廢輪胎膠粉和廢PE復(fù)合改性瀝青性能

一、立項(xiàng)背景天津市市政公路管理局2007年度科技項(xiàng)目“廢輪胎膠粉改性瀝青及混合料成套技術(shù)研究”由天津市市政工程研究院主持完成。該課題項(xiàng)目自2007年4月開始實(shí)施，課題組經(jīng)過調(diào)研國(guó)內(nèi)外大量相關(guān)資料、理論定性分析、室內(nèi)試驗(yàn)研究及實(shí)體工程鋪筑總結(jié)等工作，歷時(shí)兩年半時(shí)間，完成預(yù)定研究?jī)?nèi)容。

通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)和實(shí)體工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),從廢輪胎膠粉改性瀝青的混熔作用機(jī)理、性能評(píng)價(jià)體系、影響因素及制備工藝等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

文章對(duì)廢輪胎膠粉改性瀝青的機(jī)理、技術(shù)性能進(jìn)行了研究并對(duì)其在津汕高速公路工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。該項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用于津汕高速公路的建設(shè)工程中,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

本文介紹了廢輪胎膠粉（以下簡(jiǎn)稱膠粉）在國(guó)內(nèi)外公路工程中應(yīng)用的現(xiàn)狀：膠粉用于瀝青和混合料對(duì)其路用性能的改善和效果，文中指出膠粉用于筑路的優(yōu)勢(shì)是顯著的。同時(shí)根據(jù)我國(guó)的當(dāng)前情況．提出了膠粉用于道路工程還需要解決的幾個(gè)相關(guān)問題。

廢輪胎膠粉改性瀝青應(yīng)用技術(shù)綜述 （現(xiàn)代路面材料課程論文） 李正中200920166001 土木工程學(xué)院道路與鐵道工程專業(yè) 2010年6月 1 廢輪胎膠粉改性瀝青應(yīng)用技術(shù)綜述 本報(bào)告關(guān)于輪胎膠粉改性瀝青應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容綜述涉及改性機(jī)理定性分析、性 能評(píng)價(jià)指標(biāo)適應(yīng)性分析、性能影響因素試驗(yàn)研究及室內(nèi)制備工藝優(yōu)化等方面，所 述及內(nèi)容來自天津市市政公路管理局2007年科研立項(xiàng)項(xiàng)目《廢輪胎膠粉改性瀝 青及混合料成套技術(shù)研究》相關(guān)研究成果，該課題研究成果于2010年4月經(jīng)天 津市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化中心鑒定為國(guó)際先進(jìn)水平。 1膠粉瀝青改性機(jī)理定性分析 本部分主要通過對(duì)廢輪胎膠粉和普通瀝青兩種材料的化學(xué)成分及組成結(jié)構(gòu) 進(jìn)行分析，基于界面理論和溶解度理論，采用四組分分析試驗(yàn)、掃描電鏡試驗(yàn)及 紅外光譜試驗(yàn)等先進(jìn)測(cè)試手段，深入研究廢輪胎膠粉和普通瀝青的混溶體系，對(duì) 其改性作用機(jī)理進(jìn)行定

本文介紹了廢輪胎膠粉在公路工程中應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀;橡膠粉用于瀝青和混合料對(duì)其路用性能改善效果,指出橡膠粉用于筑路的優(yōu)勢(shì)是顯著的。同時(shí)根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的情況,提出了廢舊橡膠粉用于道路工程還需要解決的幾個(gè)相關(guān)問題。

目前,廢輪胎膠粉改性瀝青在我國(guó)的道路工程應(yīng)用中還處于試驗(yàn)與研究階段。廢輪胎膠粉來源豐富,使用于瀝青混合料中能夠變廢為寶,可有效改善其性能。闡述了廢輪胎膠粉改性瀝青混合料在張石高速公路路面施工中的應(yīng)用,并對(duì)施工的要點(diǎn)做進(jìn)一步的探討。

通過對(duì)廢舊輪胎橡膠粉+pe復(fù)合改性瀝青進(jìn)行配方設(shè)計(jì),以及采取高速剪切+融脹的濕法工藝,制備廢舊輪胎橡膠粉+pe復(fù)合改性瀝青；對(duì)廢舊輪胎橡膠粉+pe復(fù)合改性瀝青針入度、軟化點(diǎn)、布氏旋轉(zhuǎn)粘度等常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)并分析研究。

