橡胶粉改性沥青,干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料室内制备工艺及性能检测评价
山东双创橡胶有限公司专业生产防水材料原料磨粉,包括丁苯橡胶、氯丁胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁晴橡胶、顺丁橡胶等。年产各种规格橡胶颗粒20000吨。
特别添加乳化剂和促凝剂,产品细度高。本胶粉可用于改性沥青,密封材料及橡胶产业生产;亦广泛应用作其他高分子材料的补强及填充材料。
表7 不同油石比下湿法AC-13热解炭黑改性沥青混合料体积指标 导出到EXCEL油石比/%最大理论相对密度毛体积相对密度空隙率(VV)/%矿料间隙率(VMA)/%沥青饱和度(VFA)/%稳定度(MS)/kN流值(FL)/mm3.72.5392.3726.613.9753.010.532.204.12.5262.3805.814.0058.910.732.644.52.5132.3894.914.0164.910.972.844.92.5012.4053.913.7972.111.163.235.32.4882.4033.414.1875.910.593.32表8 确定热解炭黑改性沥青混合料最佳油石比 导出到EXCEL控制指标毛体积密度最大值的油石比/%稳定度最大值的油石比/%空隙率5%时的油石比/%沥青饱和度70%时的油石比/%空隙率4%~6%对应的油石比范围/%沥青饱和度65%~75%对应的油石比范围/%稳定度>8 kN对应的油石比范围/%流值2~4 mm对应的油石比范围/%对应沥青用量5.04.84.54.84.0~4.94.5~5.13.7~5.33.7~5.3最佳沥青用量OAC1=4.78OAC2=4.70OAC=4.74表9 最佳油石比下湿法AC-13热解炭黑改性沥青混合料马歇尔试验结果 导出到EXCEL试验项目单位试验结果技术要求最大理论相对密度-2.504-毛体积相对密度-2.398-空隙率(VV)%4.24~6矿料间隙率(VMA)%14.94≥14沥青饱和度(VFA)%69.765~75稳定度(MS)kN9.28≥8流值(FL)mm2.932~4综上所述,室内湿法制备热解炭黑改性沥青混合料的集料配比为12~18 mm∶6~12 mm∶3~6 mm∶0~3 mm∶矿粉=30∶32∶2∶34∶2,最佳油石比为4.74%
参考文献[1] 吕杰.废轮胎热解炭黑性能分析与资源利用[D].浙江大学,2002.[2] Gonzalez J F,Encinar J M,Canito J L,et al.Pyrolysis of Automobile Tyre Waste.Influence of Operating Variables and Kinetics Study[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2001,58.[3] Parthasarathy P,Choi H S,Park H C,et al.Influence of Process Conditions on Product Yield of Waste Tyre Pyrolysis-A Review[J].Korean Journal of Chemical Engineering,2016,33(8).[4] Muzenda E.A Comparative Review of Waste Tyre Pyrolysis,Gasification and Liquefaction(PGL) Processes [C]// International Institute Engineers.Proceedings of Int'l Conf.on Chemical Engineering & Advanced Computational Technologies (ICCEACT’ 2014,South Africa) .International Institute Engineers:International Institute Engineers,2014:6.[5] Wang Hai-nian,You Zhan-ping,Hao Pei-wen.Laboratory Evaluation on High Temperature Viscosity and Low Temperature Stiffness of Asphalt Binder with High Percent Scrap Tire Rubber[J].Construction and Building Materials,2011,26(1).[6] Maciej S,Kaja B L,Artur W,et al.Development of Methods Improving Storage Stability of Bitumen Modified with Ground Tire Rubber:A Review[J].Fuel Processing Technology,2017,159.[7] Joana P,Hugo M R D,Loic H,et al.Mutual Changes in Bitumen and Rubber Related to the Production of Asphalt Rubber Binders[J].Construction and Building Materials,2012,36.[8] 周作艳.废旧轮胎热解炭黑的改性及应用研究[D].青岛科技大学,2017.[9] 吕伟民.炭黑加劲沥青及其混合料[J].石油沥青,1989,(1):49-53.[10] 郝培文,刘红瑛.炭黑改性沥青混合料低温抗裂性能的研究[J].石油沥青,1993,(4):29-33.[11] 李芳,陈建.炭黑改性沥青路用性能的研究[J].西安公路交通大学学报,1996,(3):42-46[12] JT/T 860.7-2017 沥青混合料改性添加剂第7部分:废旧轮胎热解炭黑[S].[13] 陈超,范子然,李闯民.基于高黏剂改性透水沥青混合料的工艺对比研究[J].中外公路,2020,40(3):237-240.[14] 李诗琦,李闯民,陈桥.一种新型沥青混合料添加剂改性沥青混合料的路用性能试验研究[J].公路,2017,62(1):54-59.[15] 付超,周雄,吴林生.湿法和干法SBS改性沥青混合料对比研究[J].公路工程,2018,43(6):212-215+293.[16] JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范[S].[17] 李福普,李闯民.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》释义手册[M].人民交通出版社,2011.
干法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料室内制备工艺及性能检测评价
学者们在对湿法工业炭黑和废轮胎热解炭黑改性沥青的制备以及改性沥青性能方面做了大量的研究,吕伟民[9]曾指出沥青本身的性质、炭黑的种类和掺量对改性沥青性质的影响起到了决定性的作用,这些因素的选取不同直接会造成改性沥青效果的不同
粉末状的改性沥青轮胎胶粉,原料易于运输和储存。它可以使得生产更加快捷方便,并且节约成本。粉末结构使该产品在与空气接触时变得稳定,不容易自聚而形成团块.另外这种产品不需要添加一些其他原料,从而保证了产品的质量
采用纯天然橡胶树分泌的乳液,安全健康;不掺杂其他成份,混合均匀后经模具加工而成。加入防水剂和增韧剂后无毒、无异味,也可调节软化度和粘性适中,干粉颗粒细腻、均匀、流动性好,抗裂抗拉力强、抗腐蚀,柔韧有弹性、附着力和延伸率好。
推荐理由超细胶粉具有高纯度、高白度、颗粒均匀,无杂质等特点。胶粉是橡胶制品的主要填料,对提高其物理机械性能及化学性能起到很关键的作用。
直观分析方法的结果如表13所示
由6因素各水平均值极差大小排序,可得出对空隙率指标的影响程度由大到小为:热解炭黑掺量>干拌时间>湿拌时间>矿料加热温度>混合料拌和温度>沥青加热温度
又因为空隙率指标要求适中,所以各因素应取中间均值对应的水平
防水材料橡胶粉属于混合性填充料,主要用作橡塑制品的改性。混炼好的生产不含油份,可以完全满足聚乙烯、氯化聚氯乙烯的生产和混炼要求,改善加工安全性和操作环境的清洁度等优点。
表17 车辙试验结果 导出到EXCEL沥青混合料类型45 min变形量/mm60 min变形量/mm动稳定度/(次·mm-1)规范要求/(次·mm-1)基质沥青混合料3.2523.5911 858≥1 000热解炭黑改性沥青混合料2.4622.6473 401≥3 000(3)低温拉伸性能——采用小梁弯曲试验检验,具体试验过程参照《释义手册》[17]中的T0715-2011规范要求