阻燃沥青混合料的阻燃性能研究

中 图 分 类 号 ：Ｅ ２ ．＋ Ｔ ６ ６８ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
１引 言
随着我国高等级公路 的发 展 ， 公路 隧道的 数量也不断增加 。隧道 中的沥青路 面使 用过 程 中， 发生交通事故引起路面着火 ， 果不 堪 一旦 后 设想。 故在 长隧道沥青路面表面层铺装过程中 ， 有必要应用 阻燃剂来 提高基质 沥青 的氧指 数 ， 从而达到隧道路面 阻燃的效果 。 实际研究表明 ， 用阻燃沥青混合料铺设的路面 ，不仅有很好 的 阻燃 效果 ， 而且还具 有现代 交通的一些优点 ， 如 行 车舒适 、 噪音 、 低 扬尘 少 、 易维 修等 ， 因此 ， 从 实际需求来 看 ， 沥青 以及沥青混合料进行阻 对 燃技术的研究是有必要 ｑ 。 由于 试验条件的限制 ，阻燃沥青混合料 的 阻燃 性能测试不 能再采用 传统 的氧指数 法 ， 沥
（ 掺量 ３％） ０ ｇ 普通沥青混合料 ｇ ９ ３ ２ ４ ２ ５ ２ ２ ０ｌ ２ ２ ６ ２ ６ ７ ８ ５ ７ ９ ４ ５
表 ５ 浸泡 １ｓ 的燃烧 试件质 量损 失 ０后
编号
（ 掺量 Ｊ％）ｇ Ｏ
ｌ
２
３
４
５
６ 平均
阻燃 沥 青混 舍料 ｌ ２ ｌ ｌ ｌ ６ ｌ ９ １ ｌ ５ ４３ ８ ５ ７ ８７ ６ ５ ７ 阻燃沥 青 混合 料 ｌ １ ６ １ １ ｌ ３ １ ｌ ２ ２ ６ ５ ８７ ５ ９ｌ ６ ９ ９ ４ （ 掺量 ２ ％）ｇ Ｏ 阻燃沥 青 混合 料 ｌ １ １ １ ｌ ３ ｌ ２ １ ５ ７ ７ ４ ８８ ６ ３ ６２ ５ ４ ３ （ 掺量 ３ ）异 ∞ 普 通 沥青混 合料 ｇ ２ ２ ２ ２ ２ ３ ２ ６ ７ ７ ８ ８ｌ ４７ １ ６ ０ ６２ ２ ５
端的火焰产生熄灭 ， 试验结果偏差很大 ， 使 所测 试的结果也 不能真 实的反映式 样的 阻燃性 能。 所以本文通 过燃料燃 烧模拟 的方法 进行 阻燃 沥青 混合料 阻燃性 能试验 ，分析阻燃沥青对混 合料阻燃性能 的提高。 ２阻燃技术在道路沥青 中的应用状 况 有关阻燃科学和理论的基础研究 ，是从法 国的 Ｊ Ｇ ｙ ｓ ｃ ． ａｌ ｓ 开始 的。他注意 到 ， Ｌ ｕ ａ 硫酸 、 盐 酸和磷酸的铵盐对大麻 和亚麻都 具有很好的阻 燃性 ， 而如果采用氯化铵 、 磷酸铵和硼砂 的混合 物， 则阻燃效率可 明显提高 。 这个研究成果经受 编 号 １ ２ ３ ４ ５ ６ 平 均 了时间 的考验 ， 现在仍然是实用 的。由此可见 ， 阻燃 沥青 混合 料 （ 掺量 １ ％）ｓ ０ ８ ９ ７ ８ ９ ８ ８ ５ ２ ３ ８ ３ ０ ５２ 现代 阻燃 化学 的基 本原理 在 １ 世纪 初 即已有 ９ 阻燃沥 青混 合 料 ７ ９ ８ ８ ７ ９ ８ ７ ３ ２ ５ ９ １ ４ ５ 所发展。 合成 高聚物 的出现 ， 对阻燃技术的发展 （ 掺量 ２ ％）ｓ ０ 具有深远的意义。因为在此之前使用 的无 机盐 阻燃沥 青混 合 料 阻燃剂 ， 在基 本上是疏水性的高聚物 中用途甚 （ 量 ３ ％）ｓ 掺 ０ ８ ７ ８ ８ ９ ９ ８ ４ ４ ６ ０ ０ ０ ４ 为有限。 以， 所 阻燃技术的近代发展集中在研究 普 通沥 青 混合料 ｓ １ １ ９ ９ ８ ８ ９ ９ ． Ｏ ４ ３ ０ ４ ３ ０ ８ 和制备与高聚物相容 的永久性阻燃剂日 。 