沥青改性剂的应用研究进展
橡胶沥青与SBS改性沥青混凝土技术经济比较
橡胶沥青、SBS改性沥青混合料的技术经济比较 橡胶沥青是基质沥青与废胎胶粉按照一定比例拌和而得到的满足相关技术指标要求的沥青胶结材料。废胎胶粉和沥青在高温下共混时，二者之间会发生化学反应，同时胶粉又在沥青中天然存在，这使得橡胶沥青既具有了沥青介质的部分性能也具有了废胎胶粉的一些性能。在这种双重作用下，使得橡胶沥青混合料表现出与一般沥青混合料不同的路用性能，使其受力特性发生了变化，赋予了橡胶沥青混合料良好的抗高温和重载性能、抗疲劳性能、延缓反射裂缝能力、优良的冬季柔性以及明显的降噪效果，但废胎胶粉是由各类废旧轮胎加工而成，其天然橡胶含量各异，橡胶沥青的稳定性及性能有较大影响。 （1）从沥青混合料的技术性能来看，在相同的级配条件下： 对于高温性能：橡胶沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土的高温稳定性均较好，且都能够达到4000~5000次/mm。 从水稳定性角度看：橡胶沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土的水稳定性均较好，但前者的残留稳定度或者冻融劈裂强度比要比后者低2－3%左右。 从抗裂角度看：由于橡胶沥青高黏度、高弹性的特点，其抗裂性能要比一般SBS改性沥青提高很多。 可见，从技术角度来讲，橡胶沥青混合料的性能与SBS改性沥青混合料的性能各有所长。 （2）从生产工艺上看，橡胶沥青与SBS改性沥青相比，需要增加一套橡胶沥青现场加工设备，现有的拌和设备并不需进行调整和改造。再者，橡
胶沥青混合料在生产时需要增加5－10s的拌和时间，其生产能力与SBS改性沥青SMA混合料相同。因此，总体来看橡胶沥青混合料的成本要高于SBS 改性沥青混合料。 （3）从材料成本看，橡胶沥青混合料的油石比要高于SBS改性沥青，但由于橡胶沥青中含有20%左右的废胎胶粉，除去这部分胶粉后，混合料中总沥青用量与SBS改性沥青十分接近。当前SBS改性沥青的价格一般比普通沥青价格增加1000~1200元/吨，也就是当普通沥青为4000元/吨时，SBS 改性沥青一般为5000~5200元/吨；湿拌法橡胶沥青采用普通沥青掺入废胎胶粉的方式生产，目前废胎胶粉为3500元/吨，按照废胎胶粉掺量20%计算，并考虑到投入的现场加工设备和生产运营费900~1100元/吨，则橡胶沥青的价格一般为4900~5100元/吨左右。橡胶沥青的材料成本稍低于SBS改性沥青。 总体来说，SBS与橡胶沥青比，价格相差不大，高温稳定、水稳定性SBS 要优于橡胶沥青，防裂较橡胶沥青差点，但橡胶沥青稳定性较SBS差，工效低于SBS.
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.wendangku.net/doc/ed3042315.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.wendangku.net/doc/ed3042315.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
我国改性沥青技术要求的特点分析
我国改性沥青技术要求的特点分析 来自：交通科技作者：陈瑞华 摘要：根据我国的公路改性沥青路面施工技术规范，讨论改性沥青的分类、使用范围、分级和感温性要求，分析改性沥青性能的评价指标，提出改性沥青的使用要求。 关键词：改性沥青技术要求特点分析 1 聚合物改性沥青技术要求 各国改性沥青标准都有一些共同特点，即根据聚合物类型的不同分类，将每一类型的聚合物改性沥青分成几个等级，每个等级适用于不同的气候条件。美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准中，路用性能只控制有限的几种性质，包括感温性、低温开裂、疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性、纯度、安全和工作性等。然而，我国提出的聚合物改性沥青技术要求，对SBS类、SBR类、EVA和PE类改性沥青，指标包括了针入度(25℃，100g，5s)、针入度指数、延度(5℃，5mm/min)、软化点TR&B、运动粘度(135℃)、闪点、溶解度、离析和软化点、弹性恢复(25℃)、粘韧性、韧性、质量损失、针入度比(25℃)等多种性质。 2 改性沥青的分类和使用范围 我国今后相当长的一段时间内，可能使用的聚合物改性沥青主要是SBS、SBR、EVA、PE。因此，将其分成为3类:①I类为SBS类，属于热塑性橡胶类聚合物改性沥青，1-A型和1-B 型适用于寒冷地区，1-C型适用于较热地区，1-D型适用于炎热地区及重交通量路段；②II 类为SBR类，属于橡胶类聚合物改性沥青，II-A型适用于寒冷地区，II-B和II-C型适用于较热地区；③III类为EVA、PE类，属于聚合物改性沥青，适用于较热地区和炎热地区，通
