道路石油瀝青種類對橡膠瀝青性能的研究

陸秀云 浦曉東

摘 要：工業生產中，60℃布氏粘度和10℃延度是道路石油瀝青影響橡膠瀝青性能的兩個主要的技術指標，可以作為橡膠瀝青工業生產調整配方的依據。

關鍵詞：橡膠瀝青、橡膠粉、道路石油瀝青

1 前言

2014年，我國汽車銷量將達到2500萬輛，而廢舊輪胎的生產量也將超過了1100萬噸。廢舊輪胎的主要成分是橡膠和炭黑，將廢舊輪胎制成橡膠粉，作為改性劑加入瀝青中，可以制成橡膠瀝青，應用于道路建設，可以成為大量處理廢舊輪胎的有效途徑之一。

與改性瀝青相比，橡膠瀝青具有抗裂、抗滑、抗滲、抗水損、降低噪音和延長使用壽命等優點。

影響橡膠瀝青性能的因素很多，可以分為兩類：一是材料因素，主要是不同目數和來源的橡膠粉；不同型號和品牌的道路石油瀝青；二是加工工藝，主要是溫度和發育時間。

本文用工業生產裝置，以5種不同的道路石油瀝青為主要原料，經過不同的發育時間，研究橡膠瀝青性能的差異性及其內在規律。

2 實驗

2.1 原料

（1）道路石油瀝青：5種不同型號和品牌的道路石油瀝青，主要技術指標見表1。

（2）橡膠粉：大車輪胎30目橡膠粉。橡膠粉的物理、化學和顆粒組成技術指標見表2。

2.2 檢測儀器

橡膠瀝青各項指標檢測過程中所用儀器如表3。

2.2 橡膠瀝青的生產流程

橡膠瀝青工業生產流程，如圖1，生產過程中溫度的控制是關鍵。道路石油瀝青以適當的溫度導入反應釜，通過上料機加入一定比例的橡膠粉，攪拌與自循環同時進行，一段時間后，泵送至成品罐，繼續攪拌發育。從原輔料進入反應釜攪拌、膠體磨自循環的溫度；生產的半成品瀝青泵送至成品罐之間的溫度，控制在200℃ - 220℃之間；成品罐的溫度控制，一批次橡膠瀝青生產完畢后，成品罐的發育溫度不低于200℃。

2.3 工藝生產配比

以不同的道路石油瀝青為主要原料，以相同的配比，生產不同批次的橡膠瀝青。配比是：道路石油瀝青79.9%+橡膠粉20%+助劑0.1%。

3 試驗結果分析

3.1 不同道路石油瀝青的基本性質

采用了五種具有代表性的道路石油瀝青，其技術指標見表1。

兩種是國產50#瀝青，兩種是國產70#瀝青，一種是進口70#瀝青，其中有同一來源的國產XN瀝青，分別是50#和70#瀝青。從五種瀝青來看，10℃延度和60℃粘度是最具明顯區別的。從表中可以看出，60℃粘度數值越大，10℃延度就越小。

3.2 30目大車輪胎橡膠粉

橡膠粉的粒度一般在20～40目為好，橡膠粉的質量應符合標準，見表2。在高溫狀態下，橡膠粉顆粒越細，越易在瀝青中混合、分散、溶脹，反應時間縮短，但過細的橡膠粉在高溫瀝青中容易被消化或油化，可能使生產出的橡膠瀝青177℃粘度不大，隨發育時間加長，粘度快速下降，不符合規范要求；同時細膠粉的生產成本比較高。

如果使用大粒徑的橡膠粉，存在顆粒過大導致在瀝青中難以溶脹分散的現象，在生產過程中，就可能由于粘度過大，無法泵送至成品罐，延長生產的時間；也可能由于管道溫度過高使橡膠瀝青部分碳化，堵塞管道，使生產無法進行。

3.3 橡膠瀝青的性能影響

分別以5種道路石油瀝青中加入同比例20%的橡膠粉，生產5批次橡膠瀝青。研究加入橡膠粉后，對5種不同的道路石油瀝青的改性的效果；橡膠瀝青性能之間的差異與道路石油瀝青的性質是否有聯系。5組橡膠瀝青的各項技術指標檢測結果見表4。

3.3.1 對不同道路石油瀝青的改性的效果

從表4的數據中可以看出，1#和2#的高溫性能最佳，軟化點高，177℃粘度相對較大；4#和5#相對而言，低溫性能比較好，5℃延度數值較大；而3#兩者兼顧。可以滿足不同區域，不同等級公路的需求。

3.3.2橡膠瀝青性能之間的差異與道路石油瀝青的性質的聯系

從表4的橡膠瀝青A組數據，與對應的道路石油瀝青相比，可以看出，軟化點升高，針入度變小。由B組數據可以看出，隨著發育時間的延長，各組橡膠瀝青的25℃針入度變大，5℃延度延長，177℃粘度減小，軟化點降低（第一組除外）。

5批次橡膠瀝青A、B兩組數據中，各指標數據的對比，有一定的差異。A組對比：軟化點最高與最低，相差15℃；針入度最大與最小，相差29個單位；5℃延度最大和最小，相差9個單位。

B組對比：軟化點最高與最低，相差20℃；針入度最大與最小，相差32個單位；5℃延度最大和最小，相差10個單位。

同一工藝生產裝置，相同的配方，相同的工藝生產條件，不同的是原料瀝青，生產出5批次不同性能的橡膠瀝青。

結合表1和表4，可以看出一定的規律。道路石油瀝青指標60℃越大，10℃延度越小，對應生產的橡膠瀝青的軟化點越高，5℃延度較小；反之亦然。

結合表1和表4，同一配方：道路石油瀝青79.9%+橡膠粉20%+助劑0.1%，對于1#、2#和3#橡膠瀝青產品而言，是比較合適的配方；而對于4#和5#橡膠瀝青產品來說，就有些不合適了，主要指標軟化點比較低，長時間發育25℃針入度比較大。根據不同道路石油瀝青的性質，結合對應橡膠瀝青性能的數據，調整生產配方，生產出適用客戶要求的產品。

4. 結論

4.1 同一工藝配方，60℃布氏粘度大和10℃延度較長的道路石油瀝青，相應生產出的橡膠瀝青的軟化點就高，5℃延度的數值較大。

4.2在一定溫度下，成品罐中橡膠瀝青，發育時間越長，軟化點就降低，25℃針入度增大，5℃延度增大，177℃粘度減小。

4.3 道路石油瀝青的60℃布氏粘度和10℃延度是影響橡膠瀝青性能的兩個主要指標，可以作為調整橡膠瀝青配方的依據。

參考文獻

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