阻燃沥青混合料的阻燃性能研究

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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
. .
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
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
表 5 浸泡 1s 的燃烧 试件质 量损 失 0后
编号
( 掺量 J%)g O
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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 ,
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
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
( 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
( 掺量 2% ) 0 譬 阻燃 沥 青混 台料 l 1 l5 1 1 1 l 3 8 2l 7 7 6l 3 5 3 6 4 8 ( 掺量 3% ) 0 g
普 通沥青 混合 料 g 2 2 2 l 2 2 4 2 5 3 57 6 89 8 9 5 4 2 5 3
■圈 ■
编 号





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
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
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
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
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
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