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高粘度沥青改性剂SPSC的研制

2019-03-19 23:01 

摘 要:
介绍了一种高粘度沥青改性剂 SPSC 及其性能研究。SPSC 由热塑性橡胶、增粘剂、增塑剂、胶连剂等按比例组合而成,试验结果表明,通过添加 SPSC 而形成的改性沥青具有超高的动力粘度,而且可以维持良好的高温热稳定性的同时具有优异的低温抗裂性和储存稳定性。此外 SPSC 熔点低,拌和性好,容易施工应用,在海绵城市排水沥青路面的应用中具有良好的效果。

 
SPSC 高粘度沥青改性剂主要成分包括:
1) 热塑性橡胶: 采用市场上较成熟的道改 SBS 改性剂作为主成分,其是目前研究和实际应用最多的改性剂品牌,粗略计算目前 SBS 改性沥青占全球沥青需求量 60% 以上。应用广泛主要是因为 SBS 三嵌段共聚物的特性,从而使改性后的沥青具有优良性能: 高温稳定性能、良好拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的高稳定性、耐老化性等。
 
2) 增粘剂: 60 ℃动力粘度是高粘改性沥青的主要指标,目的要达到 500 000 Pa·s 以上。增粘剂的作用正是增加动力粘度,动力粘度的提高可以带来沥青混合料水稳定性及强度的提高。本文采用石油树脂以及双基共聚物作为增粘剂成分。3) 增塑剂: 增塑剂的加入能促进橡胶塑化成型,增加热塑性橡胶与沥青的相容性,以及改善热熔粘度、热拌和性,同时还能降低拌和温度,凸显节能降耗的环保功能。橡胶加工油为本文所使用的增塑剂成分。
 
热塑性橡胶、增粘剂、增塑剂为 SPSC 的主要成分,根据设计比例首先进行混合,高速混合搅拌机将三者的混合物充分搅拌,经过双螺杆挤出机组,最终得到淡黄色小颗粒状物的改性剂,即为高粘度沥青改性剂( SPSC) 。
 
SPSC 掺量对沥青低温延度的影响
沥青的延度是规定形状的试样在规定温度下,以一定速度受拉伸到断开时的长度,用来反映沥青的塑性,即沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力。沥青的延度与其胶体结构和流变性质密切相关,进而影响其低温抗裂性和耐久性。文中试验温度为 5 ℃,可以表征沥青低温的延伸性能。试验沥青样本的 5 ℃延度在 SPSC 改性剂的含量增加情况下而逐渐增大,而且呈线性增加,可以得出改性剂能显著增加沥青的低温延伸性能的结论。
 
SPSC 掺量对沥青软化点的影响
沥青从粘塑状态变化为粘流状态时会有一个临界温度,此温度被称为软化点,它本质上体现的是沥青的粘度。沥青的敏感度常可用软化点的高低来评价,通常认为,软化点高,则沥青的等粘温度也高,也就是高温稳定性好。试验沥青样本的软化点在 SPSC 改性剂的含量增加情况下不断增加,证明该改性剂对沥青软化点的提高效果显著,由此说明改性后的样本沥青具有优秀的高温性能。
 
3 结语
1) 经过试验验证,SPSC 添加剂对沥青有着很好的改性效果,SPSC 掺量对沥青针入度、软化点、低温延度及 60 ℃动力粘度等指标有着明显线性变化关系。
 
2) 经试验结果分析可得,SPSC 掺量比例适宜在 6% ~ 10% 范围内。
 
3) 经 SPSC 适宜比例改性的高粘度改性沥青具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能及抗永久变形能力,能满足高粘沥青的特殊要求。此外 SPSC 改性剂本身具有熔点低,易混合,可直投等优点,应用范围广泛,利于节能降耗。