為進(jìn)一步提高廢輪胎橡膠瀝青混合料路用性能,將廢塑料(pp、pvc)制成顆?；蚍勰┡c廢輪胎膠粉一起添加到基質(zhì)瀝青中,通過物理和化學(xué)等加工工藝制成廢塑膠粉復(fù)合改性瀝青。對(duì)兩種復(fù)合改性瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)以及混合料路用性能進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明:廢聚丙烯-橡膠粉復(fù)合改性瀝青不僅大幅度降低了瀝青膠結(jié)料的高溫粘度,同時(shí)混合料的路用性能還得到了一定程度地提高,即給施工帶來了便利又不影響路用性能。相比之下,pp-橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料路用性能優(yōu)于傳統(tǒng)廢輪胎膠粉改性瀝青,而pvc-橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料路用性能相對(duì)較弱。

為提高廢舊聚乙烯（pe）改性瀝青的路用性能,采用橡膠粉對(duì)pe瀝青進(jìn)行復(fù)合改性。通過高溫性能、彈性恢復(fù)、低溫性能、溫度敏感性等指標(biāo),評(píng)價(jià)pe/橡膠粉復(fù)合改性瀝青的性能。在橡膠粉含量為15%時(shí),通過改變廢舊pe摻量研究廢舊pe/橡膠粉復(fù)合改性瀝青的路用性能,綜合考慮并確定最佳廢舊pe摻量為5%。試驗(yàn)證明,橡膠粉和廢舊pe的復(fù)合改性使瀝青路面的抗病害能力和使用壽命均得到提高。

廢舊輪胎膠粉改性水泥混凝土及其路用性能研究

采用橡膠瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)不同膠粉摻量及廢塑料摻量在不同拌和溫度和時(shí)間下制備的復(fù)合改性瀝青進(jìn)行性能測(cè)試,確定廢塑膠復(fù)合改性瀝青的制備工藝為:外摻25%的膠粉、0.63%的廢塑料(pp)混合均勻后加入基質(zhì)瀝青中,在190℃的高溫下,使用高速剪切儀以3000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速剪切1h。

研究廢輪胎膠粉在自粘聚合物改性瀝青防水卷材(自粘卷材)中的應(yīng)用。結(jié)果表明,采用活化度為50%、粒徑為250μm膠粉可作改性劑用于制備滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的自粘卷材,卷材適宜的配方:瀝青100,膠粉24,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sbs)6,芳烴油12,滑石粉60?；罨z粉中的小分子組分與相容劑、線性化大分子橡膠組分及甲苯不可溶物與sbs作用機(jī)理類似,這3種組分可共同替代傳統(tǒng)自粘卷材中的相容劑、膠粉及部分sbs,即采用活化膠粉可制得綜合性能優(yōu)異的防水卷材。

廢輪胎膠粉改性瀝青混凝土路面在天津市道路中的應(yīng)用

2006年1月5日天津市城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)在天津主持召開了《天津市廢輪胎膠粉改性瀝青路面設(shè)計(jì)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)審會(huì)。參加評(píng)審會(huì)的有：天津市公路管理局、天津市公路局、中國(guó)輪胎翻修與循環(huán)利用協(xié)會(huì)、天津市政工程局、天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院、天津市高速公路發(fā)展公司、天津市建材標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、天津市政工程質(zhì)量監(jiān)督局及天津市橡膠工業(yè)研究所等單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家。

通過對(duì)廢胎膠粉橡膠瀝青所做的四組分分析和顯微結(jié)構(gòu)、聚焦態(tài)結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)分析,研究了橡膠粉對(duì)瀝青的改性機(jī)理。橡膠粉與瀝青在高溫條件下混溶,一方面橡膠粉吸收瀝青中的輕組分體積溶脹,橡膠粉力學(xué)特性得到改善;另一方面瀝青中輕組分含量減少,瀝青粘度增加,溫度敏感性得到改善。同時(shí),在溶脹過程中橡膠粉與瀝青中活性官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),橡膠粉部分氧化解聚,膠粉中的抗老化劑、碳黑、鋅化合物活性成分進(jìn)入瀝青膠體體系,使瀝青溫度穩(wěn)定性、老化性能得到改善和提高。

目的研究聚乙烯(polyethylene,pe)、膠粉復(fù)合改性瀝青的韌性、相容性能,以及抗老化性能.方法通過高速剪切法使pe分散于瀝青中,在混溶的過程中加入相容劑,使其和pe發(fā)生接枝反應(yīng)不至于發(fā)生團(tuán)聚行為,通過拉伸試驗(yàn)和薄膜烘箱試驗(yàn)比較基質(zhì)瀝青和改性瀝青的韌性和抗老化性能.結(jié)果經(jīng)過物理化學(xué)方法改性過的pe改性瀝青韌性得到改善,相容劑在瀝青和pe互容的過程中起著顯著的作用;經(jīng)過改性的瀝青抗老化性明顯提高.結(jié)論酸酐類相容劑通過與pe進(jìn)行接枝反應(yīng)可明顯改變其與瀝青的相容性,相對(duì)于基質(zhì)瀝青,經(jīng)過pe改性的瀝青韌性及抗老化性能明顯提高。

