微表处高性能SBS改性乳化沥青制备工艺研究_夏慧芸
SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产
SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产引言:乳化沥青是一种常见的道路建设材料,它具有良好的适应性和加工性,并可提高道路抗水性能和耐久性。
SBS改性乳化沥青是在传统乳化沥青基础上添加聚合物SBS(丁苯橡胶)而成,具有更好的粘结性能和抗水性能。
本文将讨论SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产的相关内容。
一、SBS改性乳化沥青配方设计试验1.1聚合物SBS选择聚合物SBS的选择是关键步骤之一、应选择具有良好抗老化性能和粘结性能的SBS。
一般来说,丁苯和丙烯聚合度适中的SBS具有较好的改性效果。
1.2乳化剂选择乳化剂的选择是另一个关键步骤。
乳化剂的选择应考虑到乳化能力、稳定性和乳化沥青的性能。
研究表明,阴离子型乳化剂具有较好的乳化能力和稳定性,适合用于SBS改性乳化沥青的生产。
1.3配方设计试验配方设计试验应结合实际使用条件和要求进行。
常见的实验设计方法包括正交试验设计、单因素试验设计等。
通过更改SBS和乳化剂的用量,可以研究SBS改性乳化沥青的性能指标,如黏度、粘结性能、抗水性能等。
二、SBS改性乳化沥青的生产2.1原料准备首先要准备好聚合物SBS、沥青、乳化剂等原料,并按照设计的配方比例进行准备。
2.2沥青预处理将初始沥青在加热情况下进行预处理,以去除其中的杂质和溶解一部分聚合物SBS。
2.3聚合物SBS的加入将预处理后的沥青搅拌均匀后,逐渐加入聚合物SBS,并继续搅拌,直至SBS完全溶解。
2.4乳化剂的加入将乳化剂逐渐加入到SBS改性沥青中,并进行搅拌,保持温度和搅拌时间。
2.5乳化沥青的制备在乳化机中以较高的剪切力将SBS改性沥青与水相乳化,形成乳化沥青。
2.6乳化沥青的包装将制备好的乳化沥青进行包装储存,以便后续使用。
结论:SBS改性乳化沥青配方设计试验与生产是一个相对复杂的过程,需要合理选择聚合物SBS和乳化剂,并结合实际条件进行配方设计试验。
在生产过程中,需要严格按照配方比例进行原料准备和加工操作。
SBS改性乳化沥青制备工艺
技 性能最好。
术
对改性沥青进行乳化是先将聚合物和基质沥青通过高
剪切胶体磨等制备机械分散制成聚合物改性沥青, 再将改
性沥青通过高剪切胶体磨与乳化剂水溶液混合乳化, 制得
改性乳化沥青。此种工艺将沥青和聚合物剪切的很细, 稳定
性很好, 适用于生产 SBS 改性乳化沥青。
根据生产规模, 具体生产条件和工艺要求, 乳化液的制 备 方式 比 较 典型 的 是 以水 为 基 础 数 , 乳 化 剂 、稳 定 剂 和 酸 按 设计比例添加。以下工艺, 各种添加剂溶解于水的过程是一 起进行的, 当这个溶解槽的溶液用完时, 生产就要停歇, 这 种间歇式的生产工艺, 适合于较小规模的生产。
要求 都 很 高, 因 此 解 决 SBS 改 性 乳 化沥 青 生 产工 艺 问 题 对 性。
其推广应用意义重大。
不同基质沥青, 需要的孕育时间差别很大, 有的数十分
生
改性 乳 化 沥青 的 生 产工 艺 有 : 对 乳 化 沥 青 进 行 改 性 、对
改性沥青进行乳化或者是沥青的改性乳化同时进行。这几
1 裂缝成因分析
造成 EPS 板 薄抹 灰 外 墙外 保 温 体系 面 层 裂缝 的 原 因是 多方面的。由于外保温体系构造在我国全面推行的时间还 不 够 长 , 构 造 体 系 做 法 尚 待 进 一 步 提 高 、完 善 , 同 时 又 存 在 不 同 程 度的 材 料 、施工 质 量 问题 等 情 况, 本 文 拟 对 此 做 简 要 分析。 1 降 低 了 体 系 的 防 火 性 能 。
除了构造本身因素外, 还有两个容易被忽视的构造处
理也是造成墙面开裂的原因。
一是保温截至部位, 即保温层与其他材料的交接变换
SBS乳化改性沥青的制备与性能研究
第1 期
S C I E N C E&T E C H N OL OG Y I N F O R MAT I O N
0高校 讲坛0
科技信 息
S B S乳化改性沥青的制备与性能研究
崔 莹 王 歌 沙 4 1 0 1 1 4 ; 2 . 湖南省 交通 科 学研究 院 , 湖南 长沙 4 1 0 0 1 5 )
【 摘 要】 本文所研 制的 S B S 乳化改性沥青采用的是先 改性后乳化的工艺流程 , 研究了 乳化 剂用量对乳化改性沥青乳化效果和贮存稳 定性 的影响, 以及 S B S 改性剂用量对沥青软化点 、 延度和针入度的影 响, 得到制备乳化改性 沥青 的最佳 用量 配比。试验 结果表 明 : 通过检测 沥青乳 液的性能 . 得 出乳化剂和改性剂的 最佳 用量分剐为 1 . 5 %和 4 %, 所制 备的乳化改性沥青较基质沥青的各项性 能均有不 同程度的改善 , 是一种性
能优 良的沥青产品。
【 关键词】 乳化改性沥青 ; S B S改性剂 ; 先改性后乳化
