按年降雨量分为2（湿润区）、3（半干区）区）进行改性研究，以期达到最佳效果。经试验研究及近年来实体工程验证，适合山西省使用的改性剂类型有SBS类、U-Ⅱ（SBR类）、法国的PR（PE类）以及一些天然沥青如TLA等。其中，国产 SBS 的改性沥青混合料面层，由于有良好的高温稳定性、低温抗裂性及初期病害少的实践经验，使之已成为山西省的主流改性材料，得到广泛的应用。
油页岩残渣制备白炭黑及改性研究的开题报告
油页岩残渣制备白炭黑及改性研究的开题报告开题报告一、研究背景及意义白炭黑是一种重要的工业原材料，在橡胶、塑料、印刷墨等行业有广泛应用。
传统白炭黑的制备工艺需要高温条件下对碳黑进行氧化、硫化等处理，但是这些过程需要较高的能耗、环境污染较严重，且成本较高。
因此，研究一种新型的制备白炭黑的方法具有高度的研究价值和工业应用前景。
油页岩是一种含有丰富有机质的沉积岩，采用催化裂解及其它技术，可以将其中的有机质转化为高附加值的化学品。
同时，油页岩在热解过程中也会产生一定量的残渣。
将油页岩残渣用于制备白炭黑，不仅可以实现废弃物资源化利用，也可以降低白炭黑制备过程的成本。
因此，本研究旨在探究通过油页岩残渣制备白炭黑的方法，并对其进行改性，以提高其吸附性能、分散性等方面的性能，为制备高性能白炭黑提供一种新的途径。
二、研究内容及方案1. 油页岩残渣的制备通过催化裂解等技术，将油页岩中的有机质转化为化学品，同时产生一定量的残渣。
本研究将从油页岩提取残渣，经过物理处理后进行白炭黑制备。
2. 白炭黑的制备及性能表征利用热处理、酸洗等方法制备油页岩残渣白炭黑，并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段对其形态、结构等性能进行表征。
3. 白炭黑改性及性能测试采用表面改性、功能化等方法对油页岩残渣白炭黑进行改性，并利用比表面积仪、元素分析仪、红外光谱等手段对其吸附性能、分散性等进行测试，进而探究其改性效果。
三、研究计划及进度安排1. 预研阶段：收集相关文献，了解白炭黑的制备及应用现状，确定本研究的关键技术及方案，预计时间：1个月。
2. 油页岩残渣的制备阶段：收集油页岩样品并进行催化裂解试验，提取残渣并进行物理处理，预计时间：3个月。
3. 白炭黑制备及性能表征阶段：进行白炭黑的制备与表征，探究制备条件对其形态、结构等性能的影响，预计时间：4个月。
4. 白炭黑改性及性能测试阶段：对白炭黑进行功能化改性，并测试其吸附性能、分散性等性能，预计时间：4个月。
偶联剂改性白炭黑对SBR胶料性能的影响
１４ 试样 的性 能测 试 ．
拉伸 性 能按Ｇ ／ ５ ８ ２ ０ 测试 ，拉伸 Ｔ ２－ ０９ Ｂ
速 度 ５ ０ ｍ ｍｉ ； 撕 裂性 能按 Ｇ ／ ５ ９ １９ ￣ ０ ｍ ／ ｎ ＢＴ ２— ９９ ０
１实 验 部 分
１ １主 要材料 ．
试 ，速 度 为 ５ ０ ｍ ｍｉ ； 硬 度 ０ｍ ／ ｎ
种重要补强填充剂，能大幅提高胶料的物理性 能 、减 少胶料 滞 后 、降低 轮胎 的滚 动 阻力 ， 同时 不 损 失其 抗 湿 滑性 。但 是 白炭 黑 与烃 类 橡 胶
一
Ｙ 氨丙基三乙氧基硅烷 （ Ｈ ５ ０ 、Ｎ （ 一 一 Ｋ － ５ ） － ｐ 氨乙 基） 一ｖ一 丙 基三 甲氧基 硅 烷 （ Ｈ ７ ２ 、缩 水甘 氨 Ｋ －９） 油醚基丙基三 甲氧基硅烷 （ Ｄ ６ ） ｗ － ０ 和乙烯基三丁 酮肟基 硅烷 （Ｇｓ ｓ ，南京 曙光 化工 集 团有 限公 Ｈ － ｏ）
２
偶联 剂改性 白炭 黑对Ｓ Ｒ 料性 能 的影响 Ｂ胶
偶 联剂改性 白炭黑对Ｓ Ｒ Ｂ 胶料性能 的影响
邱 贤亮 ，岑 兰 ，陈福林 ，周彦 豪 （ 东￣ Ｊ 大 学材 料 － 源学 院 ，广 州 ，５ ００ ） 广 ２ｋ ， ｂ能 １ ０６