由河北瑞威科技有限公司和河北科技大學(xué)開發(fā)了利用廢輪胎膠粉生產(chǎn)環(huán)保型橡膠軟化油的技術(shù)。該技術(shù)利用廢輪胎膠粉生產(chǎn)環(huán)保型橡膠軟化油,為廢輪胎回收再利用開辟了新途徑。廢輪胎回收和處理技術(shù)一直都是世界級(jí)難題,落后的回收工藝不僅造成了二次污染,而且目前在700℃高溫高壓下廢輪胎裂解成油和炭黑的工藝也存在很大的安全隱患。在環(huán)境污染和資源短缺雙重壓力的背景下,

一段時(shí)間以來，人們對(duì)以廢輪胎膠粉制備的體育場(chǎng)或游樂場(chǎng)地面覆蓋膠板是否對(duì)環(huán)境和人類有害，產(chǎn)生了質(zhì)疑。為此，美國(guó)橡膠生產(chǎn)商協(xié)會(huì)（rma）近日提交一份調(diào)查報(bào)告，證實(shí)它不會(huì)給人類帶來任何不良影響或?qū)е律鷳B(tài)健康問題。該報(bào)告評(píng)估了廢輪胎的多種回收利用方法，尤其是用來建造游樂場(chǎng)和體育場(chǎng)地板膠，對(duì)健康和生態(tài)方面的風(fēng)險(xiǎn)。該報(bào)告對(duì)現(xiàn)已存世的大量文獻(xiàn)，包括來自廢輪胎回收利用的倡導(dǎo)者和反對(duì)者雙方的調(diào)研報(bào)告，均做了認(rèn)真的評(píng)述，將潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了全面評(píng)估。rma說，廢輪胎膠粉用來制備體育場(chǎng)和游樂場(chǎng)橡膠地板，是廢輪胎回收利用增長(zhǎng)最快和用量最大的兩種用途。在這兩種應(yīng)用領(lǐng)域，

為了改善普通膠粉改性瀝青的性能缺陷,本研究采用sk-90#基質(zhì)瀝青和hdpe-sbs-廢胎膠粉材料制備復(fù)合改性瀝青,選擇sbs百分摻量、膠粉百分摻量、hdpe百分摻量、剪切速度、剪切時(shí)間和剪切溫度6個(gè)試驗(yàn)變量,通過正交試驗(yàn)來探討復(fù)合改性瀝青的最佳改性參數(shù),并采用方差分析法對(duì)其針入度、軟化點(diǎn)、5℃延度、黏度和彈性恢復(fù)率5種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析,得出各變量對(duì)復(fù)合改性瀝青性能的影響規(guī)律,得到較優(yōu)制備方案,并對(duì)其性能進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:sbs摻量對(duì)軟化點(diǎn)和彈性恢復(fù)率影響最大;hdpe摻量對(duì)針入度影響較大;sbs和hdpe摻量對(duì)延度都具有影響;各改性劑摻量和剪切溫度對(duì)旋轉(zhuǎn)黏度的影響基本相同.較優(yōu)制備方案為:改性劑hdpe百分摻量為1.5%,sbs百分摻量為5%,廢胎膠粉百分摻量為20%,剪切溫度165℃,剪切速率4500r/min,剪切時(shí)間45min.較優(yōu)制備方案下,改性瀝青的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性大大提高,同時(shí)自身黏度增大使其與集料的黏附性增強(qiáng),提高了抗車轍能力和抗水損害能力;較高的彈性恢復(fù)率保證了改性瀝青的抗裂性能.

通過將廢膠粉與sbr同時(shí)摻入瀝青中進(jìn)行瀝青改性試驗(yàn),改變廢膠粉與sbr的摻加量,采用常規(guī)試驗(yàn)方法,研究了復(fù)摻廢膠粉與sbr對(duì)瀝青軟化點(diǎn)、針入度及延度的影響規(guī)律,推薦適宜的摻量范圍,為廢橡膠粉/sbr復(fù)合改性瀝青的制備提供試驗(yàn)參考依據(jù),以便更好地推廣膠粉改性瀝青的應(yīng)用。

橡膠粉改性瀝青是一種新型改性瀝青,文章從膠粉瀝青的性能指標(biāo)和膠粉瀝青混凝土的突出性能方面分別論述,闡述了膠粉改性瀝青針對(duì)其他改性瀝青的優(yōu)越性和發(fā)展前景。