幅提 高剪切速度 . 根据乳液沸腾情况间隔几次进行 , 增至 9 0 0 0 r / m i n 后 可以停止 。 改性沥青在研磨 、 剪切等机械作用下 , 所形成的细小沥青 颗 乳化改性沥青之所以成为一种新 型的道路材料 . 是 因为它具有 同 粒被乳化剂包裹 , 颗粒细腻均匀 , 稳定地分散在皂液 中, 呈现棕 褐色形 类沥青产 品所无法 比拟的优势。乳化改性沥青性能优 良Ⅲ , 应用广泛 , 成水包 油状 的沥青乳状液 。 既可 以常温喷洒使用 . 用做封层 、 透层和粘结层 , 比起改性沥青 能够节 省沥青用量 1 0 %~ 2 0 % ̄ 2 I . 具有 良好的抗疲劳 、 抗水 滑和抗低温开裂 性 2 结 果 与讨 论 能. 又可 以与集料拌合 , 用 于微表处 、 稀浆封 层和碎石封层 , 能够有效 2 . 1 乳化剂的用量对乳化 改性沥青性能 的影响 地改善路面的开裂 、 车辙 、 松散 、 老化等病害i 3 ] 。 乳化改性沥青应用于各 乳化剂的用量对 乳化改性沥青 的性 能起 着十分重要 的作用 。首 等级新 建道路及其 养护 、 维 修工程 . 可 以显著 提高道路 质量 、 降低 造 先. 体现在乳化改性沥青蒸发残 留物 的三大指标和破乳速度 上。 其次 , 价、 节约能源 、 保护 环境 。因为乳化改性沥青特殊的物化性能使得道 沥青 的乳化效果和储 存稳定性受到乳化剂用量的直接影响。 若用量过 路使用寿命 的延长而节省 的维修养护费用多于所增加的成本 , 若将乳 少. 乳化效果不佳 . 沥青微 粒大小不均 . 容易凝聚成 团. 乳液储存稳定 化改性沥青用于路 基路面结构 中的特殊部位 . 工程质量和经济效益将 性 明显下 降 : 若 用量过多 . 生产成本有所 提高 , 增加 了工 程造价负担 , 会全面提高 。 达不到可观 的经济效益。因此 . 通过试验确定一个合适 的乳化剂用量 本文制备 的 S B S 乳化改性沥青采用 的是先改性后乳化 的工艺流 非常重要 程 这种制备 工艺 除了工艺繁琐 , 对材料 、 设备要求高等缺点 外 , 所 表1 乳 化剂的掺量对乳化改性沥青性能的影响 生产 的乳化 改性沥青用于拌合类 型的施工时 .其使用 效果也不够理 乳化剂的 蒸 发残 留物 破乳 储 稳 定 想 这是因为 . 改性 剂分布在 沥青微粒 内部 , 当乳化沥青破 乳后无法形 d 1 / % 用量, % 针人度/ f 0 1 mm 1 软化点/ ℃ 延度( 5 %) / e a r 速度 性f : 成连续 的空 间网架结构 因此 , 高质量乳化改性沥青的研究 . 生产 工艺 应用 和推广 .对于我 国公路交通事业的发展具有重大 的实 际意 义 , 同 3 . O 5 8 . 1 4 1 . 8 4 3 慢 裂 时也潜藏着莫大的商机 . 拥有不可估 量的经济价值和社会价值。
SBR与SBS对乳化沥青及微表处性能的影响
论文THESIS96 China Highway近年来,预防性养护的作用日显凸显。
微表处作为公路养护中的常用技术,在高速公路的预防性养护中被大量应用。
因此,重视微表处时胶乳改性剂的合理选择将非常有意义。
本文主要介绍SBR 改性乳化沥青和SBS 改性乳化沥青的性能差异,并对比二者用于微表处施工的性能差异。
SBR改性乳化沥青与SBS改性乳化沥青性能的比较SBR 和SBS 是目前使用较为广泛的两种沥青改性剂,对乳化沥青性能的改性效果也存在较大差异。
微表处采用改性乳化沥青作为黏结料,其性能直接影响微表处的黏附性、耐久性及微表处与原路面的黏结性能,而改性剂种类是改性乳化沥青性能的决定性因素。
SBR 是丁二烯和苯乙烯的共聚物,它是综合性能较好的通用性合成胶乳,它与沥青掺配制备的丁苯橡胶胶乳改性乳化沥青具有良好的热稳定性和耐久性,因此被广泛应用于道路工程中。
SBR与SBS对乳化沥青及微表处性能的影响文/河南省高远公路养护技术有限公司 侯强SBS 属于苯乙烯类热塑性弹性体,是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物,SBS 中聚苯乙烯链段和聚丁二烯链段明显地呈现两相结构,聚丁二烯为连续相,聚苯乙烯为分散相,这种两相分离结构使其能与沥青质形成空间网状立体结构,从而可以有效地改善沥青的温度稳定性、弹性、拉伸性能、内聚附着性能,以及混合料的稳定性、耐老化性等。
沥青的改性剂种类众多,SBS 能够同时改善沥青的高低温性能及感温性能,使其成为研究和应用最多的品种。
SBS 改性剂用于乳化沥青的改性时需先将SBS 加工成胶乳,其加工难度相对较大,目前更多的是用于热沥青的改性,在乳化沥青行业应用相对于SBR 较少,而目前更主要的方式是将SBS 改性沥青经乳化后成为乳化改性沥青。
试验原材料及试验条件试验采用自制乳化沥青,所用的基质沥青为A 级石油沥青,各项性能指标检测结果见表1,乳化剂采用稀浆混合料专用的GYMK-06型慢裂快凝型阳离子乳化剂,乳化剂掺加量为1.8%,生产后的乳化沥青各项指标如表2所示。
SBS胶乳改性乳化沥青制备技术研究
22 实验流 程 .
