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淺談SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的控制

2017-09-09 12:52:54王峰
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年25期
關(guān)鍵詞:控制

王峰

摘 要:文章簡(jiǎn)單分析了SBS改性瀝青機(jī)理,針對(duì)SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的控制進(jìn)行了深入的研究,結(jié)合本次研究,發(fā)表了一些自己的建議看法,希望對(duì)SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的控制起到一定的參考和幫助,提高控制質(zhì)量和水平,保證SBS改性瀝青的質(zhì)量,更好地在公路道路中發(fā)揮出價(jià)值和作用。

關(guān)鍵詞:SBS改性瀝青;生產(chǎn)工藝;關(guān)鍵技術(shù);控制

中圖分類號(hào):U414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)25-0059-02

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國(guó)的公路交通建設(shè)事業(yè)取得了卓越的成效,瀝青材料在我國(guó)道路施工過程中有著非常廣泛的應(yīng)用,雖然瀝青材料有著一定的使用優(yōu)勢(shì),但是在實(shí)際的使用過程中,還是會(huì)出現(xiàn)裂縫以及耐久性等方面的問題。基于此,人們對(duì)瀝青材料進(jìn)行了不斷優(yōu)化和完善。SBS改性瀝青有著非常好的路用性能,不會(huì)花費(fèi)較多的施工成本,實(shí)際操作簡(jiǎn)單,得到了非常廣泛的推廣和應(yīng)用。SBS改性瀝青的性能與其生產(chǎn)工藝有著十分密切的聯(lián)系,為了保證SBS改性瀝青的使用性能,就必須要做好對(duì)其生產(chǎn)工藝的控制,尤其是關(guān)鍵技術(shù)方面,必須要加大控制力度,本文就此進(jìn)行了研究分析。

1 SBS改性瀝青機(jī)理

SBS聚合物屬于熱塑性彈性體,根據(jù)其結(jié)構(gòu)可以分為星型和線型兩大類,在SBS高分子鏈方面,不僅有彈性嵌段,同時(shí)還有塑性嵌段,這兩種嵌段都是串聯(lián)結(jié)構(gòu)。就SBS改性瀝青而言,其主要組成結(jié)構(gòu)為聚苯乙烯和聚丁二烯,聚苯乙烯端鏈與聚丁二烯彈性體中央段連接在一起。在常溫下,聚苯乙烯與聚丁二烯兩者不相溶。其共聚物中,因?yàn)榫郾揭蚁┚勰苊芏容^大,其兩端分別連接有另外的聚苯乙烯分子,通過這種形式,可以產(chǎn)生較多的物理交聯(lián)區(qū)域,相互約束。另外,因?yàn)榫郾揭蚁┑那抖螢榫鄱《ㄟ^這種連接方式,可以產(chǎn)生具有交叉性的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)之間的作用力較為強(qiáng)烈,通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青質(zhì)點(diǎn)位移以及膠體流動(dòng)方面的限制,進(jìn)而使瀝青的柔韌性以及內(nèi)聚力得到顯著地增強(qiáng)和提高。在SBS改性瀝青高溫性能改善機(jī)理方面,受到高溫剪切力,SBS可以較為均勻分布在瀝青材料中。瀝青中含有一定的輕質(zhì)組分,可以顯著提高其滲透吸附性能,進(jìn)而會(huì)有溶脹現(xiàn)象出現(xiàn),在溶脹的作用下,可以將SBS改性瀝青的使用性能傳遞給瀝青,以此來改變?yōu)r青的力學(xué)性能以及流變性。另外,兩者結(jié)合在一起,還可以形成三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),達(dá)到限制整體運(yùn)動(dòng)的目的,使瀝青的高溫性能有顯著的改善和提高。在SBS改性瀝青低溫性能改善機(jī)理方面,受到低溫作用,瀝青材料中分子間流動(dòng)性有顯著的下降,同時(shí)分子間距離不斷降低,分子間作用力有顯著的增強(qiáng)。SBS改性劑存在有小顆粒,受到外界拉伸力作用,其顆粒會(huì)有較多的剪切帶出現(xiàn),這些剪切帶之間可以起到相互協(xié)調(diào)的效果,很大程度上避免材料受到破壞。如果改性瀝青材料繼續(xù)受到外力作用,受到低溫影響,瀝青模量超過SBS模量,將會(huì)有較多的裂縫出現(xiàn),改性劑顆粒將分布在截面位置,以此來避免裂縫兩端的繼續(xù)擴(kuò)張,將混合物斷裂所需有的能量吸收消耗。因此,在低溫條件下,其延展性有了很大的改善,同時(shí)其抗裂性也得到了顯著的提升。

