HDPE-脱硫橡胶粉复合改性沥青制备及其路用性能研究
发布时间：2021-03-31 21:41
我国对废橡胶改性沥青研发始于20世纪80年代,取得了众多技术成果,在河北、湖南、广西等地修筑了一些实体工程,应用效果良好。但在早期的应用实践中,传统橡胶沥青技术也暴露出了一些问题,如:胶粉活性不足,掺量无法继续提高。利用橡胶粉脱硫技术可以获得高表面活性的改性胶粉,降低硫化橡胶粉改性沥青的黏度,在一定程度上消除改性沥青的施工气味。此外,在基质沥青中加入一定掺量的高密度聚乙烯（HDPE）能大幅度提高沥青的高温性能。基于这两种改性材料各自的特点和广西等南方地区的湿热气候,本文选用自制脱硫橡胶粉和HDPE作为改性剂,加入基质沥青中利用高速剪切分散乳化机加工得到HDPE-脱硫橡胶粉复合改性沥青,然后从高温、低温、感温性能和抗老化性能等方面综合评价橡塑复合改性沥青的路用性能。主要内容如下:首先,对传统硫化橡胶粉采用480活化剂和双螺杆挤出机加工技术进行脱硫,然后以沥青的三大指标,弹性恢复和黏度等常规指标为评价依据,比较了改性剂掺量为20%的情况下,脱硫后的橡胶粉改性沥青存在的优势与不足。然后参考硫化橡胶沥青的加工方式,通过实验初步确定了HDPE-脱硫橡胶粉复合改性沥青的改性效果和两种改性剂的合理掺...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双螺杆挤出机挤出胶粉过程流程示意图
工程硕士学位论文11（3）用搅拌机加工10min左右使两种改性剂在基质沥青中均匀分散并初步溶解，然后开启高速剪切机，保持恒温电热套温度在180℃。其中，剪切机剪切速率设定为4000r/min，剪切时间为60min。加工完成后搅拌发育约30min用来除去气泡，制备得到橡塑复合改性沥青，制备过程如图2.1所示。图2.1实验室制备橡塑复合改性沥青的流程2.3.2橡塑复合改性沥青的配方研究参考国内外和广西交通科研院新材料公司在橡胶沥青与聚乙烯改性沥青方面的研究成果[38-39]，在基质沥青中掺入质量分别为20%的橡胶粉与脱硫橡胶粉制备橡胶粉改性沥青。参考广西壮族自治区《橡胶沥青路面施工技术规范》对橡胶沥青的质量要求（如表2.5所示），按沥青针入度，软化点，延度，弹性恢复和180℃旋转黏度五大指标来评价脱硫橡胶沥青相比普通硫化橡胶沥青存在的优势。然后根据表2.5中的五大评价指标，研究脱硫橡胶粉掺量分别固定为20%、25%、30%（外掺量）时，加入0%、1.5%、3%、4.5%（外掺量）的HDPE制备橡塑复合改性沥青的改性效果。具体的试验操作和主要注意事项详见《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）[36]表2.5橡胶沥青质量要求项目单位质量要求测试方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm30-60JTGE20T0604延度（1cm/min，5℃）cm≥5JTGE20T0605弹性恢复（25℃）%≥75JTGE20T0662软化点（R&B）℃≥65JTGE20T0606180℃旋转粘度Pa·s1.5-5.0附录A.1
青的改性效果，得出先加入脱硫橡胶粉后搅拌10min，再加入HDPE后搅拌10min，最后剪切60min的试验方案弹性恢复和软化点值最大，考虑橡塑复合改性沥青的配方研究成果主要在广西等湿热气候地域应用，进行正交试验设计研究制备工艺参数时均采用试验一方案。（2）通过正交试验方案设计和极差分析法得出采用高速剪切分散乳化剂制备橡塑复合改性沥青的最优工艺参数为：脱硫橡胶粉目数为30目，剪切时间80min，制备温度为180℃，剪切速率为4000r/min。（3）根据确定的最优加工工艺参数，得出了制备橡塑复合改性沥青的加工工艺流程如图3.2所示：图3.2橡塑复合改性沥青加工工艺流程图基质沥青加热至180℃加入30目脱硫橡胶粉加入HDPE橡塑复合改性沥青在180条件下，搅拌10min在180条件下，以4000r/min，高速剪切80min在165条件下，普通搅拌至气泡消失
【参考文献】：
期刊论文
[1]双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究[J]. 张广泰,方烁,叶奋. 中国公路学报. 2019(05)
[2]SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青制备工艺[J]. 何锐,黄鑫,仵江涛,王振军. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]基于PG的黑龙江省沥青路面气候分区与标准的研究[J]. 张海涛,高丹丹,马盛盛,刘强强,吕丽华. 公路交通科技. 2017(12)
[4]高温裂解胶粉改性沥青的低温性能试验[J]. 董瑞琨,戚昌鹏,郑凯军,赵梦珍. 中国公路学报. 2017(10)
[5]橡胶沥青性能测试技术的应用[J]. 胡松山,覃润浦,李辉,许志鸿,熊剑平. 复合材料学报. 2018(08)
[6]基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究[J]. 郭寅川,赵宾,申爱琴,贾文涛,张铨. 公路交通科技. 2017(02)
[7]聚乙烯类添加剂对橡胶沥青混合料路用性能的影响[J]. 牛冬瑜,韩森,徐鸥明,胡魁,田源. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(04)