S S胶 乳 制 备 采 用 反 向 乳 化 的 原 理 , 体 的 B 具
工艺流 程示 意 见 图 1 。
乳化剂 溶剂 SS B
散 、 化 等 病 害 。因 此 高 品 质 改性 乳化 沥 青 的研 老 发 , 公路 事业 有 重 大的 实 际 意义 , 时也 潜藏 着 对 同
工 艺 条 件 为 : ( 离 子 乳 化 剂 ): ( 离 子 乳 阳 非 化 剂 ) m( : 阴离 子 乳 化 剂 ) 3: 1 ( 剂 ): = 1: ; 溶
( BS = .; ( ): ( B ) 2: ; (乳 化 S ) 35 水 SS= 1
表 1为 S S胶乳 常规 性 质 分析 结 果 。 由表 1 B
2 S S胶乳 制备 B
2 主要实验原料与设备 . 1
S S 线 型, B , 相对 分子 质量 100 0~ 100 0 0 0 4 0 ;
沥 青路 面 结 合 料【]同时 具 备 改性 沥 青和 乳 化 沥 1, 。
青 的优 点 , 如热 稳 定性 较 高 , 软化 点较 高 , 膜性 、 成
一
7 — 1
21 年 第 4 00 1卷 第 l 期 l
石 油艨制 与记 工
整体 范 围内没 有结 胶现 象 。而 图 3的 分析结 果表 明, 颗粒 大 小 虽 然 不一 , 颗粒 间没 有 聚结 现 象 , 但 仍然以 单个颗粒 状态 存在 。
23 S S胶乳制 备工 艺条件 . B 通 过 正 交 实 验和 单 因素 考 察 , 出 的最 优 化 得
絮凝 剂
差 。本 课 题 研 制 一 种 新 型 改 性 剂 —— s s胶 乳 , B
用 于对 乳化 沥 青 进 行 改 性 制 备 改 性 乳 化 沥 青 , 考 察 乳 化 剂 用 量 对 改 性 乳 化 沥 青贮 存 稳 定 性 的 影
SBS改性乳化沥青在微表处中的应用
文献标 识码 : c
文章编号 : 1 0 0 8 —3 3 8 3 ( 2 0 1 4 ) O 1 — 0 o O 9 —0 2 本实验 中选用 的乳化剂为 J Y—R I G型阳离子快裂沥青
微表处是在稀浆封层的基础 上发展起来 的一种预 防性养 护措施 , 具有经济便捷等特点。主要采用乳化沥青作为粘结料 ,
3 最佳 配比确定 3 . 1 影 响因素分析 S B S 改性乳化 沥青 的影响因素很多 , 需要 通过试验确定
收稿 日期 : 2 0 1 3— 0 9—0 5
作者简介 : 马光磊 ( 1 9 8 6 一) , 男, 延安人 , 助理工程师 , 从事高速公路建设项 目日常管理工作。
・
2 0 1 4年
第1 期
黑 龙江交通 科技
HEI L ONGJ I ANG J I AOT O NG K E J
No . 1, 2 0 1 4
( 总第 2 3 9 期)
( S u m N o . 2 3 9 )
S B S改性 乳 化 沥青在 微 表处 中的 决速开放交通 , 改善原路面的使用
乳化剂 , 主要技术性 质如表 3所示 。 表3 J Y—R 1 G型阳离子快裂沥青乳化剂技术性质
质量。目前公路养护中, 微表处是一种常用方法。 采用 S B S 胶乳 、 乳化剂 、 S K 7 0号基 质沥青制备 S B S 改性 乳化沥青 。由于乳化 剂 、 水溶 液 p H值 、 油 水 比 以及 稳定 剂 对S B S 改性乳化沥青 的技术性质有重要 的影响 , 通过试验研 究确定各种原材料的最佳用量 , 同时针对微表处特点确定混
3 . 2 试 验 分析
( 陕西省高速公路建设集团公司 )
对乳化SBR改性沥青及其微表处技术的探讨
对乳化SBR改性沥青及其微表处技术的探讨
对乳化SBR改性沥青及其微表处技术的探讨
改性乳化沥青不仅具有乳化沥青的常温态施工、节省能源、减少环境污染、降低工程造价等一系列优点,还综合了改性技术,全面提高了沥青材料的高温稳定性、低温抗裂性与集料的粘附性等重要技术参数,被认为是目前最经济有效、最具发展潜力的预防性养护材料.然而,由于改性材料的加入,使得改性乳化沥青的乳化过程较普通乳化沥青更困难,乳液的稳定性也更差.针对以上问题,笔者对制约sBR改性乳化沥青制备及存储的关键性因素进行了研究,总结了改性乳化沥青制备过程中主要技术参数的推荐值及相应问题的解决措施.
