改性沥青种类和使用性能比较
浅谈改性沥青的性能和应用
浅谈改性沥青的性能和应用摘要:改性沥青的优良路用性能已经受到了人们的认可和重视。
本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。
关键词:改性沥青,性能,应用Abstract: the excellent modified asphalt road with properties have been recognized by people and attention. In this paper the properties and the application of the modified asphalt some views on.Keywords: modified asphalt, properties, application随着公路修筑等级的提高及交通量的增大,普通石油沥青的性能已无法满足需要,而采用改性沥青以解决路面抗滑、耐久性及大承载力的问题,改性沥青所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视。
本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。
一、改性沥青的涵义与分类1、改性沥青的涵义根据《公路改性沥青路面施工技术规范》,所谓改性沥青是指通过往沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂(改性剂)或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得到改善而制成的沥青结合料。
为什么要对沥青进行改性呢?主要有两个方面的原因:从沥青的性能来讲,它是一种对度很敏感的材料,随着度的变化其状态和性能都将发生变化。
度升高时沥青会变软、变稀,粘结力下降,度下降时会变稠、变硬、变脆,丧失粘结力。
这种性能对沥青的使用是很不利的,在夏季或气候炎热的地区,在重载的作用下沥青路面易形成车辙;在冬季或寒冷的地区,沥青路面易出现裂缝。
这些问题的出现,不仅使路面的使用状态变坏,而且要大大缩短路面的使用寿。
从客观需要看,现代公路交通,特别是高速公路对沥青路面的要求越来越高,现代交通的特点是交通量大、载重量大、行车速度大,所以要求路面承载能力大、耐久性好并具有良好的表面状况。
关于不同种类改性沥青混合料路用性能对比分析
关于不同种类改性沥青混合料路用性能对比分析摘要:伴随我国经济水平的不断提高,道路建设已经成为人们日益关注的焦点问题,尤其是在路面材料的选择上,更成为有关部门深入研究和探析的问题。
传统路面多直接使用沥青铺路,但在实际使用过程中,沥青却具有高温变软、低温变脆的特点,并且在车辆紧急制动的过程中,沥青路面还会出现车辙,这对公路的使用寿命以及强度造成巨大影响。
因此,对沥青路面进行改造已经成为当下有关部门的研究重点。
然而目前应用于沥青改性的材料较多,所以如何对沥青改性材料进行选择也成为一项重要的研究目标。
笔者通过本文对不同种类的改性沥青混合料路用性能进行对比分析,并给出结论。
关键词:改性沥青;SBS;增强剂;抗车辙剂;对比分析引言:当前,由于人们的生活水平在不断提高,在进行道路建设的过程中,汽车的保有量在现今已经十分巨大,因此传统的沥青道路已经不能满足人们的需求。
并且传统沥青具有高温变软、低温变脆的特点,这对道路的使用寿命以及道路强度影响较为严重,从一定程度上导致了道路维修成本增加等问题。
因此对传统沥青进行改进已经成为当前有关部门必须进行研究的重点。
近年来,对于沥青改性的研究层出不穷,也出现了种类繁多的改性剂,每种改性剂对于沥青性能的改变都不尽相同,如增加沥青弹性、使沥青具有抗车辙性能、改变沥青的软化、脆化点等。
综上所述,改性沥青混合料对于我国目前的道路建设具有重要作用,并可以从根本上推进我国经济水平的发展。
但是,在沥青改性材料的选择上,目前还具有一定争议,尤其是SBS、抗车辙剂、增强剂等改性材料,因此本文对不同种类改性沥青混合料路用性能进行对比分析。
一、改性沥青混合料概述(一)改性沥青混合料改性沥青混合料是利用改性材料与沥青混合,导致沥青固有性质发生变化的一种混合材料。
在实际使用的过程中,改性沥青混合料具有巨大优势,如增加沥青脆化点、软化点、增强沥青弹性等等。
并且改性沥青混合料在实际使用过程中具有一定优势,可以极大程度上提高道路的使用寿命和成型强度,因此改性沥青混合料对于提升道路稳定性具有重要作用。
试述几种改性沥青的性能比选与应用
试述几种改性沥青的性能比选与应用[摘要]改性沥青用于道路工程已有几十年的历史了,现有数百种聚合物可以用来改变沥青的性质,而其中有一些种类在我国工程建设方面得到了实践的检验,取得了明显的路用性能,像SBS、SBR、EV A、PE等改性剂在我国应用比较普及。
本文通过对SBS、SBR、EV A、PE等改性沥青的试验数据研究及综合查阅了各类相关资料,对几种常见的改性沥青的特点进行了总结,并提出了结合不同的工程条件对改性沥青的选择应用,从而达到全面提高沥青路面的使用功能和经济寿命的目的。
【关键词】日改性沥青;性能;比较;选用一、改性沥青的性能的对比为了弥补沥青本身某种性能的不足或缺陷在基质沥青内掺加部分改性剂,从而满足沥青混合料的结构功能和使用功能,这种改性后的沥青称作改性沥青。
不同的改性剂种类都有其固有的特性,通过理论研究和实际应用,改性剂的使用比例也发生不断变化。
在二十世纪八十年代初开始广泛使用过EV A改性剂,而八十年代中后期人们已探索和认识到SBS的优良性能,世界上大部分国家曾使用过的EV A逐渐被SBS替代,各方面资料汇总统计来看SBS占40%,EV A占20%,SBR占14%,通过对各种不同改性沥青进行了一系列的试验比较,得出数据如下表示:从以上三个表各项指标情况进行分析判断结论如下:1、从针入度综合指数PI来看,SBS的PI指数增大特别显著,其次是EV A 改性沥青,PE则排在第三,SBR有所增加但随着改性剂用量的增大反而降低。
