石棉絨和10#瀝青對蠕變型瀝青耐熱度的影響研究

曾妮 顏紅專 張雪潔

（武昌工學院 武漢 430068）

前言

蠕變型改性瀝青性防水涂料是瀝青、橡膠、填料等的多相混合體，其在使用年限內能夠保持高粘性膏狀體的這一特性，使其在對一些特殊部位，如建筑工程變形縫等，進行防水處理時，有突出的效果，因此，蠕變型改性瀝青防水涂料現在在非外露的建筑防水工程中被大量運用。然而，蠕變型改性瀝青性防水涂料在使用過程中經常出現滲、漏油的現象，特別是在環境溫度較高的情況下。本文擬通過填料和低標號瀝青的優選試驗，探討其對蠕變型改性瀝青性防水涂料耐熱度的影響。

1 實驗原材

1.1 瀝青

瀝青是蠕變型改性瀝青性防水涂料的基質材料，其組成含量對膠粉及SBS的改性效果有影響，當其芳香分含量較大、而含臘量小于3%時，對改姓效果有較好的影響。本研究釆用中國石化70號道路瀝青及10號建筑瀝青。其性能指標見表1。

表1 70#道路瀝青和10#建筑瀝青參數

1.2 油料

本試驗采用茂名石化產減三線油，減三線油技術指標如表2所示。

表2 減三線油技術指標

1.3 SBS

本試驗采用中石化茂名F501型SBS，SBS改性劑的主要性質見表3。

1.4 膠粉

本試驗所選用的是輪胎外胎，采用邵陽市黑寶石化工有限公司生產的目磨細膠粉，膠粉的細度為40目以上。

1.5 礦粉

瀝青中為了減少瀝青的用量以及降低瀝青的溫度敏感性，瀝青中需要加入一定量的礦物作為填充料。一般礦物填充料摻量為20～30%。常用的礦物填充料主要有兩種，分別是粉狀和纖維狀。比如說石石棉粉、粉煤灰、灰石粉、滑石粉等等。本試驗主要采用河北靈壽產石棉絨及200目重質碳酸。其中石棉絨是硅酸鹽類礦物，化學成份為Mg6[Si4O10][OH]8，是一種纖維狀集合體，絲絹光澤。硬度2.5～3，比重2.2～2.7。

表3 SBS改性劑的主要性質

2 實驗方案

2.1 實驗儀器

本實驗的試驗儀器分為三類，分別為檢測儀器、反應儀器和一些輔助類儀器。其中，檢測儀器包括：拉力試驗機、電熱鼓風恒溫干燥箱、低溫冰箱、電子秤。其他試驗所需設備工具有：燒杯、隔離紙、滴管、反應罐、刮刀紹板、玻璃板、瓷磚、水泥板、堪禍鉗。反應儀器包括：變壓器、電動攪拌器、電爐加熱器。

2.2 實驗流程

試驗所采用的工藝流程參考了一些研究和實驗。具體操作如下：第一個階段，取一只反應罐，加入一定比例辛焼油以及溶劑油，放在電路加熱器上加熱直至其達到185℃；第二個階段，保持溫度在185℃，加入SBS改性劑，在電動攪拌器中高速攪拌1.5～2h；第三個階段，繼續加入有機填料，如瀝青、膠粉等，繼續在電動攪拌器中高速攪拌1.5～2h；第四個階段，再加入助劑、無機填料等材料，連續攪拌實驗瀝青1h，直到整個反應停止。整個實驗過程中需保證實驗材料溫度控制在185℃不變，出料檢測。