作者:李维作者单位:普洱市明刚路桥工程有限公司,云南,普洱,665000 刊名:城市建设英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年,卷(期):2010 ""(1) 分类号:U4 关键词:。
微表处用SBS改性沥青乳化剂技术研究
S B R改性微表处技术来说 ,S B S 改性在应用效果 及经济效益两方面都具有突出的优势 ,第一 ,显 著改善沥青高温性 能,通常 S B R改性剂可 以提
近年来 ,随着我国高速公路建设事业 的迅猛 发展 ,交通及气候条件对高速公路路面使用性能
的要 求也 越来 越高 ,而 目前 ,我 国微 表处 施工 大 1 . 来自 临界胶 束浓度 ( C MC)
临界胶束浓度是在一定温度下 ,表面活性剂 能够形成胶束 的最低浓度 ,当水溶液 中乳化剂的 含量大于 临界胶束 浓度 ,在此 水溶液 中加人沥
几乎不再下降 ,只是溶液中的胶团数 目 增加。因
此 ,在 沥青 与水 的溶液 中 ,必 须要 有 能够达 到临
基团的数量与强度 均不同,H L B值 ( 亲水亲油
平衡 值 ) 不 同 。 脚 值 越 低 ,表 明亲 油 性 越 大 ,H L B 值 越 高 ,表 明亲水 性越 大 ,对 于微 表 处用 的酰胺 多胺
越低 。
表 面活性 剂 的 H L B值 范 围 在 1~ 4 0 ,但 是 ,
但并不是所有的表面活性剂都能用来做沥青乳化
剂 ,要 制得稳 定 的乳 液 ,必 须使 乳化 剂所 提供 的 H L B值 与 油 相 所 需 要 的 H L B 值 相 一 致 ,因此 , 沥 青乳 化剂 的 H L B值通 常在 8~1 8 。H L B值 的范 围及 其应用 见表 1 。
高沥 青软 化点 7~1 0℃ ,而 S B S改性 剂 可 以提高
1 0 ~ 3 0 o C;第二 ,S B S改性剂 比 S B R改性剂 具
SBS改性乳化沥青研究进展
SBS改性乳化沥青研究进展摘要:相较于改性沥青或者乳化沥青,SBS改性乳化沥青的优势更加显著,无论是在利用率方面还是在节能环保等方面,SBS改性乳化沥青都有着显著优势。
这使得SBS改性乳化沥青得到了广泛应用,并且针对SBS改性乳化沥青的研究也愈发深入。
本文介绍了SBS改性乳化沥青的研究进展,并围绕SBS改性乳化沥青的优点、制备工艺以及SBS改性乳化沥青性能影响因素等展开论述。
关键词:SBS改性乳化沥青;研究进展;制备工艺;影响因素引言:SBS改性乳化沥青是指借助SBS改性剂对基质沥青进行改性,进而制成SBS改性沥青,然后再通过对SBS改性沥青的乳化形成SBS改性乳化沥青。
SBS改性乳化沥青优势显著,因此有着广阔的应用前景,目前已经在桥面、建筑屋顶、路面等工程中得到广泛应用,并且在农田土壤改良、金属材料表面防腐以及沙漠固化等领域也发挥着重要作用。
但SBS改性乳化沥青依然存在乳化难度大以及破乳等方面的问题,应进一步加深对SBS改性乳化沥青的研究,为SBS改性乳化沥青的高效制备与应用奠定基础。
1SBS改性乳化沥青的发展最初乳化沥青生产主要集中在美国,但随着社会经济的发展,普通沥青已经难以满足应用需求,市场中对高性能乳化沥青的需求越来越旺盛,这推动了改性乳化沥青的发展。
针对改性乳化理性的研究最早出现于20世纪60年代末70年代初的德国,至20世纪80年代,改性乳化沥青开始在美国得到应用,主要应用于道路的铺设与养护领域。
我国在这方面的研究成果也十分显著,阳离子氯丁胶乳改性乳化沥青便是我国于20世纪70年代首次研发成功的。
另外,我国在改性剂方面的研究也取得了丰硕的成果,如对丁苯胶乳的改进研究等,极大地提升了改进剂的应用效果,同时也推动了我国SBS改性乳化沥青的发展。
2SBS改性乳化沥青的制备工艺2.1先乳化后改性工艺先乳化后改进工艺的优势在于乳化难度低,并且对乳化设备要求不高。
但是应用先乳化后改进工艺需要使用SBS胶乳,SBS胶乳不仅生产工艺比较复杂,而且稳定性差,容易发生分层。
SBS改性剂对改性乳化沥青性能影响研究
・
石 油 沥 青
P E T R O L E U M A S P H A L T
第3 1卷第 5期
试 验与研究 ・
S B S改性剂对 改性乳化沥青性能影响研究
弓锐 ,弥 海 晨
( 西安公路研究 院 ,西安 7 1 0 0 6 5 )
摘要 :采用不 同的 S B S改性剂 生产 出改性乳化 沥青 ,对 比 S B S的品牌 和 用量对改 性乳
主要 指标 。分 别 使 用 不 相 同 掺 量 的 S B S改 性 剂 I 、I 1 ,检测 改性 乳化 沥青 蒸发 残 留物软 化点值 。
表 4 软 化 点 试 验 结 果 ℃
性剂 ,对 比它们 用量 会对 改性 乳化 沥青 性能 造成
怎样 影 响 ,同时 找 出这种 原材 料在 这一 过程 中最 佳用 量 。
产设 施 及 生 产 技 艺 是 制 造 出 符 合 标 准 的 S B S改
( 3 )降黏剂。降黏剂可改善沥青 的高温性 能 ,提高软化 点 ,降低 针人度 ,改善 针人度指
数 ,降低改 性沥 青 的黏度 ,改善 改性 沥青 乳化 时
的特性 ,使 其更 易于 乳化 ,主要 技术 指标见 2 。
逐 渐增 加态 势 。 ( 2 )改 性剂用 量大 于 2 %时 ,几 组 剂液 体 增 温 到 7 0℃ 温 度 ,再 将 3 % 的 降 黏 剂 添 加 到 改性 沥 青 中 ,搅 拌 均匀并 加 热至 1 7 0℃ ,将 乳 化剂 溶液 和 改 性 沥青 依次 倒人 胶体 磨 中 ,经过 多次循 环 ,生
产 出改性 乳化 沥青 。
3 S B S改性 剂对 乳化 沥青 性 能影 响
高性能SBS胶乳改性乳化沥青微表处施工工法(2)
高性能SBS胶乳改性乳化沥青微表处施工工法高性能SBS胶乳改性乳化沥青微表处施工工法一、前言高性能SBS胶乳改性乳化沥青微表处施工工法是一种新型的道路改造工法。
