橡胶粉改性沥青

橡胶粉改性沥青定义及特点橡胶粉改性沥青定义

橡胶粉改性沥青（Asphalt Rubber,简称AR）是一种新型的优质复合材料。他在重交沥青与废旧轮胎橡胶粉和外加剂的共同作用下，橡胶粉通过吸收沥青中的树脂，烃类等多种有机质，经过一系列的物理和化学变化，是胶粉湿润，膨胀，粘度增大，软化点提高，并兼顾了橡胶和沥青的粘性，韧性，弹性，从而提高了橡胶沥青的路用性能。

“橡胶粉改性沥青”是指把废旧轮胎制成的胶粉，作为改性剂添加到基质沥青中，在一个专门的特殊设备中，经高温、添加剂和剪切混合等一系列作用制成的黏合材料。

橡胶粉改性沥青的改性原理是轮胎橡胶粉粒在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分熔胀反应形成的改性沥青胶结材料。橡胶粉改性沥青对基质沥青的使用性能有很大的改善，且优于目前常用的改性剂SBS、SBR、EV A等制成的改性沥青。鉴于它优良的使用性能和对环保的巨大贡献，有专家预言：橡胶粉改性沥青有望取代SBS改性沥青。橡胶粉改性沥青的特点

用于改性沥青的橡胶是具有高弹性的高聚物,在基质沥青中加入硫化胶粉,能达到甚至超过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青同样的效果。胶粉改性沥青的特点包括:

2.1、针入度减小,软化点提高,黏度增大,说明沥青高温稳定性提高,对夏季行车的路面车辙、推挤现象有改善。

2.2、温度敏感性降低。在温度较低时,沥青变脆使路面发生应力开裂;在温度较高时,路面变软,受承载车辆作用而变形。而用胶粉改性后,沥青的感温性得到改善,抗流动性提高,橡胶粉改性沥青的黏度系数大于基质沥青,说明改性后的沥青有较高的抗流动变形能力。

2.3、低温性能得到改善。胶粉可提高沥青的低温延度,增加沥青的柔韧性。

2.4、黏附性增强。由于石料表面黏附的橡胶沥青膜厚度增加,可提高沥青路面抗水侵害能力,延长路用寿命。

2.5、降低噪声污染。

2.6、增加车辆轮胎与路面的抓着性,提高行驶安全。

2橡胶粉改性沥青设备介绍配备进口高速剪切胶体磨（与美国壳牌公司使用的胶体磨相同），

胶体磨沿径向有多层刀齿，转子和定子相互咬合，从而使聚合物在刀齿周围平面部位被高速研磨，在刀齿侧棱处被高速剪切。

具有独特的“内齿型”结构，专利设计，适合加工各种聚合物改性沥青、改性乳化沥青和普通乳化沥青。与同类产品相比，效率更高。其具有的“一次剪切研磨合格”功能，保证了超强的生产能力，被誉为“超级磨”。

胶体磨工作原理

原理图

（1）独特内齿型设计胶体磨，转盘与定盘相互咬合，沥青混合物通过胶体磨的转盘与定盘的高速运转实现研磨和剪切。

（2）磨盘按径向分布有多层刀齿，可形成环流和径向流实现多次剪切和研磨。

（3）转盘磨齿顶端平面与定盘磨齿底平面，及4个磨齿侧交汇面完成高速研磨。转盘与定盘8条磨齿侧棱完成高速剪切。

（4）胶体磨以3000转/分的速度高速旋转，研磨区内流体的方向和瞬间速度不断改变，导致流体在受高速剪切的同时被高速研磨。

（5）沥青混合物在从中心甩向磨盘边缘的过程中，按螺旋S型路径运动，加大了进行路径的长度，增加了剪切和研磨时间及次数，被多次的重复剪切和研磨。分子间剧烈摩擦、挤压、揉搓和撕裂，使分子链断裂，并使沥青混合物分子很好地重新分布并结合。从而使改性剂在稳定剂的化学作用下在沥青中形成稳定的网络结构。