2、对温度的敏感性,SBS改性剂使其软化点提高最大,第二则是SBR改性沥青,而PE与EV A改性沥青大体相近,从表中不难看出3%的SBS改性剂掺入量基石上达到了6%的PE或EV A改性剂的同样效果。
而在60℃粘度指标中SBS 改性沥青增加最多,其次则是PE、EV A两种改性沥青,3%的SBS改性沥青则可以达到6%的PE改性沥青效果。
但对于EV A和SBR两各改性沥青而言则效果不是太明显。
改性沥青知识汇总
改性沥青知识汇总改性沥青是指通过对原有沥青进行化学、物理或机械处理,改变其分子结构以及特性的一种材料。
改性沥青在道路建设和维护中广泛应用,其具有提高路面性能、延长路面使用寿命等优点。
下面将从改性沥青的种类、生产工艺、应用领域等方面进行综述。
一、改性沥青的种类1.聚合物改性沥青:聚合物改性沥青多指将聚合物添加到沥青中,通过聚合物与沥青分子的相互作用来提高沥青的性能。
常见的聚合物改性沥青有SBS、SBR、EVA等。
2.橡胶改性沥青:橡胶改性沥青是将废旧橡胶或者橡胶粉末与沥青混合而成的一种改性沥青。
橡胶改性沥青具有良好的柔性和韧性,在高温和低温下都能保持较好的性能。
3.矿物填料改性沥青:通过添加矿物填料,如沥青混合料用石粉、沥青石膏、粉煤灰等,来改善沥青的性能,增加沥青的抗剪切强度、稳定性和耐久性。
4.化学改性沥青:化学改性沥青是利用化学反应改变沥青分子结构的一种改性方式,常见的化学改性剂有酚醛树脂、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯-酸酐共聚物等。
二、改性沥青的生产工艺1.混合工艺:将改性剂、添加剂与热沥青在特定的温度和剪切条件下进行混合,以实现改性剂与沥青的充分溶解和分散。
2.反应工艺:将改性剂与沥青进行反应,改变沥青的分子结构和特性。
常见的反应工艺有挤塑改性、化学反应改性等。
3.共混工艺:将不同类型的改性剂或添加剂进行混合,以充分利用各种添加剂的优点,同时提高改性沥青的性能。
三、改性沥青的应用领域1.高级公路:改性沥青在高速公路、城市快速路等高级路面上应用广泛。
聚合物改性沥青和橡胶改性沥青能够提高路面的抗裂性能和耐久性。
2.机场跑道:机场跑道需要具有较好的耐久性和抗滑性能。
改性沥青在机场跑道上的应用能够提高路面的抗压性能和耐久性。
3.城市道路:改性沥青在城市道路的应用能够提高路面的抗氧化性能和抗变形能力,从而延长路面的使用寿命。
4.桥梁、隧道:桥梁和隧道的路面对防水性能和抗渗漏性能的要求较高,化学改性沥青能够提供良好的防水效果。
改性沥青的种类及改性效果评价和比较分析
改性沥青的种类及改性效果评价和比较分析摘要:改性沥青混凝土路面由于具有其他传统沥青路面无法比拟的优越性能,目前已得到了公路工程界的广泛关注和高度重视。
本文主要介绍改性沥青的种类、改性效果评价指标及不同改性沥青技术性能比较分析关键词:改性沥青改性剂技术指标1 定义改性沥青包括改性沥青混合料,指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂,或采取对沥青轻度氧化加工等方式,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。
改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加人的天然的或人工的有机或无机材料,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能,如为了提高沥青的机械性能(强度和韧性等),就加入树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。
2 聚合物改性剂种类用于改性剂的聚合物种类很多,按照改性作用的不同一般将其分为三类:(1)热塑性橡胶类:热塑性弹性体主要是苯乙烯类嵌段共聚物,如苯乙烯---丁二烯--苯乙烯(SIS)、苯乙烯—聚乙烯—/丁基—聚乙烯(SE/BS),由于它兼有橡胶和树脂两类改性沥青的结构与性质,故也称为橡胶树脂类,最具代表性的是SBS,它的功能主要是改善柔性,增强抵抗永久变形并减小温度敏感性。
树脂类:乙烯一醋酸乙烯(EV A),聚乙烯(PE),聚氯乙烯(PVC)。
它主要增加稳定性和劲度模量,提高抵抗永久变形的能力,有较低的低温敏感性。
(3)橡胶类:丁苯橡胶(SBR)丁二烯橡胶(BR)环氧树脂(EP)等。
它主要增加弹性及黏聚力,减小感温性。
3 改性沥青改性效果分析沥青路面高温稳定性、低温抗裂性等直接关系到路面耐久性,它主要取决于沥青材料性能。
(1)改性沥青性能的评价指标①感温性指标:针入度与针入度指数改性沥青的针入度作为改性沥青的技术指标分级的主要依据,改性沥青的性能以改性后沥青对于温度的敏感程度,即针入度指数PI的变化为关键性评价指标,从改善温度敏感性的要求出发,改性后希望沥青软化点有所提高,但同时针入度降低不要太多。
改性沥青种类和使用性能比较
聚酰胺类X 熟石灰X 有机金属化合物X工艺改性吹氧处治蒸馏丙烷脱处治纤维类聚丙烯类X X X聚酯类X X玻璃纤维钢纤维X X X 纤维加强筋X X X 天然纤维:木质素纤维X矿物纤维X抗氧化剂氨基甲酸酯类:铅X X锌X X 碳黑X X 钙盐X 熟石灰X X 苯X 胺类X X 注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用而按照我国现行《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036)的定义,改性沥青是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。