[8]橡胶沥青低温评价指标[J]. 谭忆秋,符永康,纪伦,张磊. 哈尔滨工业大学学报. 2016(03)
[9]胶粉掺量及存储时间对橡胶沥青技术性质的影响[J]. 徐鸥明,张壮,杨晨,张涛. 中外公路. 2015(05)
[10]改性沥青及其胶浆的黏度与压实温度研究[J]. 单双成,陈维勇,刘瑶. 公路. 2015(08)
硕士论文
[1]基于活化技术的高掺量橡胶沥青性能[D]. 王歌.重庆大学 2013
[2]高掺量橡胶沥青技术研究[D]. 李丽丽.重庆大学 2011
本文编号：3112119
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双螺杆挤出机挤出胶粉过程流程示意图
工程硕士学位论文11（3）用搅拌机加工10min左右使两种改性剂在基质沥青中均匀分散并初步溶解，然后开启高速剪切机，保持恒温电热套温度在180℃。其中，剪切机剪切速率设定为4000r/min，剪切时间为60min。加工完成后搅拌发育约30min用来除去气泡，制备得到橡塑复合改性沥青，制备过程如图2.1所示。图2.1实验室制备橡塑复合改性沥青的流程2.3.2橡塑复合改性沥青的配方研究参考国内外和广西交通科研院新材料公司在橡胶沥青与聚乙烯改性沥青方面的研究成果[38-39]，在基质沥青中掺入质量分别为20%的橡胶粉与脱硫橡胶粉制备橡胶粉改性沥青。参考广西壮族自治区《橡胶沥青路面施工技术规范》对橡胶沥青的质量要求（如表2.5所示），按沥青针入度，软化点，延度，弹性恢复和180℃旋转黏度五大指标来评价脱硫橡胶沥青相比普通硫化橡胶沥青存在的优势。然后根据表2.5中的五大评价指标，研究脱硫橡胶粉掺量分别固定为20%、25%、30%（外掺量）时，加入0%、1.5%、3%、4.5%（外掺量）的HDPE制备橡塑复合改性沥青的改性效果。具体的试验操作和主要注意事项详见《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）[36]表2.5橡胶沥青质量要求项目单位质量要求测试方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm30-60JTGE20T0604延度（1cm/min，5℃）cm≥5JTGE20T0605弹性恢复（25℃）%≥75JTGE20T0662软化点（R&B）℃≥65JTGE20T0606180℃旋转粘度Pa·s1.5-5.0附录A.1
青的改性效果，得出先加入脱硫橡胶粉后搅拌10min，再加入HDPE后搅拌10min，最后剪切60min的试验方案弹性恢复和软化点值最大，考虑橡塑复合改性沥青的配方研究成果主要在广西等湿热气候地域应用，进行正交试验设计研究制备工艺参数时均采用试验一方案。（2）通过正交试验方案设计和极差分析法得出采用高速剪切分散乳化剂制备橡塑复合改性沥青的最优工艺参数为：脱硫橡胶粉目数为30目，剪切时间80min，制备温度为180℃，剪切速率为4000r/min。（3）根据确定的最优加工工艺参数，得出了制备橡塑复合改性沥青的加工工艺流程如图3.2所示：图3.2橡塑复合改性沥青加工工艺流程图基质沥青加热至180℃加入30目脱硫橡胶粉加入HDPE橡塑复合改性沥青在180条件下，搅拌10min在180条件下，以4000r/min，高速剪切80min在165条件下，普通搅拌至气泡消失
【参考文献】：
期刊论文
[1]双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究[J]. 张广泰,方烁,叶奋. 中国公路学报. 2019(05)
[2]SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青制备工艺[J]. 何锐,黄鑫,仵江涛,王振军. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]基于PG的黑龙江省沥青路面气候分区与标准的研究[J]. 张海涛,高丹丹,马盛盛,刘强强,吕丽华. 公路交通科技. 2017(12)
[4]高温裂解胶粉改性沥青的低温性能试验[J]. 董瑞琨,戚昌鹏,郑凯军,赵梦珍. 中国公路学报. 2017(10)
[5]橡胶沥青性能测试技术的应用[J]. 胡松山,覃润浦,李辉,许志鸿,熊剑平. 复合材料学报. 2018(08)
[6]基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究[J]. 郭寅川,赵宾,申爱琴,贾文涛,张铨. 公路交通科技. 2017(02)
[7]聚乙烯类添加剂对橡胶沥青混合料路用性能的影响[J]. 牛冬瑜,韩森,徐鸥明,胡魁,田源. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(04)
[8]橡胶沥青低温评价指标[J]. 谭忆秋,符永康,纪伦,张磊. 哈尔滨工业大学学报. 2016(03)
[9]胶粉掺量及存储时间对橡胶沥青技术性质的影响[J]. 徐鸥明,张壮,杨晨,张涛. 中外公路. 2015(05)
[10]改性沥青及其胶浆的黏度与压实温度研究[J]. 单双成,陈维勇,刘瑶. 公路. 2015(08)
硕士论文
[1]基于活化技术的高掺量橡胶沥青性能[D]. 王歌.重庆大学 2013
[2]高掺量橡胶沥青技术研究[D]. 李丽丽.重庆大学 2011
本文编号：3112119
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