胶体磨性能优势

（1）专利设计，内齿结构，体积小，耗能低；电机功率仅55KW。

（2）进口部件，独特抗腐蚀抗磨耗材料，保证寿命20万吨以上。

（3）胶体磨电机采用变频器控制，电流冲击小，转速可调。

（4）胶体磨间隙可在0.1~5mm范围内调整。

（5）可使浓度高达20%的SBS、SBR、EV A、PE及废橡胶粉等各种聚合物沥青一次过磨成功。

（6）一次性剪切研磨后聚合物最小粒径可达0.1um，剪切研磨能力是普通胶体磨的4-10倍，大大缩短沥青在高温状

态下的停留时间，防止沥青高温老化。

胶体磨的降解工艺

胶体磨的连续式高剪切降解工艺优于传统热熔法

目前橡胶沥青有两种生产工艺：传统热熔法和高剪切法，再分别介绍：

方法一：传统热熔法

传统热熔法是将加热后的基质沥青和胶粉加入到混合罐中进行混合，然后泵送入反应罐进行高温溶胀，采用这种方法生产的橡胶沥青通常称之为沥青橡胶。传统热熔法早在30多年前就已在国外开始应用，这种工艺比较简单，不过改性效果与所使用的胶粉粒径关系很大。

沥青橡胶因其高粘性在美国已成为用于OGFC（开级配磨耗层）的主要沥青结合料，其60℃粘度即可达高粘沥青要求（20000Pa.s）。开级配磨耗层通常由大量单一尺寸的粗集料配合少许细集料组成跳跃级配，可获得约15% -20%左右的孔隙率，由于粗集料之间的空隙没有足够的细集料可填充，传统的低粘度沥青容易因重力导致垂流造成沥青含量的降低，而各种颗粒的沥青橡胶可有效地抵抗此状况。开级配磨耗层具有较大的摩擦阻力以及大量的孔隙，使落在路面上的水能够迅速排除，确保路面的抗滑能力，增强路面的耐久性并可有效降低行车所造成的噪音；但多孔隙的特性导致其服务年限缩短，级配偏细，其内含孔隙容易被灰尘或砂石填塞而降低其透水性，被砂石淤积的孔隙所承接之水气使沥青结合料的老化作用加速发生，造成剥脱，甚至导致OGFC与下层混凝土的分离；而且清洗路面需要特殊的清洗设备，造价昂贵，因此OGFC不适用于落尘量大的道路，相对而言比较适合欧美等空气干净的国家，对我国部分地区尤其是灰尘较多、风沙较大、污染较重的地区要选择性地应用。

再者这种热熔法工艺中只是经过简单的机械搅拌，胶粉粒子较粗，使路面弹性较大，碾压比较困难，部分路面由于压实不足空隙率较大，所产生的负面影响反而抵消了沥青橡胶的性能改善效果。

方法二：高剪切法

为了解决沥青橡胶路用性能的局限性，国内外近年来随着研究的深入在橡胶沥青的生产工艺上有了重大改进，胶粉混入沥青中以后不仅仅通过简单的机械搅拌，还要通过胶体磨的剪切研磨，称之为高剪切法。将加热后的基质沥青和胶粉及添加剂等在预混罐中搅拌混合后泵送至高剪切胶体磨，最后在发育罐中进行均匀的溶胀，采用这种方法生产的橡胶沥青通常称为橡胶改性沥青。由于采用高剪切胶体磨，胶粉和沥青粒子被剪切研磨的很细，胶粉在沥青中的分散更加均匀，显著提高了改性效果及成品的储存稳定性。

连续式高剪切降解工艺制备的橡胶沥青样品分散状态与传统热熔法工艺制备的样品形态存在巨大差异，前者形成均匀的分布，而传统工艺分散不均匀，胶粉存在明显的团聚现象。