我国目前习惯于按图1的方法进行分类。
而通常所讲的改性沥青也是目前普遍使用的,就是狭义上说的聚合物改性沥青,本文将主要分析比较这类改性沥青中常用类型使用性能品质。
图1 我国常用道路改性沥青及改性沥青混合料2. 常用聚合物改性沥青使用性能多年来,人们提出了许多评价改性沥青的试验方法,但大多数主要是将美国材料与试验学会(American Society for Testing and Materials,简称ASTM)或德国工业标准(Deutsche Industric Normen,简称DIN)中所规定的用于非改性沥青的标准和/或其它一些相关标准中的试验条件进行适当修改,并以此为依据对改性沥青进行分析测试。
这些常规的试验方法并不能对改性沥青的实际1.SBS改性沥青的作用机理。
SBS中的聚丁二烯(B)形成连续相,即所谓的软段;聚苯乙烯(S)形成物理交联区,即硬段,这种特殊的结构特点使其在高温下不易软化,在低温下又不会发脆,这一点正好可为路面改性沥青所用。
目前普遍认为在SBS剂量较低时,SBS在沥青中分散后,彼此间尚没形成连续相,此时改性沥青体系内将发生SBS对沥青的吸附作用和SBS自身的溶胀(体积可增大6倍),使得二者达到一种溶胀平衡,使基质沥青性质发生改变,尤其是小分子组分减少,沥青温感性下降,高温稳定性提高。
沥青改性材料
沥青改性材料沥青改性材料是一种在沥青混合料中添加特定材料,以改善沥青混合料性能的技术。
沥青改性材料的应用可以显著提高沥青混合料的性能,延长路面使用寿命,提高路面抗裂性能和耐久性。
本文将就沥青改性材料的种类、优点及应用进行介绍。
一、沥青改性材料的种类。
1.聚合物改性剂。
聚合物改性剂是一种常见的沥青改性材料,主要包括SBS、SBR、EVA等。
这些聚合物能够在沥青中形成网状结构,提高沥青的粘结性能和弹性模量,从而改善沥青混合料的耐久性和抗裂性能。
2.橡胶改性剂。
橡胶改性剂是利用废旧橡胶颗粒或橡胶粉末与沥青进行混合,以提高沥青混合料的柔性和弹性。
橡胶改性剂能够有效提高沥青混合料的耐久性和抗裂性能,延长路面使用寿命。
3.沥青混合料添加剂。
沥青混合料添加剂是一种多功能的改性材料,可以通过改变沥青的粘结性能、改善沥青混合料的稳定性和耐久性。
常见的沥青混合料添加剂包括改性沥青、增稠剂、抗老化剂等。
二、沥青改性材料的优点。
1.提高路面抗裂性能。
沥青改性材料能够有效提高沥青混合料的抗裂性能,减少路面裂缝的产生,延长路面使用寿命。
2.改善路面耐久性。
沥青改性材料能够改善沥青混合料的稳定性和耐久性,降低路面磨损和变形,减少路面维护成本。
3.提高路面抗水性能。
沥青改性材料能够提高沥青混合料的抗水性能,减少路面因雨水侵蚀而产生的损坏,保持路面平整。
4.降低施工温度。
部分沥青改性材料可以降低沥青混合料的施工温度,减少环境污染和能源消耗。
三、沥青改性材料的应用。
1.高等级公路。
在高等级公路的建设中,沥青改性材料能够有效提高路面的抗裂性能和耐久性,保障路面的安全和舒适性。
2.城市道路。
在城市道路的建设和维护中,沥青改性材料能够延长路面使用寿命,减少道路维护成本,提高道路使用效率。
3.机场跑道。
在机场跑道的建设中,沥青改性材料能够提高路面的抗裂性能和耐久性,保障飞机起降的安全和顺畅。
综上所述,沥青改性材料作为一种重要的道路材料技术,在提高路面性能和延长路面使用寿命方面发挥着重要作用。
国产50号沥青与SBS改性沥青的性能比较
延 度 (℃ ,c mi) 5 5m/ n 延 度(O ,c mi) 1 ℃ 5m/ n
O 1 t .i n o
4 ~6 0 O
MiO n
4 ~6 0 O
一1 5 . . ~1O
C m C m
M .2 mO Mi1 n5
软化 点( 环与球 法)
闪 点( 口法 ) 开
性较 差 等缺 点 。
关键 词 : 沥青 性能试验 差异 路 面适 用 中 图分 类 号 : U T 7 文 献标 识 码 : A
文 章编 号 : 6 2 3 9 ( 0 10 () 0 8 0 1 7 — 7 12 1 ) 3b一0 9 — 2
沥青 的 实 际性 能 要远 高 于标 准 , B 改性沥 S S ( ) B 改性 沥 青 的 针 入 度 指 数 指标 要 青 的最 大特 点 是 同 时 兼 备 良好 的 高 低 温性 2S S 设 计 的 沥 青混 凝 土具 有 模 量 高 、 车 辙 能 求 比5 号 沥 青 高 , 入 度 指 数越 高 温 度 敏 能 , 抗 O 针 这是 5 号沥 青所 不 能 比拟 的 。 0 沥青 0 5号 软 化 点 的沥 青 , 1 7 号 沥 青 , 相: 0 1 6 用这 种 沥 青 力 强 的 优 点 , 以 明 显 提 高 路 面 的 高 温 稳 感 性 越 好 。 可 定 性 能 , 一 点 与S S 这 B 改性 沥 青 有 相 似 之 ( ) 0 沥 青 的软 化 点 比SBS改性 沥 青 35 号 处 , 是5 号沥 青与 S S 但 0 B 改性 沥 青 仍然 存 在 的 软 化 点 低 , 高温 稳 定性 差 。
Ma 2 5 x . Mi7 n5 Ma x3
M i2o I0 l Ma . x1O Mi6 n5 Mi 5 nl MaO8 x . M i6 n3
AC、SMA、OGFC三种沥青砼性能比较
AC,SMA,OGFC三种沥青砼性能比较报告AC,SMA,OGFC均采用改性沥青配制,同时设计采用高黏度改性沥青配制OGFC,改善其路用性能,SMA和OGFC中添加0.3%的聚酯纤维以保证其结构稳定。