现在 己有多种技术 ，可 以赋予高分子材料 表 ２浸泡 １ ｓ ０ 后的燃烧试件试验结果 阻燃性 ， 包括接枝 和交联 改性 技术 、 抑制降解技 编 号 １ ２ ３ ４ ５ ６ 平 均 术 、 阻燃技 术 、 催化 气相阻燃 技术 、 成炭 隔热技 阻燃沥 青 混合 料 ７ ９ ９ ９ ８ ８ ８ ６ ２ ６ ０ ７ ｌ ７ （ 掺量 １ ％）ｓ ０ 术、 冷却降温技术等 。但是 ， 目前最有 实用价值 ０ １ ９ ５ ５ ４ ５ 的方法是在高 聚物 中掺加 添加型阻燃剂或在合 阻 燃沥 青混 合 料 ９ ８ ８ ７ ８ ９ ８ ７ （ 掺量 ２ ％）ｓ ０ 成时加人反应 型阻燃 剂。 阻 燃沥 青 混合 料 ８ ７ ７ ８ ９ ９ ８ ２ ５ ７ ６ ２ ５ ４ ３燃料燃烧模拟分析 ５ （ 掺量 ３ ％）ｓ ０ 公路隧道火灾 的发生通 常是 与液体燃料发 ０ ８ ３ ９ ５ ０ １ ５ 生着火有关 的，这些燃料一般是 车辆运 输的过 普通 沥 青 混合 料 ｓ １ ４ ９ ９ ８ ７ ９ ９ ． 程 中发生泄漏并遇到火源产 生燃烧 的。通过试 从 不同浸 泡时间下 的平均燃 烧时 间来 看 ， 验室对现场燃料发生泄漏并发 生火灾条件的模 采用阻燃 沥青的混合料 时间燃烧 时间稍微短一 ～ 可以得出以下几点结论 ： 拟 ，研究阻燃沥青混凝土对火灾发 生时所产生 些。由表 １表 ３ 的阻燃作用。具体试验步骤如下 ： ① 同一掺量 的阻燃 沥青混 合料 ， 浸泡时间 燃烧 相同浸泡时 间的阻燃 沥 ３ 相 同集料级配 、 ． １ 相同的油石 比条件下的 越长 ， 时间也越长 ； 阻燃剂 掺量越大 ， 燃烧 时间越 短 ； 相 阻燃沥青混合料 （ 三组掺量 １％、０ ３％） ０ ２％、０ 和 青混合 料 ，
普通 基质沥青混合料分别成 型标 准马歇尔试件 １ １ ｚ ． ｍｍ ， ６ ． １ ｍ ） ０ ．－２ ６Ｏ ５ ｈ３ ＿． ｍ。 ５ ５ ＋ ３ ． ２成型好 的阻燃沥青 混合料 试件和普 通 沥青 混合料试件各分成六组 ，使每一组试件 的 体 积性能相同 ，准备进行常规试验和燃烧后试
高 新 技 术
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阻燃 沥 青混 合料 的阻燃性 能研 究
高 福 德
（ 同梭 国 际工 程 咨 询 （ 国 ） 限公 司 ， 庆 ４ １２ ） 林 中 有 重 ０ １ １
阻燃沥 青混合 料 ８ １ ｏ ８ ８ １２ ８ ８ ９ ０ ０ ｌ Ｏ ５ ９５
（ 掺量 ２ ％）ｓ ０
（ 掺量 ３ ％）ｓ ０
９ ０
７ ８ ９３ ８ ９ ６ ０ ９ ４
８ ７
阻燃沥青 混合料 ８ ９ ７ ８ ８ ９ ８ ｌ ０ ５ ９ ７ ３ ５８ 普通沥青混 合料 ｓ １ ９ ９ ７ ８ １ Ｏ ９ ８ ３ ９ ４ ｌ ４ ８
验： ３ － ３将燃烧 试件分别浸没 到 ９ ＃汽油 中 ， ３ 时 间分别 为 ５ 、Ｏ 、５ 取出 ，立即点燃试件测试 ｓ ｌｓ１ ｓ
表 ３浸泡 １ｓ ５ 后的燃烧试件 试验 结果
编 号 （ 掺量 １ ％）ｓ ０ 阻燃沥 青混合 料 １ ２ ３ ４ ５ ６ 平均