2.3 技術指標測試

按照標準JCT2216-2014對試驗所制備的蠕變型改性瀝青防水涂料進行指標檢測。主要以耐熱度指標為研究對象，探討配合比中填料及10號瀝青對蠕變型改性瀝青耐熱度的影響。耐熱度的檢測方法如下：將樣品熱涂到120mm×50mm×（2～4）mm的鋁板上，涂覆面積為 100mm×50mm，涂覆厚度為（2±0.2）mm，并在標準條件下放置24h。將試件50mm短邊與支架下部接觸，并與水平面成45。角放入已恒溫至規定溫度的電熱鼓風干燥箱內，試件與干燥箱壁間的距離不小于50mm，試件的中心宜與溫度計的探頭在同一水平位置。試件處理2±15min后取出，觀察表面。共試驗三個試件。試驗后記錄試件有無滑動、流淌、滴落。

試驗結果評定：記錄試樣流淌和滑動距離，不大于20mm為合格。

3 結果分析

本試驗主要研究討論石棉絨及10號瀝青對蠕變型改性瀝青耐熱度的影響，表4所示是在綜合考慮了改性效果以及制備成本等因素的影響后，所得出的討論結果。

表4 石棉絨與耐熱度的關系

圖1 石棉絨與耐熱度的關系

石棉絨與耐熱度的關系如圖1所示。當石棉絨的摻量為0%時，改性瀝青涂料的使用性能差，耐熱度不太符合使用要求；當摻入石棉絨后，且石棉絨摻量從1%增加到7%時，耐熱溫度提高了38.8%。這是由于瀝青本身具有濕潤包裹的作用，同時瀝青中含有一種酸性樹脂，這種樹脂具有很好的表面活性，石棉絨纖維本身耐熱性良好，加入了石棉絨后可以在石棉絨的表面產生比較較強的吸附作用，兩個共同作用，使得兩者所形成的混合物具有良好的穩定性，從而很好的改善了改性瀝青涂料的耐熱性。為滿足65℃的耐熱度要求，其最佳摻量宜為5～6%。

在蠕變型改性瀝青中摻入不同摻量的10號瀝青，同時保持石棉絨的摻量不變，維持在5%，對涂料耐熱性能的指標進行實驗，研究其摻量對其影響的結果如表5所示。

表5 10號瀝青與耐熱度的關系

圖2 10#瀝青與耐熱度的關系

10#瀝青與耐熱度的關系如圖2所示：將一定比例的10#瀝青混合加入后，涂料的耐熱度呈逐漸上升趨勢；當10#瀝青摻量在3%、6%、9%、12%、15%、18%、20%時，耐熱溫度分別增加了 3.1%、6.3%、10.9%、14.1%、17.2%、25.0%、33.0%和32.8%。其中超過15%時，涂料耐熱溫度有較為明顯的增加，同時，一些實驗結果表明，改性瀝青涂料的流動性在溫度較高（80～120℃）時，會隨著10#瀝青摻量的增加而大幅度降低，冷卻后摻入10號瀝青的樣品比為摻入的樣品柔軟度更好，其耐熱性能更好，但可能會影響改性瀝青涂料的其他性能。主要原因在于10#瀝青軟化點較高（98.5℃），耐熱性較好，當10號瀝青摻入道路瀝青后可以提高瀝青的耐熱性能，但針入度和延性會出現相應的降低，也會影響到瀝青涂料的其它性能。在本試驗中，宜將其控制在10%內。

4 結論

本試驗主要研究了蠕變型改性瀝青配合比中石棉絨及10#瀝青對其耐熱度的影響，主要得到以下三個結論：

（1）石棉絨是一種硅酸鹽礦物纖維，當摻加量為6%時涂料耐熱溫度可從40℃提高到65℃。

（2）混合摻入10%左右的10#瀝青時，蠕變型改性瀝青的耐熱溫度可達70℃以上。

（3）當10#瀝青的摻量小于10%時，蠕變型改性瀝青的低溫柔性沒有明顯的變化，但當10號瀝青的摻量達到了10%以上時，改性瀝青涂料的低溫柔性指標出現了明顯的下降，所以在摻入10號瀝青提高瀝青涂料耐熱度的同時，需要控制其摻入的比重在合理的范圍之內，本試驗10#瀝青摻量在5%以內。