高黏度、改性沥的性能指标如下表所示。
高黏度改性沥的性能指标:3种沥青混合料的矿料级配及沥青用量见下表。
试验中沥青混合料的矿料级配2.路用性能A.耐久性和抗滑性能比较采用室内试验检测AC、SMA和OGFC的路用性能,同时应用现在OGFC制备中普遍使用的高黏度改性沥青改善其路用性能。
试验检测结果见表2。
表2:沥青混合料的路用性能采用室内试验检测AC、SMA和OGFC路面的路用性能。
试验结果表明,采用SBS改性沥青制备的3种沥青混合料中,AC的动稳定度和构造深度较低,抗车辙性能和抗滑性能不足;SMA和OGFC的抗滑性能明显优于AC,SMA和OGFC的浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比均在80%以上,抗稳定性和抗冻融劈裂强度良好,但是IGFC的动稳定度和飞散损失都不够理想。
这与OGFC沥青混合料开级配设计的大空袭有关。
采用高黏度改性沥青配制的OGFC,不但水稳定性和抗冻性良好,均达到了90%,而且动稳定度达到了7000次/mm,飞散损失也降低了50%以上。
可见就耐久性和抗滑性能方面考虑,应选用SMA和高黏度改性沥青配制的OGFC沥青混合料。
B.阻燃性能比较①.试验方法模拟燃烧试验选用30cm*30cm*50cm的标准轮碾车辙试验(见图1),放扎起钢制挡板上,分别以50g 、100g90#乙醇汽油作为燃烧物。
温度变化采集点为试件表面中心和试件正上方30cm 处。
试件的表面温度利用红外线温度感应器测定,试件上方环境温度采用K 型热电偶温度测试器测定。
燃烧时间采用秒表记录。
从点火开始计时,看不到明火为终止时间。
并分别在燃烧试件前后称取试件的质量,计算逃逸汽油量。
采用燃烧时间、逃逸汽油量、温度变化综合评价AC 、SMA 和OGFC 的防火性能。
改性沥青知识
图1
改性剂的分类:
S1)热塑性弹性体,亦称聚合物合金-SBS、SIS和SE/BS等 S2)橡胶-SBR、CR、EPDM(乙丙橡胶)等 S3)塑料(或树脂)-EVA、LDPE、HDPE、APP和EP等 S4)纤维-木质素纤维、合成纤维、矿渣纤维和玻璃纤维等 S5)矿物填料-炭黑、硫磺和石灰等 S6)无机纳米粒子改性剂-Fe3O4纳米粒子、纳米碳酸钙、ZnO等
二、改性沥青的种类
改性沥青已在全球范围内得到广泛使用,对改性沥青的分类各国 有着不同的分类方式,从沥青改性的手段看主要有工艺改性、结构 改性和改性剂改性等,而从改性剂类型看又有非聚合物改性和聚合 物改性.而前者主要有填料、天然沥青、纤维.抗剥离剂、抗老化 剂和抗氧化剂等,后者主要有热塑性弹性体、树脂类和橡胶类等; 除此以外还可以从改性的目的和作用进行分类,通常所讲的改性沥 青也是目前普遍使用的,就是狭义上说的聚合物改性沥青.
软化点增加
延度减小 对多蜡沥青较好
S
类型:高密(HDPE)
低密(LDPE)线型低密(LLDPE)
再生PE
成分复杂、加工困难
废PE薄膜、分类、洗净
S
4.EVA
主要改善高温,低温适当改善
乙烯支链上引入醋酸基团 EVA改性沥青的性能与EVA的分子量以及乙酸乙 烯(VA)的含量有关。 VA含量越高,基团越大,则似胶物的比例越大,
6
常用的改性剂(聚合物类)
改性剂品 种
SBS SBR PE EVA
针入度指数 PI
+ 0 0 0
高温稳定 性
+ 0 + -
低温抗裂 性
+ + - 0
弹性恢复 性
+ ? - +
S
1、SBS改性沥青 SBS定义:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚
什么是改性沥青?
什么是改性沥青?改性沥青是一种用于路面基层和面层的材料。
改性沥青是在传统道路沥青中添加了一定量的添加剂所形成的。
改性沥青的使用前景广泛,它更灵活地适应了各种不同的路况,更耐久且更环保。
改性沥青的类型改性沥青可以分为以下几类:热稳定剂改性沥青常见的热稳定剂有聚合物改性沥青、沥青橡胶改性沥青和聚合物沥青橡胶改性沥青等。
添加剂改性沥青添加剂改性沥青可以根据改性剂的不同分为纤维增强剂改性沥青、改性树脂改性沥青、离子改性沥青等。
表面活性剂改性沥青表面活性剂改性沥青是应用比较新的一种改性沥青,它能够增强沥青与其它材料之间的粘附力和湿附性,提高沥青压实后的空隙率。
改性沥青的优点和应用情况改性沥青相较于传统道路沥青,具有以下优点:抗老化性能改性沥青具有更好的耐久性和抗老化性能,可以提高路面的使用寿命。
抗水剥离性能改性沥青的抗水剥离性能比传统的路面材料更为出色。
抗裂性能改性沥青的抗裂性能更好,并且在更广泛的温度范围内表现出色。
改性沥青的应用情况:高速公路高速公路因为使用频率高,交通量大,路况变化多,需要使用具有更高耐久性和更好抗老化性能的道路材料,这也是改性沥青在高速公路中应用最为广泛的原因之一。
城市道路在城市道路中,改性沥青同样能够充分发挥其抗老化性能、抗水剥离性能以及抗裂性能,让城市道路更加安全、舒适、持久。
桥梁桥梁因为在承载方面存在较为严苛的要求,改性沥青在这里的应用同样可以起到较好的效果。
总结改性沥青是一种在传统沥青基础上添加改性剂所形成的材料。
改性沥青具有更好的抗老化性能、抗裂性能和抗水剥离性能等优点,应用广泛,几乎存在于各种道路材料中。
改性沥青的应用情况从高速公路、城市道路到桥梁,都可以起到较好的效果。
不同改性沥青性能的对比分析
6期 青> 17% 橡胶沥青> 5% SBS。
表 3 沥青常规试验结果 汇总 测试项目 PI T 800/ ∃ T 1. 2/ ∃ 5 ∃ 低温 延度 / cm 15 ∃ 弹性 恢复 / % 10 ∃ 残留 延度 / cm 15 ∃ 残留 弹性恢复 / % 4% PE - 0 . 63 56. 1 - 8. 1 7. 7 36 9. 1 34
121
填料
填充料
!