摘 要 ：研 究 了Ｋ 一 ５ 、Ｋ 一 ９ 、Ｗ 一 ０ Ｇ ３ ５ 种 偶联 剂 改性 白炭 黑对 填 充Ｓ Ｒ Ｈ ５ ０ Ｈ ７ ２ Ｄ ６ 和Ｈ － ０ 等４ Ｂ 胶料 力学 性 能和 热 空 气化性 能的影响 。结果 表 明 ，经过 偶联 剂 改性 的 白炭 黑填 充Ｓ Ｒ Ｂ 胶料 的 力 学 性 能都 有不 同程度 的提 高 ， 当Ｋ － ５ 用量 为４ ｏ９时 ，胶料 的 综合 力 学性 能最好 ，与填 Ｈ５０ ．４
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
240mm ; 荷载波形为半正失波 ; 荷载频率为 10Hz ; 试
验温度为 20 ℃, 加载方式为中间加载 ; 控制方法为
控制应力的加载方式 ; 试验设备为美国 MTSΟ810 测试
系统 。疲劳试验结果见表 6 。表 6 中 , 应力水平代表
相对于最大弯拉强度的倍数 。疲劳方程为 : Nf = k (1Πσ) n 式中 : Nf 为疲劳次数 , 1Πσ为应力比 。
白炭黑改性沥青及其混合料的路用性能研究
张兴友 , 谭忆秋 , 王哲人
(哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 , 黑龙江 哈尔滨 , 150090)
摘要 : 白炭黑是一种精细化工新产品 , 将其掺配在沥青中 , 可以做为沥青的改性剂 。本文通过白炭黑改性沥青及其混 合料路用性能试验 , 表明白炭黑能够改善沥青的高温 、低温和抗老化性能 ; 而且白炭黑改性沥青混合料能够显著提高 其高温性能 、低温性能 、水稳定性和抗疲劳性能 , 具有良好的路用性能 。白炭黑是一种很好的改性剂 。 关键词 : 白炭黑 ; 改性沥青 ; 混合料 ; 路用性能 中图分类号 : U414 文献标识码 : A
表 6 硅藻土改性沥青混合料疲劳试验结果
混合料 弯拉强 应力 应力水 疲劳寿 类型 度ΠMPa 比 平ΠMPa 命Π次
第 22 卷 第 7 期 2005 年 7 月
公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and Transportation Research and Development
Vol122 No17 J ul12005
文章编号 : 1002Ο0268 (2005) 07Ο0023Ο03
表 3 白炭黑改性沥青混合料高温车辙试验结果表
混合料类型 白碳黑改性 基质沥青
动稳定度平均值Π次·mm - 1 1940 550
从表 3 可以看得出 , 白炭黑改性沥青混合料的动 稳定度为 1940 次Πmm , 远远高于 ACΟ16 Ⅰ型的 550 次Π mm , 表明经白炭黑改性后能够显著提高沥青混合料 的高温稳定性 。 213 低温抗裂性试验研究
(3) 薄膜烘箱 ( TFOT) 后可以看出 , 秦皇岛沥 青经白炭黑改性后 , 其质量损失减少 , 针入度比增 大 , 说明其抗老化性能得到了改善 。
2 白炭黑改性沥青路用性能试验研究
211 试件的制作与成型方法 本次试验采用黑龙江省徐树生石场石料 , 级配类
型为 ACΟ16 Ⅰ, 利用制成的白炭黑改性沥青 , 做成马 歇尔试件 , 确定最佳沥青用量后 , 进行改性后路用性 能试验 。 212 高温稳定性试验研究
从表 2 以得出如下结论 : (1) 秦皇岛沥青经白炭黑改性后 , 表现为针入度 降低 , 软化点升高 (升高 8 ℃) 。 (2) 针入度随指数 PI 升高 , 说明秦皇岛沥青经 白炭黑改性后其温度敏感性降低 。