通过使用高性能SBS胶乳改性乳化沥青材料,并结合一系列的施工工艺和质量控制措施,可以有效地提高道路的耐久性、抗水性和抗裂性能,延长道路使用寿命,适用于各种道路状况。
二、工法特点1. 高性能SBS胶乳改性乳化沥青材料具有良好的沥青改性效果,可以提高道路的抗水性和抗裂能力。
2. 工法采用微表处施工,即在原有道路表面进行修复和增强,不需要对整个道路进行重建,节省了成本和时间。
3. 工法施工周期短,对交通影响小,适用于快速改造和维护道路。
4. 工法施工简单,机具设备要求低,易于操作和控制质量。
三、适应范围该工法适用于各种路面结构和材料,包括水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、水泥稳定砂石路面等。
适用于城市快速路、高速公路、普通道路等各种道路状况。
四、工艺原理该工法通过使用高性能SBS胶乳改性乳化沥青材料,将其喷洒和涂布在道路表面,形成一层具有良好抗裂性和防水性能的保护层。
在施工过程中,采取了一系列的技术措施,如表面清洁、预处理、乳化沥青涂布、加铺骨料、压实等,以保证施工质量和工艺效果。
五、施工工艺1. 表面清洁:清除道路表面的尘土、油污和杂物,保证施工面干净。
2. 预处理:对道路表面进行破损修复、填补坑洞和刨平不平整处。
3. 乳化沥青涂布:将高性能SBS胶乳改性乳化沥青材料喷洒在道路表面,均匀覆盖整个施工面。
4. 加铺骨料:将骨料均匀加铺在乳化沥青表面,形成一个均匀的骨料层。
5. 压实:使用振动压路机对骨料进行压实,使其与乳化沥青充分粘结,并达到所需密实度。
六、劳动组织根据实际工程规模和施工周期,合理组织施工队伍和分工,配备足够的劳动力和技术人员,确保施工按时完成,并保证施工质量。
七、机具设备1. 清洁设备:如高压洗路车、吸尘机等,用于清洁道路表面。
研究SBS改性沥青生产工艺关键技术的控制
研究SBS改性沥青生产工艺关键技术的控制发布时间:2021-07-01T16:15:33.763Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷7期作者:纪绿璞[导读] 随着建筑工程的快速发展,施工工艺逐渐呈现多样化趋势,成为道路施工中常见施工技术。
SBS改性沥青材料尽管呈现较多优势与价值,纪绿璞中石油云南销售公司云南昆明 530100摘要:随着建筑工程的快速发展,施工工艺逐渐呈现多样化趋势,成为道路施工中常见施工技术。
SBS改性沥青材料尽管呈现较多优势与价值,但是也存在诸多问题。
基于此,人们对沥青材料进行了不断优化和完善。
SBS改性沥青有着非常好的路用性能,不会花费较多的施工成本,实际操作简单,得到了非常广泛的推广和应用。
SBS改性沥青的性能与其生产工艺有着十分密切的联系,为了保证SBS改性沥青的使用性能,就必须要做好对其生产工艺的控制,尤其是关键技术方面,必须要加大控制力度,本文就此进行了研究分析。
关键词:SBS;改性沥青;生产工艺;关键技术的控制一、SBS改性沥青原料分析SBS高分子链呈现串联结构与弹性段嵌段。
SBS改性沥青在组织上聚苯乙烯连与聚丁二烯链为两相结构,因为聚苯乙烯端链性能较硬进而与聚丁二烯弹性中心端连接。
同时,两种材料在常温环境下有着不相溶性,共聚物内分子链的聚苯乙烯内聚能密度较高,其两侧和其余聚苯乙烯交集从而生成约束成分的物理交联区域。
另一方面,由于其嵌段含有柔性聚丁二烯,生成了相互连接与交叉的立体网络模式,且网络与网络中有着较大影响进而制约沥青质点间的坐标变化与沥青胶体流动。
这样,有效提升了沥青的内聚力、柔韧效果。
一方面,SBS 改性沥青有着高温性特点,改善机理分为:高温剪切中SBS缓慢的分散于基础沥青。
并且沥青轻质组分环境下都有着较大吸附作用就会形成溶胀。
一段时间后受溶胀影响可以把SBS属性传递至基质沥青,沥青的流变性与力学属性就会发生变化。
此外,将二者融合形成三维互穿网络结构,对总体结构分析的运动生成影响,有效提高了沥青高温属性。
乳化SBS改性沥青及其微表处技术研究的开题报告
乳化SBS改性沥青及其微表处技术研究的开题报告一、选题背景和意义沥青是公路建设中不可缺少的材料,其使用量与质量对公路的耐久性、使用寿命等方面有着重要的影响。
传统的沥青具有高粘性、低弹性等特点,而且易于老化、开裂等问题,使得路面易受到环境因素的影响,导致路面的损坏和维修成本的增加。
为了解决这些问题,SBS改性沥青被广泛应用于公路建设中。
但是,SBS改性沥青的成本较高,生产过程中的挥发物排放也会对环境造成污染。
因此,研究新型乳化SBS改性沥青及其微表处技术,以降低成本、减少污染、提高路面性能等方面具有重要意义。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是:1.制备乳化SBS改性沥青:采用乳化剂将SBS改性沥青分散于水中,形成乳液状物质,再通过物化反应使其固化,制备出乳化SBS改性沥青。
2.研究乳化SBS改性沥青的性能:分别从物理性能、力学性能、化学性能等方面对乳化SBS改性沥青进行测试和分析,比较不同条件下所得到的乳化SBS改性沥青的性能差异。
3.研究乳化SBS改性沥青的微表处技术:通过对乳化SBS改性沥青表面进行微处理,如纳米级涂层、微纳米复合材料处理等,来进一步提高其性能,如耐水、耐高温、抗老化、抗剪切等方面。
本研究的目标是:通过制备出乳化SBS改性沥青来提高其路面性能、降低制备成本和减少污染。
同时研究出乳化SBS改性沥青表面微处理技术,进一步提高其性能。
三、研究方法和步骤1.制备乳化SBS改性沥青:选择适当的乳化剂,将SBS改性沥青分散于水中,通过物化反应使其固化,制备出乳化SBS改性沥青。
2.测试和分析乳化SBS改性沥青的性能:在条件相同的情况下,对制备好的乳化SBS改性沥青进行物理性能、力学性能、化学性能等方面的测试和分析,比较不同条件下所得到的乳化SBS改性沥青的性能差异。