聚 合物弹性体
! !
!
聚 合物塑性体
! ! ! ! !
橡胶粉 氧化剂 烃类
!
! ! ! ! !
抗剥落剂
纤维
!
抗氧化剂
! !
注 : ∀ !# 表示该种改性剂具有的性能
反应性改性沥青是通过加入增溶剂、 关联剂等添 加剂使聚合物与沥青或沥青与沥青之间发生关联、 接 枝等化学反应, 从而形成网络化整体结构, 不仅从根本 上解决了聚合物改性沥青的热储存稳定性问题 , 而且 可以大幅度提高改性沥青的性能。国外一些公司如埃 克森、 壳牌、 雪夫隆、 埃尔夫等已经申请了具有良好热 储存稳定性的化学改性沥青的专利并已生产预混型反
收稿日期 : 2005- 05- 17 作者简介 : 庞传琴 , 女 , 硕士 , 讲师 .
6期
不同改性沥青性能的对比分析
表1 改性剂类型 种类 炭黑 矿 物 : 水化石灰 粉煤灰 水泥 Bag house fines 硫磺 木质素 SB SBS SIS SEBS SBR 氯丁橡胶胶乳 天然橡胶 A BS EV A EDPM EA 聚异丁烯 天然橡胶 ( 低密度和高密度 ) 聚丙烯 锰化合物 芳香油 天然沥青 ( 特立尼达 ) 胺 类 : 胺基胺类 聚胺类 聚酰胺类 熟石灰 聚丙烯 聚酯类 玻璃纤维 钢纤维 矿料 铅、 锌 碳黑 钙盐 熟石灰 胺类 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 沥青改性剂的分类及改性效果 永久变形 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 疲劳开裂 改性效果 低温开裂 水损害 氧化老 化 !
SBS改性沥青与普通沥青的区别
SBS改性沥青与普通沥青的区别沥青被广泛用于路面建设和防水等领域,而改性沥青则是一种更为高级的沥青材料。
SPS(styrene-butadiene-styrene)或SBS(styrene-butadiene-styrene)改性沥青是最常见的改性沥青之一,它们的物理和化学特性不同于传统的沥青。
下面是SBS改性沥青和普通沥青的一些主要区别。
区别一:弹性改性沥青的弹性比传统的沥青更强。
传统的沥青在高温下变得柔软,而在低温下变得脆硬。
这种特性使得沥青在寒冷的冬天容易开裂。
SBS改性沥青可以在不同温度和环境条件下维持稳定的弹性,因此能够减少路面裂缝的产生。
区别二:延展性SBS改性沥青具有更大的延展性和可塑性。
这些物理特性使得改性沥青能够在施工时更容易塑形和铺设,以更好地适应路面的形状和高度变化。
这种材料也更容易填充路面的裂缝和隐患。
区别三:附着力SBS改性沥青比传统沥青具有更好的附着力和粘附性,这使得它们更加耐用。
它能够更好地抵抗交通带来的运动和路面的冲击,减少路面的破损。
区别四:耐久性SBS改性沥青的耐久性更好,这是由其化学材料的结构所决定的。
传统的沥青会在时间和环境的影响下变得更脆和脆弱,而SBS改性沥青不会出现这种问题。
区别五:可回收性SBS改性沥青可以很好的回收再利用,而普通沥青则相对困难。
这种材料的可回收性可以减少垃圾和污染,也能为环境和可持续发展做出贡献。
与普通沥青相比,SBS改性沥青具有更强的弹性、更好的延展性和粘附性、更耐久、更容易回收再利用等特点。
这些优点使得SBS改性沥青成为一种更为环保和高效的道路建设和维护材料,同时也能够更好地减少交通安全隐患和提高道路使用寿命。
各种改性沥青的介绍
1.APP改性沥青无规聚丙烯(APP)在常温下为白色橡胶状物质,无明显的熔点,APP掺入沥青中,可使沥青的性能得到改善,具有良好的弹塑性、低温柔韧性、耐冲击性和抗老化等性能。
2.丁苯橡胶改性沥青丁苯橡胶(SBR)是丁二烯与苯乙烯共聚而得到的共聚物,丁苯橡胶是合成橡胶中应用最广的一种通用橡胶,丁苯橡胶综合性能较好,强度较高,伸长率大,抗磨性和耐寒性亦较好。
丁苯橡胶可与乳化沥青共混制成改性沥青乳液防水涂料。
3.氯丁橡胶改性沥青氯丁橡胶(CR)是以2-氯-1,3-丁二烯为主要原料通过共聚制得的一种弹性体。
具有较高的拉伸强度和相对伸长率,耐磨性好,且耐热、耐寒,硫化后不易老化,其性能较为全面,是一种常用的改性剂,氯丁胶块用溶剂法可掺入沥青,氯丁橡胶胶乳与乳化沥青共混均可配制防水涂料。
4.再生橡胶改性沥青再生橡胶改性沥青具有一定的弹性、塑性、良好的黏结力、气密性、低温柔韧性和抗老化等性能,而且价格低廉,它可以用于防水涂料、防水卷材等防水材料。
其改性方法可将废旧橡胶先加工成直径为1.5mm或更小颗粒,然后与沥青混合,经加热脱硫而成。
5.橡胶和树脂共混改性沥青用橡胶和树脂两种改性材料同时改善沥青的性质,使其同时具有橡胶和树脂的特性,由于橡胶和树脂的混溶性较好,故改姓效果良好。
橡胶、树脂和沥青在加热熔融状态下,沥青与高分子聚合物之间发生相互侵入和扩散,沥青分子填充在聚合物大分子的间隙内,同时聚合物分子的某些连接扩散进入沥青的分子中,形成凝聚的网状混合结构,从而获得较优良的性能。
橡胶和树脂共混改性沥青的原料品种、配制、制作工艺不同,其性能也布相同,它用于防水卷材、片材、密封材料和涂料等。
用于沥青改性的聚合物很多,但应满足一定的要求,作为改性剂,应用最普遍的是SBS橡胶和APP树脂两种聚合物,此外还有氯丁橡胶、丁苯橡胶以及再生橡胶等。
潍坊市凯鑫防水材料有限公司。
SBS改性沥青的性能与应用
SBS改性沥青的性能与应用摘要:我国高速公路建设自改革开放以来,经历了从无到有,从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。
与此同时,传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求,而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。
本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能,与水稳定性,抗滑能力等内容,比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性,探究了加强对SBS改性沥青的学习,开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。