收稿日期 : 2004Ο09Ο20 作者简介 : 张兴友 (1965 - ) , 男 , 吉林长春人 , 博士研究生 , 研究方向为道路结构与材料工程 1 (1965zxy @1631con)
混合料类型 抗弯拉强度ΠMPa 破坏应变Πμε 弯曲应变能Πkj·m - 3
白碳黑改性
1014
759
1255
基质沥青
817
914
1158
从应变指标来评价白炭黑改性沥青的低温性能 , 白炭黑改性沥青的低温性能不如基质沥青 。从极限弯 拉强度评价 , 白炭黑改性沥青的低温性能好于基质沥 青 ; 用应变和强度分别来评价 , 往往得出的结论是相 互矛盾的 。主要的原因是应变反映了变形能力 , 而混 合料出现裂缝是一个综合原因造成的 。
采用低温弯曲试验来检验混合料的低温稳定性 能 。低温弯曲试验 : 通过测定沥青混合料小梁弯曲应 变能来评价沥青混合料的低温抗裂性 。试验温度为 -
10 ℃, 试件尺寸为 40mm ×40mm ×250mm ; 加载速率 为 1mmΠmin ; 试验仪器美国 MTSΟ810 系统 。结果见表 4。
表 4 白炭黑改性沥青混合料低温弯曲试验结果表
表 2 改性沥青前后技术指标测定结果表
试验项目
白炭黑改性沥青 基质沥青
针
(15 ℃,100g ,5s) Π011mm
入 (25 ℃,100g ,5s) Π011mm
度
(30 ℃,100g ,5s) Π011mm
延度 (15 ℃) Π5cm·min - 1
延度 (5 ℃) Π5cm·min - 1 软化点Π( ℃)
沥青混合料的强度和变形是路面结构重要技术参 数 , 但在衡量沥青混合料性质时仅考虑材料的强度参 数和变形特性 , 这对于沥青混合料评价是不利的 。这 是因为在低温条件下 , 要想获得好的沥青混合料技术 性能 , 就必须有较高的强度和较大变形 , 但这二者对 材料来说 , 不可能同时增大 , 这就说明不能采用单一 指标来评价沥青混合料的技术性能 , 即不能说沥青混 合料在低温时破坏强度大 , 或者应变大 , 其低温抗裂 性就好 。因此 , 寻找一种能反映强度和变形的综合技 术参数是必要的 。弯曲应变能密度是应力与应变的综 合反映 , 一般来说 , 弯曲应变能密度越大 , 则沥青混 合料破坏时所需的能量越大 , 沥青混合料的低温性能 越好 。
0 前言
1 白炭黑改性沥青技术性能
白炭黑学名沉淀水合二氧化硅 ,是一种精细化工产 品 ,主要成份为 SiO2 。主要用作橡胶的补强剂及填充 剂 ,能改善橡胶制品的抗拉强度、抗撕裂性和耐磨性。 根据白炭黑的特点 ,能否用于改性沥青 ,改性沥青混合 料的性能如何 ,这是本文所关心的内容。因此将白炭黑 掺入沥青中 ,制成改性沥青 ,与未改性的沥青进行对比 , 以确定白炭黑的路用性能的优劣 。本次实验采用通化市 双龙化工有限公司生产的白炭黑 ,其基本性能见表 1。
沥青混合料在高温下为弹性体 , 劲度较小 , 在渠 化交通下 , 容易产生车辙 、推移和变形 , 从而影响沥 青路面的使用性能 。对改性沥青混合料最大的的期望 是提高高温抗车辙能力 , 我国把车辙做为评价高温性 能指标的重要依据 。因此本研究用 60 ℃车辙试验进 行沥青混合料高温稳定性的评价 。试验结果见表 3 。
从试验结果可以看出 , 白炭黑改性沥青混合料弯 曲应变能大于基质沥青 , 可以说明白炭黑改性沥青的 低温性能有了明显改善 。 214 水稳定性试验