2 SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)控制

2.1 重視基質(zhì)瀝青的選擇

SBS改性瀝青主要是指添加熱塑性橡膠至基質(zhì)瀝青中,再經(jīng)過相關(guān)的加工工藝加工而成,這種生產(chǎn)方式可在一定程度上反映出改性瀝青的質(zhì)量與基質(zhì)瀝青的選擇有著十分密切的聯(lián)系。瀝青是石油中提煉的產(chǎn)物,其成分組成有著極高的復(fù)雜性,僅僅通過瀝青三大指標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青內(nèi)在組分的全面反映。從化學(xué)角度出發(fā)進(jìn)行分析,瀝青的主要組成有瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、芳香酚等,不同組分的比例組成都在一定程度上影響瀝青的改性效果。因此,必須要做好瀝青基質(zhì)的選擇,保證所生產(chǎn)的SBS改性瀝青可以滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.2 做好SBS改性劑的選擇

SBS改性劑有著塑料以及橡膠的部分性能,橡膠在常溫下有著非常大的彈性,塑料在高溫下有著一定的流動(dòng)性,這兩者結(jié)合可以形成可塑性材料,因此SBS改性劑也指的是熱塑彈性體材料。在進(jìn)行改性瀝青的生產(chǎn)時(shí),SBS改性劑有著非常好的應(yīng)用效果,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

首先,SBS改性劑可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青流變學(xué)性質(zhì)的改善,使瀝青的延展性以及粘彈性有顯著的提高,同時(shí)可以更好地承受來自車輛等方面的沖擊,具有良好的抗干裂性能,最終使瀝青路面的使用壽命得到提高。其次,SBS改性劑可以提高瀝青的粘韌度以及粘附性,保證瀝青可以與砂石更好的粘合在一起,使瀝青混合料的強(qiáng)度以及防水性得到顯著地改善和提高,最終提高瀝青路面的耐久性。最后,SBS改性劑可以使瀝青在溫度方面的敏感性得到顯著地降低,通過這種方式,降低瀝青的軟化點(diǎn)以及針入度,使瀝青的耐流動(dòng)性得到顯著地提高,避免在之后的使用過程中因?yàn)檐囕v荷載等方面因素影響導(dǎo)致路面的平整性有較大的下降,保證車輛可以舒適行駛,提高車輛行駛速度。

2.3 在穩(wěn)定劑的選擇方面

在進(jìn)行公路施工時(shí),改性瀝青的生產(chǎn)有兩個(gè)方面的內(nèi)容,一方面是現(xiàn)場(chǎng)加工,另一方面是成品生產(chǎn)。就現(xiàn)場(chǎng)加工而言,一般需要將改性瀝青設(shè)備配合攪拌設(shè)備使用,通過這種方式,可以使生產(chǎn)出的改性瀝青便于儲(chǔ)存和存放,應(yīng)用這種工藝不需要添加穩(wěn)定性,只需要保證攪拌過程中的溫度即可。在成品生產(chǎn)方面,如果改性瀝青需要花費(fèi)較長(zhǎng)的運(yùn)輸或者儲(chǔ)存時(shí)間,那么就會(huì)導(dǎo)致改性劑集中在改性瀝青上部,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是瀝青中極性化合物含量非常多,而改性劑則屬于非極性化合物,有著較大的黏度,在應(yīng)用過程中會(huì)有下沉現(xiàn)象出現(xiàn),也就是離析。在加入穩(wěn)定劑后,既可以降低SBS相與瀝青相界面,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)SBS相的分散,通過這種方式,使其兩者的粘合度有很大的提升。

2.4 檢驗(yàn)改性瀝青指標(biāo)