3.研究乳化SBS改性沥青的微表处技术:通过对乳化SBS改性沥青表面进行微处理,比如纳米级涂层、微纳米复合材料处理等,来进一步提高其性能。
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Vol.45No.1化工新型材料第45卷第1期NEW CHEMICAL MATERIALS 2017年1月微表处高性能SBS改性乳化沥青制备工艺研究夏慧芸 张 瑞 袁 腾 张文娜 吴永畅 田 煜 陈华鑫*(交通铺面材料教育部工程研究中心,长安大学材料科学与工程学院,西安710061)摘 要 采用正交试验法研究微表处高性能苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性乳化沥青的制备工艺,依据微表处和改性乳化沥青的性能要求对其测试评价。
最佳制备工艺为:改性剂用量以3%为基准以±l%进行试配,乳化剂A初始掺量为1.9%,稳定剂掺量2‰,油水比为60∶40,皂液温度为65℃,沥青温度为165℃,皂液pH值为1.5~2.5,乳化时间为5min,制得的高性能SBS改性乳化沥青成型的微表处混合料的可拌合时间为160s,粘结强度为1.3MPa,6d湿轮磨耗损失为628g/m2,具有较好的性能。
关键词 改性乳化沥青,SBS,SBR,微表处,路用性能Study on preparation technology of SBS modified emulsified asphaltwith high performance used in micro surfacingXia Huiyun Zhang Rui Yuan Teng Zhang Wenna Wu Yongchang Tian Yu Chen Huaxin(Engineering Research Center of Transportation Materials,Ministry of Education,School of Materials Science and Engineering,Chang’an University,Xi’an 710061)Abstract Using orthogonal test to study on preparation technology of SBS modified emulsified asphalt with highperformance used in micro surfacing.SBS modified emulsified asphalt was evaluated according to the performance require-ment of micro surfacing and modified emulsified asphalt.The result showed that preparation technology was as follows:thereference dosage of SBS was around 3%,trial-mix in±1%.The initial dose of emulsifier A was 1.9%.The stabilizer dosewas 2‰.Oil-water ratio of 60∶40,soap temperature 65℃,the asphalt temperature 165℃.The pH of soap was 1.5~2.5,emulsification time was 5min.The mixing time of micro surfacing mixture prepared by above emulsified asphalt was 160s,the bond strength was 1.3MPa,and wet wheel abrasion loss was about 628g/m2.Key words modified emulsified asphalt,SBS,SBR,micro-surfacing,road performance基金项目:国家自然科学基金(51202016);陕西省博士后项目(110405);中央高校基本科研业务费专项资金(310831151080,310831153409,310831153315,310831151085);国家级大学生创新创业训练计划项目(201410710068)作者简介:夏慧芸(1981-),女,副教授,硕士生导师,从事道路材料的开发与应用。
联系人:陈华鑫。
在众多沥青路面养护手段中,微表处以其功能全面、适用性广泛、施工简单和交通快速开放等优点被广泛使用。
同时,乳化沥青的性能取决于破乳之后的残留物,残留物性质极易受到制备工艺的影响[1-4],稳定性欠佳的改性乳化沥青经常出现与集料裹附不均匀、离析和提前破乳等情况,导致混合料的性能无法满足微表处使用要求。
本研究为制备稳定的可用于微表处高性能SBS改性乳化沥青,采用先改性后乳化的制备方法,通过正交试验确定最佳乳化条件,并最后结合微表处的路用性能确定最佳制备工艺。
1 实验部分1.1 原材料与仪器沥青(SK70#)、改性剂(SBS-1301)、盐酸、无水氯化钙(CaCl2)、聚乙烯醇(PVA),深圳华祥化工有限公司。
高速剪切乳化机(FM300型、FM25型),上海弗鲁克公司。
1.2 改性乳化沥青的制备首先加热沥青,控制温度在150~160℃,加入改性剂,搅拌溶胀40min,使沥青与改性剂接触充分,再升温至170~180℃,启动剪切机,转速设置为16000r/min,剪切45min,控制沥青温度(175±3)℃,最高不超过180℃。
在剪切的最后10min内将温度控制为150℃,并加入交联剂,保温待用,即制得改性沥青。
将上述改性沥青进行乳化,以SK70#基质沥青,5%(wt,质量分数,下同)的改性剂SBS,1.9%乳化剂A,2‰稳定剂[m(CaCl2)∶m(PVA)=1∶1],pH值为1.5~2.5的盐酸溶液为原料,剪切乳化,利用先改性后乳化的工艺制得SBS改性乳化沥青。