关键词:SBS改性沥青;改性沥青性能;改性沥青应用;沥青施工;工程效益;应用前景1 前言随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用,为适应道路路面的使用性能的要求,保证路面良好的使用状态,延长路面的使用寿命,就必须探寻更高性能的路面材料。
SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力,低温抗裂能力,改善了沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,提高了沥青的抗氧化能力,是比较优良的路面材料。
自上世纪40年代以来,国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作,改性沥青技术得到了越来越多的重视。
现有研究结果表明,与其他改性沥青相比,SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出,SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。
2 SBS改性沥青简介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改性沥青是以基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,同时,加入一定比例的专属稳定剂,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。
在良好的设计配合比和施工条件下,用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能,具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力,并极大地改善沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑性能。
改性沥青的种类和使用性能比较
改性沥青的种类和使用性能比较摘要:沥青路面建设的过程中,沥青的应用对于路面的稳固性建设起着非常重要的作用。
在实际运用沥青材料的过程中,随着施工建设工作的进行,不同的沥青在改良使用的基础上,在整体粘结性提高的基础上,沥青具有很好的粘结作用,能够提高其与路面混凝土材料的结合,以此能够在整个沥青路面结构稳定性发挥的基础上,有效的抵抗沥青路面出现开裂的问题。
所以,就目前而言,不同改性沥青的种类的使用,其在使用中性能的发挥也是不同的,尤其是当前普遍应用的在沥青材料中添加天然或人工合成的材料,极大的提高了沥青的实际应用效果。
关键词:改性沥青;沥青种类;使用性能改性沥青作为当前公路工程建设中沥青路面规划建设常用的材料之一,在实际运用的过程中,改性沥青无论是从沥青材料种类还是沥青材料性能的改良与使用上,与传统的沥青材料相比,都有着很大的改进。
当前,我国在沥青材料使用的过程中,改性沥青的研究运用种类在不断的增加,不同的改性沥青之间的应用水平整体呈现上升的趋势,给实际应用带来了很大的创新改进意义。
但是,当前改性沥青在使用的过程中,由于不同的改性沥青之间的性能是不同的,所以在实际应用的过程中,从热稳定性、抗损水性能以及相容性各方面都是不同的,在实际应用过程中,施工建设团队必须结合工程实际建设状况,针对自然地理环境进行分析,在综合社会经济条件下,能够对天然沥青改性机理、SBS 改性机理、抗车辙改性机理、抗车辙改性机理、增强剂的改良性能等不同的沥青改性机制进行研究分析,科学选择、正确运用,以此能够真真正正的运用到实际公路改性沥青性能的建构和作用的发挥中,为当前改性沥青整体的应用发挥重要的创新借鉴作用。
1.不同种类改性沥青改性机制研究运用1.1天然沥青改性机理在沥青应用的过程中,最为常见的则是天然湖沥青和天然岩沥青,而针对以上两种沥青在改良应用的过程中,主要是将普通沥青与天然沥青两种相互混合而进行使用的,在将普通沥青中所含有的小分子物资将天然沥青的大分子胶束破裂的地方补充和填补起来,以此能够整体提高天然沥青的使用性能。
小谈沥青的种类和选择
小谈沥青的种类和选择摘要:沥青是由一些复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属的衍生物组成的不透水,不导电、耐酸碱盐的腐蚀、并且有良好的粘结性、塑性的合成物。
随着现代交通运输的增大,车辆的轴载重、通量大和轮胎内压高的增加更是对路面的一个高要求的考验。
但是现有基质沥青的远不能适应交通发展的需要,其质量品质还存在一定弊端,为改善公路使用性能,减少公路修补,提高公路使用率,沥青的改性技术成为了关键所在。
本文就其种类和应用做了一些阐述。
关键词:改性沥青、沥青的性能及选择、高速公路、路面沥青设计Abstract: Asphalt is impervious by some non-metallic complex of high molecular hydrocarbons and hydrocarbon derivatives, non-conductive, acid salt corrosion, and has good adhesion to the plastic synthetic matter. With the increase of modern transportation, vehicle axle load, flux and tire pressure increase is a demanding test on the road. Existing asphalt far can not meet the transportation needs of the