青混合料是 由集料 和沥青 组成 ，集料 间靠沥青 的粘结使之成为—体。 当温度 升高时， 沥青的粘 绪 眭能下降 ， 间的粘结力随着下降 。 集料 如果用 氧指数法测 试阻燃 沥青混合料 的阻燃 性能 时 ， 由于试件的燃烧端温度很高 ，集料在重力 的作 用下 自由掉落 ， 带有火焰的集料掉落后 ， 使燃烧
■圈 ■
编 号 １ Fra bibliotek２ ３
４
５
６ 平均
阻 燃沥 青混 台料 ｌ ４ １ １ ８ ｌ １ １ ｌ ５ ７ ４２ ２ ７ｌ ８１ ５５ ５ ８ （ 掺量 ｌ ） Ｏ ｇ ％
阻燃 沥 青混 舍料 ｌ ｌ １６ １ ｌ ３ １ １ ７ ３ ５５ ７ ８ ７ ６ ４ｌ ５ ８
表 ６ 浸 泡 １ｓ 的燃 烧试件 质量 损 失 ５后
编 号 （ 量 １％ ） 掺 ０ ｇ 阻燃沥 青 混 合料 １ ｌ ｌ １ １ ｌ ９ ５８ ４１ ７ ６ ８２ ｌ ３ ８ ８ ７ （ 量２ ） 掺 ∞６ ｇ 阻燃沥 青 混 合料 １ ｌ １ １ １ １ ｌ ５ ９ｌ ７ ８ ４５ ５ ６ ３ ７ ５ ３ ９ ８ １ ２ ３ ４ ５ ６ 平均 阻燃沥 青 混 合料 １ １ ２ １ １ １ ｌ ７ ６ ９２ ０ ４ ７ ８３ ７ ５ ８ ５ ５ ２
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燃烧时 间；待 自熄后放在 ６￣烘箱 中 ５ 烘 干 ， ０Ｃ ｈ 称量重量损失 ，未燃烧 的常规试件同样放入烘 同浸泡时间 ，掺人阻燃剂 的沥青混合料燃烧 时 箱 中 ５。 ｈ 间 比普通沥青 混合料要稍短些 ； 浸泡 ５ 后 ② ｓ 燃烧 ，三种不同阻燃剂掺量沥青混合料 的平均 燃 烧时间相差不大随着浸泡 时间的增加 ，三种 掺量混合料 的平均燃烧时间差距逐渐增 长。 分析产生上述结果的原因主要是 ： ① 有些 采用阻燃 沥青 的混合 料试件 的燃 烧 时间比未采用阻燃 沥青的混合料燃烧时间还 要长 。这是 因为， 燃烧 的是汽油 ， 沥青基本 没有 多少参 与燃烧 ， 而汽油是极 易燃物质 ， 阻燃 单靠 沥青去阻止汽油 的燃烧 是达 不到的 ，阻燃 剂只 能在沥 青发生燃烧 时才可 以发挥 阻燃 作用 ， 而 且这种阻燃作用 只是对 沥青有一定作用 ，而对 汽油的作用是 极其微弱 的Ｈ 。② 阻燃沥青 中的 阻燃剂分散在沥青 中， 当沥青发生燃烧 时 ， 沥青 开始分解或燃烧 ， 使部分阻燃剂暴露 出来 ， 暴露 图 １燃 烧 的马 歇 尔试 件 出的阻燃剂在受热或火源 的作用下开始对沥青 ４燃烧试验结果分析 的分解 和燃烧发挥阻碍作用 ；在燃料汽油发生 ４１ 燃烧时间 沥青 不足以对燃 对 阻燃沥青混合料和普通 改 胜沥青混合料 燃烧 时 ， 中暴 露的阻燃剂很少 ， 由此可知 ， 通过燃烧 时间不能 的燃烧 试件进行 测试 ， 测试结果见下表 １表 ３ ～ 。 料 汽油进行阻燃 。 表 １浸泡 ５ 后 的燃烧试件试验 结果 ｓ 表 ４浸 泡 ５ 后 的燃 烧试件 质量 损 失 ｓ
摘 要： 隧道 中的 沥青路 面使 用过 程 中， 一旦 发 生交通 事故 引起路 面 着火 ， 果不 堪设 想。故在 长 隧道 沥青路 面 表面 层铺 装过程 中 ， 后 有必要 应 用添加 阻燃 剂的 沥青混 合料 达到 隧道路 面 阻燃 的效果 。 本文通过 对 阻燃 沥青 混合料 的燃 料燃烧 模拟 试验 ， 究阻燃 沥青混 研 合 料 的阻燃性 能 。 关键 词 ： 隧道铺 装 ； 阻燃 沥青 混合料 ； 阻燃 性 能