1.3 改性剂掺量和乳化剂种类及掺量的确定最佳制备工艺确定之后,系统研究改性剂掺量和乳化剂种类及掺量对改性乳化沥青性能的影响,最终给出推荐的改性剂掺量和乳化剂的种类及掺量。
1.4 微表处用高性能SBS改性乳化沥青的性能测试按照JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的规定,分别对改性乳化沥青和微表处进行性能测试。
·642·第1期夏慧芸等:微表处高性能SBS改性乳化沥青制备工艺研究2 结果与讨论乳化过程选取油水比、剪切时间、沥青温度和皂液温度为考察因素,每个因素3个水平,采用L9(34)型正交表确定各因素的最佳条件,见表1。
表1 正交试验的各种试验组合设计及蒸发残留物性质指标样品编号因素蒸发残留物性质指标油水比剪切时间/min沥青温度/℃皂液温度/℃软化点/℃5℃延度/cm25℃针入度/0.1mm1 55∶45 5 160 65 75.5 39.9 43.72 55∶45 15 170 60 77.5 34.4 44.63 55∶45 10 165 70 74.5 37.6 40.64 65∶35 5 170 70 78.0 35.6 44.65 65∶35 15 165 65 77.5 32.3 46.16 65∶35 10 160 60 73.5 34.7 47.37 60∶40 5 165 60 79.5 39.2 47.08 60∶40 15 160 70 76.5 31.6 41.39 60∶40 10 170 65 78.5 34.4 45.8依据上述设计制得的9组SBS改性乳化沥青,测试9组乳化沥青的蒸发残留物,结果发现软化点均大于53℃,5℃延度大于20cm,25℃针入度在40~100之间,满足规范要求,且第7组的软化点最高,为79.5℃。
2.1 正交试验分析根据正交试验结果和极差分析各因素,高性能SBS改性乳化沥青的工艺和原材料最佳配比为:改性剂掺量5%,乳化剂掺量1.9%,稳定剂掺量2‰,油水比60∶40,皂液温度为65℃,沥青温度165℃,皂液pH值为1.5~2.5,剪切时间为5min。
2.2 改性剂掺量对沥青性能的影响改性剂的有效掺加将大大改善微表处混合料的高、低温和水稳定性能[5]。
但掺量过大将导致改性沥青黏度增大,乳化困难,乳液易分层等。
SBS的5种掺量分别为3.0%、图1 改性剂掺量对改性乳化沥青性能的影响[(a)为软化点;(b)为25℃针入度;(c)为5℃延度]4.0%、4.2%、4.5%和5.0%研究改性剂掺量对乳化沥青性能的影响,见图1。
从图1发现,改性剂对乳化沥青具有明显的改性效果,可有效改善乳液蒸发残留物的高低温性能,但同时由于改性沥青的高软化点对乳化条件提出了更高的要求。
对于改性剂的掺量,起初可以以3.0%为基准,然后±1.0%进行试配,使乳液各项性能指标满足要求,并综合考虑经济性,确定最佳掺量,改性剂掺量为5.0%时,各项性能较优。
2.3 乳化剂种类和掺量对沥青性能的影响选取A、B和C 3种市售慢裂快凝型乳化剂,油水比60∶40,SBS掺量为4%,乳化剂掺量为1.9%,优选后变换乳化剂掺量分别为1.3%、1.6%、1.9%、2.2%和2.5%,考察乳化剂掺量对改性乳化沥青性能的影响,结果见表2及图2。
表2 3种乳化剂对改性乳化沥青性能的影响项目乳化剂种类A B C蒸发残留物性质 沥青结块,乳化失败 残留物含量/%62.3 63.1 软化点/℃57.2 53.5 25℃针入度/0.1mm 55.8 52.4 5℃延度/cm 25.8 24.1 乳化沥青与矿料拌和试验拌和均匀,不干涩沥青破乳,干涩图2 乳化剂掺量对改性乳化沥青性能的影响从表2可以看出,乳化剂C乳化失败,乳化剂A和乳化剂B乳化成功,且乳化剂A乳液蒸发残留物的软化点和延度都优于乳化剂B乳液,故选用乳化剂A进行后续试验。
从图2(a)可以看出,随着乳化剂A掺量的增加,乳液稳定性增强。
当乳化剂A掺量增至1.6%时,乳液稳定值为4.2%,满足规范要求。
当乳化剂A掺量为1.9%时减小趋势变缓,表明此时掺量的继续增大对储存稳定性的影响不占主导地位。
从图2(b)可以看出,随着A掺量增大,蒸发残留物5℃延度变化较大。
由于沥青在酸性乳化条件下衰减,使5℃延度降低,后随着乳化剂用量的增加,乳液越加稳定并使5℃延度值逐渐增大;当乳化剂用量增至1.9%后,反而导致5℃延度明显下降,当乳化剂掺量为1.9%时,改性乳化沥青性能最优。
2.4 微表处路用性能检验集料选用西安生产轧制玄武岩碎石和石灰石矿粉,填料采用42.5硅酸盐水泥,市售消石灰,拌合水为自来水,以上原材料均符合技术要求。
采用上述制备方法制得的高性能SBS (下转第250页)·742·化工新型材料第45卷[11] 于嗣东,夏金童,杨胜,等.以煤沥青为原料制备高性能无黏结剂炭材料[J].炭素技术,2011,30(1):1-3.[12] 曾彦华.对环氧煤沥青涂料防腐蚀施工规范的一些探讨[J].广石化科技,2006(2):58-60.[13] 张秋民,黄大军,赵树昌.用聚合物试剂减少煤沥青中3,4-苯并芘的研究[J].煤化工,2007(35):58-60.[14] Andreikov E I,Krasnikova O V,Amosova I S.Production ofpetro/coal tar pitch by joint distillation of coal tar and heavy py-rolytic oil[J].Coke and Chemistry,2010,53(8):311-317.[15] Sidorov O F.Carbonization of coal pitch with additives[J].Cokeand Chemistry,2013,56(1):25-31.