development, the quality of its quality there are still some drawbacks, to improve highway performance, reduce repair roads, improve road usage, modified bitumen technology has become the key. Some elaborate on the types and applications.Keywords: modified bitumen, asphalt performance and selection, highway, road asphalt design沥青是由一些复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属的衍生物组成的不透水,不导电、耐酸碱盐的腐蚀、并且有良好的粘结性、塑性的合成物。
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聚酰胺类X 熟石灰X 有机金属化合物X工艺改性吹氧处治蒸馏丙烷脱处治纤维类聚丙烯类X X X聚酯类X X玻璃纤维钢纤维X X X 纤维加强筋X X X 天然纤维:木质素纤维X矿物纤维X抗氧化剂氨基甲酸酯类:铅X X锌X X 碳黑X X 钙盐X 熟石灰X X 苯X 胺类X X 注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用注:标注“X”表示Bahia教授调查中改性剂起的主要作用而按照我国现行《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036)的定义,改性沥青是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。
我国目前习惯于按图1的方法进行分类。
而通常所讲的改性沥青也是目前普遍使用的,就是狭义上说的聚合物改性沥青,本文将主要分析比较这类改性沥青中常用类型使用性能品质。
图1 我国常用道路改性沥青及改性沥青混合料2. 常用聚合物改性沥青使用性能多年来,人们提出了许多评价改性沥青的试验方法,但大多数主要是将美国材料与试验学会(American Society for Testing and Materials,简称ASTM)或德国工业标准(Deutsche Industric Normen,简称DIN)中所规定的用于非改性沥青的标准和/或其它一些相关标准中的试验条件进行适当修改,并以此为依据对改性沥青进行分析测试。
这些常规的试验方法并不能对改性沥青的实际1.SBS改性沥青的作用机理。
SBS中的聚丁二烯(B)形成连续相,即所谓的软段;聚苯乙烯(S)形成物理交联区,即硬段,这种特殊的结构特点使其在高温下不易软化,在低温下又不会发脆,这一点正好可为路面改性沥青所用。
目前普遍认为在SBS剂量较低时,SBS在沥青中分散后,彼此间尚没形成连续相,此时改性沥青体系内将发生SBS对沥青的吸附作用和SBS自身的溶胀(体积可增大6倍),使得二者达到一种溶胀平衡,使基质沥青性质发生改变,尤其是小分子组分减少,沥青温感性下降,高温稳定性提高。
随着SBS剂量增加(4%~5%),SBS在发生溶胀的同时,相互间已形成网络状交联,使沥青的高温特性能和感温性进一步改善;同时SBS低温柔性使得体系总体的柔韧性增强,对低温抗裂性有利;SBS的网络化作用对荷载与温度疲劳作用的应力消散和能量的消解有很大作用,从而提高沥青的抗疲劳破坏作用;较高剂量的SBS改性沥青其粘度较高,增强了沥青与石料间的粘附作用,从而提高了沥青的耐水害性能。
一般认为SBS最佳剂量在4~6%左右,若剂量进一步增加,有可能存在两方面的问题:一是沥青和SBS间的相容性问题(当然有些沥青与改性剂间在较低剂量时就会产生相容性不良);一是较高剂量会增加改性沥青的成本。
所以因根据实际情况来确定其合适的改性剂量。
2.SBS改性沥青主要存在的问题。
尽管SBS改性沥青有着良好的路用性能,但是如果改性质量不良,却会引发更不利的危害,在现实使用中也常遇见一系列的问题,主要体现在:(1)SBS改性剂与基质沥青的相容性问题。
由于SBS改性沥青主要是通过机械剪切等方式在高温条件下进行加工的,一旦温度降低,沥青与改性剂可能由于相容性不好,而发生相分离,这对改性沥青质量稳定性不利。
许多研究者对此都作了大量研究,从溶解度参数、沥青组分和SBS的结构特点等多角度进行分析[2,3],但现阶段研究结果尚不明了,许多SBS改性沥青主要还是通过试配方法得到的,缺乏理论性指导,非常盲目被动。
为此有必要加强相容性机理研究,以减小改性工作量和改性成本。
(2)对改性沥青颗粒大小的评价没有一个合适的评定标准。
尽管目前有许多研究中都采用了电子镜片等形态学方面的探讨,但电子镜片只能表征改性沥青冷却后在常温下的状态,不能完全反映改性沥青的实际状况,而且电镜的效果与其制样有很大关系,人为干扰很大,缺乏客观性。
即使有了电子镜片也难以说明改性剂处在哪一粒级时,其改性效果最好,所以应该从细观角度去分析改性剂的颗粒尺寸与改性效果关系,这应该从理论上和试验检测手段等方面去做工作。
(3)对存储稳定性的评价指标不理想。
目前规范中的采用的试管法,主要存在以下问题:一是其存储方式与改性沥青现场不一致;二是采用上下软化点差对SBS改性沥青不合适,大量文献[13,14]都证明这一标准有假象,即使满足规范要求,SBS改性沥青的稳定性也未必好;三是存储稳定性是在储存温度下发生的,而测试指标却多在常温下进行,与实际情况不相符,应选择合适的评价指标和试验方法。
(4)目前的规范标准主要沿用基质沥青标准试验方法,之所以SBS改性沥青使用过程中会发生许多不如意的问题大多与实验控制有关,应加强改性沥青质量控制指标的研究。
(5)SBS的组成结构中含有大量的C=C双键,在路面使用中易在阳光等外部环境因素的影响下发生氧化,从而产生降解,使其性能恶化,耐久性差。
那么如何克服SBS改性沥青的抗老化性能也是使用中应考虑的。