第一,借助顯微鏡觀察,改性瀝青在使用和配置之前,需要做好瀝青相溶劑與SBS改性劑的選擇,因?yàn)楦男詣┡c瀝青在物理方面有著相溶性,兩者之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在之后的加工過程中,就會(huì)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者的有效控制,導(dǎo)致其改性作用喪失。因此,在改性瀝青的使用以及配置時(shí),必須要借助顯微鏡對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的觀察,避免因?yàn)檩^長(zhǎng)的離析時(shí)間所產(chǎn)生的弊端,保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。第二,針入度,公路施工中,改性瀝青的主要應(yīng)用目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青高溫性能的改善和優(yōu)化,SBS改性瀝青有著較大的針入度,導(dǎo)致改性瀝青有著一定的柔軟性,改性瀝青的回彈性能不會(huì)受到較大影響,這種情況下,改性瀝青有著較高的軟化點(diǎn),可以更好的承受高溫所帶來的影響。但是在實(shí)際指標(biāo)的顯示方面,只會(huì)顯示出瀝青的軟硬指標(biāo),并不會(huì)顯示出瀝青的軟化點(diǎn)指標(biāo)。因此,通過針入度可以將改性瀝青的軟硬性表示出來,如果軟化點(diǎn)相同,較硬的改性瀝青將會(huì)有著更好的高溫性能。第三,軟化點(diǎn),軟化點(diǎn)指標(biāo)可以反映出改性瀝青的熱穩(wěn)定性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)改性瀝青溫度黏度的評(píng)價(jià)。如果改性瀝青的軟化點(diǎn)得到提升,處于高溫條件下,改性瀝青的勁度模量就會(huì)提高,更好的抵抗來自車轍的沖擊。

2.5 生產(chǎn)設(shè)備的選擇

為了提高SBS改性瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量,還需要控制好SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝中所用到的生產(chǎn)設(shè)備,提高生產(chǎn)設(shè)備的有效性和準(zhǔn)確性。首先,需要結(jié)合SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝的要求以及SBS改性瀝青產(chǎn)品的特點(diǎn),選擇質(zhì)量較好的研磨機(jī)以及溶脹反應(yīng)釜,這兩種設(shè)備在SBS改性瀝青的生產(chǎn)過程中有著非常重要的作用。另外,還需要根據(jù)這兩種設(shè)備的基本要求選擇相應(yīng)的配套設(shè)備,使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)價(jià)值得到有效保證。在完成設(shè)備的選擇之后,還需要重視對(duì)設(shè)備參數(shù)的設(shè)置,避免因?yàn)閰?shù)設(shè)置方面因素影響設(shè)備的使用效果和價(jià)值的發(fā)揮。

2.6 在溫度的控制方面

就整個(gè)SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝而言,溫度控制也極為關(guān)鍵,溫度的控制水平很大程度上影響整個(gè)生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)水平,最終影響整個(gè)SBS改性瀝青材料的生產(chǎn)質(zhì)量。因此,在生產(chǎn)過程中必須要嚴(yán)格做好溫度的控制,改性瀝青的熔點(diǎn)為180℃,在生產(chǎn)過程中,其最低溫度需要超過改性瀝青的熔點(diǎn)。為了便于基質(zhì)瀝青的溶解,基質(zhì)瀝青的加熱時(shí)間一定要短,溫度要高。可以先把基質(zhì)瀝青加熱到140℃左右,在生產(chǎn)時(shí)通過換熱器一次流過,把溫度提高到185℃度左右,這樣既保證了溫度,又不讓基質(zhì)瀝青中的輕質(zhì)油成分大量揮發(fā),從而更好地保證了基質(zhì)瀝青的質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前在進(jìn)行公路道路施工時(shí),SBS改性瀝青有著非常廣泛的應(yīng)用范圍,主要是因?yàn)槠鋬?yōu)良的使用性能。但是改性瀝青的使用性能在很大程度上受到生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的影響,因此必須要做好對(duì)改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的控制,首先要重視對(duì)基質(zhì)瀝青的選擇和溫度的控制,其次要選擇好的SBS改性劑,再次要做好穩(wěn)定劑的選擇,最后要對(duì)改性瀝青的指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。通過這些方式,提高對(duì)改性瀝青生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)的控制,將其更好地用在公路道路施工上。

參考文獻(xiàn):

[1]王濤,才洪美,張玉貞.SBS改性瀝青機(jī)理研究[J].石油瀝青,2008(06).

[2]馬銀平.SBS改性瀝青的生產(chǎn)工藝研究[J].山西建筑,2011(19).

[3]吳春燕,王志明.SBS改性瀝青技術(shù)性能及質(zhì)量控制研究[J].交通企業(yè)管理,2015(06).endprint

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