不用轮胎胶粉含量对沥青性能影响

陈爽

摘 要：本文主要介绍从废旧轮胎中如何制备橡胶粉，橡胶粉应用于改性沥青的用量，主要通过沥青的针入度、软化点、延度来确定。确定橡胶粉改性沥青的最佳参量。

关键词：橡胶粉改性沥青；针入度；延度；软化点

1 沥青材料的研究背景及材料制备

1.1 研究背景

我国东北地区，属于季节性冰冻地区，全年温度变化范围大，夏季高温多雨，冬季低温多雪，沥青路面比其它地区经历着更加严峻的考验。每年春融季节，沥青路面破损严重，裂缝、坑槽、剥落等病害，严重影响了国家的经济建设和居民的生活水平。橡胶改性沥青是向基质沥青中加入一定细度的轮胎橡胶粉，在一定的拌和温度、拌和时间、拌和速度和反应时间下，制备的一种改性沥青。将废旧轮胎制成橡胶粉掺加到基质沥青中，可以有效的提高沥青的高低温性能和抗老化性能，并且对废旧轮胎实施了资源再利用，最大程度的发挥的废旧轮胎橡胶的作用。

1.2 材料制备

轮胎胶粉改性沥青的制作过程主要分为两个步骤：第一步是选择报废的汽车轮胎，在常温或低温条件下以机械粉碎的方式制成不同细度的橡胶粉颗粒。第二步是向基质沥青中加入一定目数和质量的轮胎橡胶粉颗粒作为改性材料，在高温条件下以一定的拌和速度和拌和时间充分拌和，并经过沥青与胶粉的充分熔胀作用后，制备成废旧轮胎橡胶粉改性沥青。[1]

本文采用专门定制的高速剪切乳化机和高精度油浴温控锅作为搅拌设备和控温设备进行轮胎胶粉改性沥青的制备。采用的基质沥青是辽宁盘锦生产的重交通90#基质沥青，废轮胎胶粉是焦作市弘瑞橡胶有限公司生产的50目废轮胎胎面胶粉。废轮胎胶粉的掺拌量质量百分率（5%、10%、15%、20%、25%和30%）。

评价废轮胎胶粉改性沥青的性能指标采用了国内外普遍采用的评价基质沥青性能的三大指标，即针入度、延度和软化点。通过三大指标的性能评定，确定胶粉的最佳参量。

2 胶粉含量对改性沥青的影响

2.1 改性沥青的制备条件

轮胎胶粉改性沥青的胶粉含量直接影响到轮胎胶粉的利用率以及改性沥青的性质。本文的废轮胎胶粉含量分别为5%、10%、15%、20%、25%和30%，胶粉目数为50目，搅拌温度为165℃，剪切速度为7000 r/min，搅拌时间为45min。

2.2 胶粉含量对针入度的影响

通过对上述不同胶粉含量的轮胎胶粉改性沥青进行25℃的针入度试验，得到了对应于不同胶粉含量的针入度指标，每组轮胎胶粉改性沥青做三次平行试验，取其平均值为最后试验结果。

从表1的不同胶粉含量对应的针入度指标看出，随着橡胶粉含量的增加，轮胎胶粉改性沥青的针入度指标呈现出减小的趋势。这是由于橡胶粉颗粒的承压力和摩擦阻力，当轮胎胶粉改性沥青中的胶粉含量增加后，橡胶粉颗粒的承压力和摩擦阻力增大，导致针入度指标逐渐减小。

2.3 胶粉含量对延度的影响

通过对上述不同胶粉含量的轮胎胶粉改性沥青进行25℃的延度试验，得到了对应于不同轮胎橡胶粉细度的延度指标，每组轮胎胶粉改性沥青做三个平行试件，取其测试结果的平均值为最后试验结果。

从表2的不同胶粉含量对应的延度指标看出，随着胶粉含量的增大，基质沥青与橡胶粉颗粒之间在单位面积上的粘结强度降低，导致了轮胎胶粉改性沥青的延度指标下降。

2.4 膠粉含量对软化点的影响

通过对上述不同胶粉含量轮胎胶粉改性沥青进行软化点试验，得到了对应于不同轮胎橡胶粉的软化点指标，每组轮胎胶粉改性沥青做两次平行试验，取其平均值为最后试验结果。

从表3的软化点指标看出，随着胶粉含量的增加，轮胎胶粉改性沥青的软化点指标呈现出先增大后减小的两阶段变化。第一阶段是从5%到25%，随着胶粉含量的增加软化点指标逐渐增长。第二阶段是从25%到30%甚至更大，随着橡胶粉颗粒细度的增加，软化点指标平缓减小。

在第一阶段变化中，随着胶粉含量的增加，胶粉之间的间隙逐渐减小。在这一阶段，基质沥青与橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度对软化点指标起主要影响作用，由于胶粉数量的增加，导致单位面积上基质沥青与橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度增大，以至于软化点指标增高。

在第二阶段变化中，橡胶粉颗粒的含量进一步增加，胶粉之间的间隙也进一步缩小并发生相互接触。这时，橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度对软化点指标起主要影响作用。由于橡胶粉颗粒的含量进的增加，单位面积上橡胶粉颗粒之间的抗剪切强度逐渐降低，故导致胶粉含量25%以后的轮胎胶粉改性沥青的软化点指标出现下降的现象。

3 小结

（1）本文讨论了轮胎胶粉改性沥青橡胶沥青的形成机理、原材料的选择，橡胶沥青优点及应用情况。

（2）本文通过针入度、延度、软化点性能指标对于轮胎胶粉改性沥青的基本性能影响。

参考文献：

[1]刘子兴，常立峰.橡胶沥青性能试验及影响因素分析[J].公路，20114（4），174177.