而现行规范中不但没有考虑氧、紫外线等产生的老化作用,而且现有的RTFOT和PAV老化也对该类沥青的实际老化不相适应。
总之,对于改性成功的SBS改性沥青其路用性能都非常好,但必须加强质量控制和质量指标体系的建设。
2.3 SBR改性沥青使用性能SBR是世界上最早出现,也是我国较早研究和推广的一种改性沥青品种。
由于与沥青共混较困难,因而常采用高浓度胶乳对沥青进行改性。
SBR胶乳是在含有表面活性剂的水溶液中加入苯乙烯、丁二烯、聚合调整剂、引发剂等,在一定温度下发生反应,在一定的反应率后停止,回收未反应的单体,加入稳定剂并浓缩,调整固体成分的含量,调整PH值而形成的产品,其胶乳微粒在0.05~1.0 。
研究表明,丁苯胶乳(SBR)不仅对提高沥青的低温性能有效,而且可以改善沥青的高温和耐水害性能。
与SBS改性沥青相类似,胶乳与基质的沥青的相容性是橡胶改性沥青的关键点。
山东石油大学的郭晓艳[3]曾通过微观照片分析了SBR固体颗粒的剂量对SBR在沥青中的相态的影响,结果表明基质沥青不同,相同剂量下SBR在沥青中存在的相态不同;不同剂量下,SBR从间断相慢慢过渡到连续相,一般掺加剂量越小,SBR在沥青中的相容性越好。
因此,SBR改性沥青性能好坏与基质沥青和SBR胶乳的相容性关系很大。
原建安[4,5]等对丁苯橡胶改性沥青机理进行了研究,借助DSC、GPC和热重分析仪等对改性沥青进行测试,分析SBR改性沥青的高低温性能,认为沥青的低温性能改善,主要是聚合物在低温下的增韧增塑作用和聚合物作用下沥青的玻璃化转变温度降低引起的。
而对高温性能的改善主要是两方面作用,一是聚合物加入后,平均分子量增大,使得高温流动降低,温感性下降;二是沥青中的小分子和蜡分进入到聚合物网络中,从而使得这些小分子的高温流动性受阻,高温性能提高。
尽管这类改性沥青性能优越,但丁苯橡胶改性沥青也有明显的缺陷:(1)这类改性沥青由于SBR与基质沥青难以共混互溶,所以加工复杂,需要大量的单体、调整剂、引发剂和稳定剂,而这些外加剂回收难度大,对改性沥青性能也会有局部损伤。
(2)胶乳在施工中由于有大量的水分存在,需要提高集料的拌合温度,造成大量能源浪费。
同时大量的水蒸气的排出,严重影响了拌合机的使用寿命。
(3)由于胶乳的粘度特别大,接触空气后又易挥发,因而会引起胶乳挂壁严重,附着在管壁上,引起管道诸塞,影响施工进度和沥青剂量控制。
2.4 EVA改性沥青使用性能乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)因其价格低廉、改性效果显著、耐候性优越、加工性能良好等综合性优点,在改性沥青市场占有一席之地,在欧美主要国家这种沥青已习以为常。
EVA在沥青中的分散性与EVA 中的醋酸乙烯酯(VA)含量及熔体指数MI有关。
醋酸乙烯酯含量越高,熔体指数MI 越大(分子量越低) , 则越容易分散在沥青中;相反,则越难以分散。
通常采用的几种EVA只要使用简单搅拌器就能使它在沥青中分散,一般与沥青有很好的相容性,能均匀地分散在沥青中而无明显凝絮或分离现象。
根据郭青筠、许志鸿、吕伟民、李立寒等人的研究结果表明:(1)对高温性能而言,当VA含量相同时,EVA中MI值越小,改性沥青的高温粘度和稠度提高幅度越大,而VA含量增加时,这种效果有所降低。
改善程度还随着EVA的掺量而增加,尤其是当EVA掺量超过3%时,对高温改善效果最显著,而其改善效果与SBS 相比要稍逊一些。
同时由PI指数可知,EVA的添加可明显降低沥青的温度敏感性。
(2)一般研究表明EVA改性沥青低温延度改善效果不明显,或有所降低,所以树脂类沥青由低温延度来评价视乎不太合适,但实际使用中EVA对低温仍有益处。
相反吕伟民老师采用同一种基质沥青,同样的改性剂量对几种改性沥青比较来看,EVA改性沥青的当量脆点却比线性SBS还低,仅比星型SBS的稍差。
这表明EVA有利于低温性能的改善。
同时还发现VA含量大、熔融指数大对于提高沥青的低温柔韧性将有益。
(3)力学性能的改善,可通过弹性恢复、抗冲击性、测力延度测得的韧性和变形模量(极限应力与相应变形的比值)来表征,结果表明EVA的粘韧性比SBS的稍差;其中VA含量高、熔融指数MI较大,较软的EVA对低温性能有利。
总体来看,EVA改性效果比SBS的要稍差些,但其加工性能较好;近年来SBS产量日益图2 相同剂量不同改性剂测力延度试验比较增加,价格也不断下降,EVA的价格优势也不明显,这也是为什么这几年SBS改性沥青用量日益增多的主要原因。
2.5 PE改性沥青适用性能聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)之分,前者拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度和硬度均优于低密度聚乙烯,在沥青中加工性能不如后者;而LDPE具有良好的柔软性、延伸性、透明性、耐寒性、加工性,化学稳定性较好,但其机械强度、透湿性和耐老化性能较差。
该两类改性剂在沥青中具有使用, LDPE比较常用。
PE在沥青中的存在形态、结构对改性沥青的性质有着很重要的影响,在较低剂量下,PE颗粒分散均匀后,表面吸附沥青使沥青性能和胶体结构发生改变,其高温性能必然得以改善。
而且在较高剂量下[9]PE与热沥青混融后,发现有微丝状联结,有一些柔顺卷曲的PE支链相互结合,形成立体交联网状结构,又复裹着沥青褶叠交联在一起,从而扩大了沥青粘弹域区域。
这种网络间强烈的相互作用约束了沥青间转移,限制着沥青胶体的流动性,增强了抵抗外力的能力,从而提高了沥青的粘弹性和抗高温变形能力。
一些文献中都报道了PE改性沥青低温延度较低,武断的认为PE改性沥青低温性能没有改善或对低温性能有损伤,这显然不合适。
因为①从测力延度等试验结果看(如图2所示),PE改性沥青虽然拉伸长度较短,但其产生的抗力在几种改性沥青中是最大的,而低温性能不仅与变形有关还与受力有关,如果沥青的极限应力比低温时的破坏应力大,沥青也不至于破坏,所以仅用拉伸长度来评价沥青低温延性是不足的。