沥青路面在水与车辆同时作用下 , 易引起沥青和 石料界面粘附性降低 , 并导致剥落 、掉粒 、松散 、坑 槽等破坏 。这是沥青路面的主要破坏形式之一 , 尤其 在雨后及春融期 , 对路面危害十分严重 , 这就对沥青 混合料提出更高要求 。沥青路面的水稳定性与许多因 素有关 , 主要有沥青与石料的性质 、水 、温度 、荷载 等 。按照部颁标准《公路沥青及沥青混合料试验规 程》的规定 , 采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试 验两种方法来检验沥青混合料的水稳定性 , 用浸水残 留稳定度 (MS) 和冻融劈裂强度比 ( TSR) 来评价沥 青混合料的水稳定性 。按照 J TJ052Ο2000《公路沥青 及沥青混合料试验规程》的要求成型试件 。对于浸水 马歇尔试验 , 采用正反击实 75 次的圆柱体试件 , 试 验结果见表 5 。
针入度指数
老化后量损失Π%
老化后 (25 ℃) 针入度Π011mm
老化后延度 (15 ℃) Π5cm·min - 1
老化后延度 (5 ℃) Π5cm·min - 1 老化后软化点Π( ℃)
针入度比Π%
18 55 87 43 4 54 - 1100 1148 37 11 2 60 66
25 85 153 202 15 46 - 1167 11 50 50 5 60 58
Study o n Performance of Silica Mo dified Asp halt and Its Mixture
ZHANG XingΟyou , TAN YiΟqiu , WANG ZheΟren (School of Science and Engineering on Communication , Harbin Institute of Technology , Herlongjian Harbin 150090 , China)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 7 期 张兴友 , 等 : 白炭黑改性沥青及其混合料的路用性能研究 25
表 5 水稳定性试验结果表
混合料 浸水前 类型 稳定度
ΠkN 白炭黑改性 12178 基质沥青 13147
MS 浸水后 稳定度
ΠkN 12110
10103
浸水残 留稳定 度Π%
9416
7415
未冻融 劈裂强 度ΠMPa
10103
10105
TSR 冻融后 劈裂强 度ΠMPa
8162
9104
冻融劈 裂抗拉 强度比 %
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
24 公 路 交 通 科 技 第 22 卷
Abstract : Silica is a kind of fine chemical product which can be served as a modifier of asphalt when blended into asphalt1The results of the performance experiment of SiO2 modified asphalt and its mixture indicate that SiO2 can improve performance of asphalt of high tempera2 ture ,low temperature and antiΟageing asphalt as well ,and SiO2 modified asphalt mixture can distinctly enhance performance of high tempera2 ture ,low temperature ,water stability and antiΟfatigue of mixture1So it is a perfect modifier in terms of road application performance1 Key words : Silica ; Modified asphalt ; Mixture ; Performance