[16] Sidorov O F.Release of carcinogenic hydrocarbons in the car-bonization of coal pitch[J].Coke and Chemistry,2012,55(12):461-466.[17] 刘光武,徐作锋,曹式黎.煤沥青针状焦的现况[J].燃料与化工,2010,41(3):1-4.[18] 罗道成,刘俊峰.煤沥青改性后流变性能的变化分析[J].煤化工,2008(3):52-55.[19] Hidemasa H.Carbonaceous mesophase:History and prospects[J].Carbon,1988,26(2):139-156.[20] Dumanli A G,Windle A H.Carbon fibres from cellulosic pre-cursors:a review[J].Journal of Materials Science,2012,47(10):4236-4250.[21] Inagaki M,Kato M,Morishita T,et al.Direct preparation of me-soporous carbon from a coal tar pitch[J].Carbon,2007,45(5):1121-1124.[22] Tong S,Mao L,Zhang X,et al.Synthesis of mesoporous car-bons from bituminous coal tar pitch using combined nanosilicatemplate and KOH activation[J].Industrial &engineeringchemistry research,2011,50(24):13825-13830.[23] He X,Zhang H,Zhang H,et al.Direct synthesis of 3Dhollowporous graphene balls from coal tar pitch for high performancesupercapacitors[J].Journal of Materials Chemistry A,2014,2(46):19633-19640.[24] Yamada Y,Imamura T,Kakiyama H,et al.Characteristics ofmeso-carbon microbeads separated from pitch[J].Carbon,1974,12(3):307-319.[25] 熊杰明,陈潇,孙国娟,等.煤沥青原料性质和反应条件对中间相炭微球粒度分布和形貌的影响[J].清华大学学报:自然科学版,2014,54(3):314-319.[26] Wang L,Wang J,Jia F,et al.Nanoporous carbon synthesisedwith coal tar pitch and its capacitive performance[J].Journal ofMaterials Chemistry A,2013,1(33):9498-9507.[27] Yuan G,Li X,Dong Z,et al.The structure and properties of rib-bon-shaped carbon fibers with high orientation[J].Carbon,2014,68(3):413-425.[28] Casal E,Vina J,Bonhomme J,et al.The effects of inherent solidparticulates on the structure and mechanical properties of coal-tar pitch based C-C composites[J].Journal of Materials Chemis-try,2000,10(12):2637-2641.[29] Huang C,Hsieh C,Kuo P,et al.Electric double layer capacitorsbased on a composite electrode of activated mesophase pitch andcarbon nanotubes[J].Journal of Materials Chemistry,2012,22(15):7314-7322.[30] Fang M D,Ho T H,Yen J P,et al.Preparation of AdvancedCarbon Anode Materials from Mesocarbon Microbeads for Usein High C-Rate Lithium Ion Batteries[J].Materials,2015,8(6):3550-3561.[31] Fan Z,Liu Y,Yan J,et al.Template-directed synthesis of pil-lared-porous carbon nanosheet architectures:high-performanceelectrode materials for supercapacitors[J].Advanced EnergyMaterials,2012,2(4):419-24.收稿日期:2015-10-16修稿日期:檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨2016-10-24 (上接第247页)改性乳化沥青,级配参照MS-3型级配中的值,试验确定混合料油石比为7.0%,磨耗值与粘附量均相对较为理想,并制作湿轮磨耗试件,6d湿轮磨耗损失为628g/m2,满足规范要求。