常要求软化点温度比最高月使用温度的最大日空气温度要高20℃。根据沥青改性的目的和要求，可以初步选择如下改性剂:①为提高永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类和热塑性树脂类改性剂；②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类和橡胶类改性剂；③为提高疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类和热塑性树脂类改性剂；④为提高抗水害能力，宜使用各类抗剥落剂。 3 改性沥青的分级及感温性要求 改性沥青的技术指标以改性沥青的针入度作为分级的主要依据，其性能以改性后沥青感温性的改善程度，即针入度指数PI的变化为关键性评价指标。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过-1.0，改性后要求PI大于-1.0。标准中规定了各种改性沥青不同等级的PI值的最低要求[1]。从改善温度敏感性的要求出发，改性后希望在沥青软化点提高的同时，针入度不要降低太多。在国外的标准中，聚合物改性沥青的感温性通常采用不同温度的针入度及粘度表示，但低温针入度与疲劳开裂有关。 4 改性沥青性能的评价指标 从聚合物改性沥青的分类可知，同一类分级中的A、B、C、D主要是基质沥青标号及改性剂剂量的不同，从A到D意味着沥青针入度变小，沥青越硬，高温性能越好，相反低温性能降低。 SBS类改性沥青的最大特点是高温、低温性能都好，并有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标，适用于在各种气候条件下使用。SBR类改性沥青的最大特点是低温性能得到改善，以5℃低温延度作为主要指标，采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)后的低温延度可以反映沥青老化试验的延度严重降低的实际情况，采用软化点试验作为施工控制较为简单，主要适用于在寒冷气候条件下使用。EVA及PE类改性沥青的最大特点是高温性能明显改善，以软化点作为主要指标，主要适用于在炎热气候条件下使用。 聚合物改性沥青通常是由聚合物和沥青结合料液相组成的多相混合系统，存在与产生改性效果的聚合物之间有一定程度的非兼容性问题。如果不相容性过于严重，以致影响到贮存和操作使用，就会导致改性失败。因此，对不是现场制作马上使用的改性沥青，要求进行离析试验以限制离析，或者规定薄膜加热试验后的延度。然而，一种材料适用的离析试验对另一些材料可能并不适合，只是目前尚没有建立评价这种材料的不相容性的测定方法[2]。 聚合物改性沥青的安全要求是由克立夫兰杯闪点最低要求规定的，要求现场所使用的沥青闪
SMC系列沥青改性剂
SMC系列沥青改性剂,常温改性沥青 现代交通路面材料的要求：在低温下应有弹性和塑形；在高温下要有足够的强度和稳定度；在加工和使用中增强抗老化能力；在多种矿物和结构表面有较强的粘附力；以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。沥青材料本身难以满足这些性能要求，迫切需要对沥青进行改性。维持公司专业技术团队充分利用废旧塑料、旧橡胶轮胎提取物生产的第三代产品SMC沥青改性剂从根本上改变了沥青固有的缺陷，不但在以上几个方面取得突破性进展还大大提高道路使用其他性能，如减少燃油、燃煤、沥青消耗量。因此沥青路面工程使用S MC沥青改性剂是一件利国、利民、利于地球环境的三益事业。产品特点： 一，低碳、节能、环保：使用SMC改性沥青生产的沥青混凝土，常温拌合，不需要对干燥矿料加热，沥青不在需要高温熔融只需要电加热70~100℃，碳排放低（按照标准四车道的省、国道，减低的能耗标准煤230T/KM）。SMC改性沥青混凝土常温生产、不加高温，CO2、煤灰矿料粉尘、苯并芘、沥青烟等有害毒气体排放只有传统沥青的2-1 0%，其高分子聚合物弹性使它比热沥青降噪28% 二，即铺即通少修补：SMC改性沥青混凝土属于柔性熟料成型迅速、固化缓慢且具备自动修复性质，不可抗拒的创痕裂隙，经过车轮的再次碾压可自动修复 三，低造价：SMC改性沥青砼成本与同级别SBS改性沥青砼相比成本约低￥260元/m3，与低级别的基质重交沥青混凝土相比约低￥80元/m3。SMC沥青混合料可长时间储存，用不完的产品进行简单包装可储存1个月。 四，适应性强：SMC改性剂与矿量相适应性均佳，热拌热铺的沥青砼则不宜采用石灰石类高温变性矿料（2012年5月完工的内遂高速运行俩个月即全面翻工，就因为就地取材使用石灰石矿料造成的）。 五，延长使用寿命：SMC改性沥青砼常温生产，沥青不加高温，延缓沥青老化，延长固化时间（施工6年后硬化程度与SBS热拌沥青混凝土施工当天的数据接近），抗重载比其他沥青高2-3倍，无车辙、不推移涌包、不龟裂，延长路面2-3倍使用寿命。 六，施工方便：SMC改性沥青砼在生产、施工过程中不受气温、时效限制，气温低于零下20℃均可正常施工，可以机械摊铺也可以人工铺设。 SMC已列入交通部公路科学研究院指定合作推广产品，并由交通部指定相关《中国道路产品企业施工规范》
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
改性沥青技术及生产工艺方案介绍
改性沥青技术及生产工艺介绍 一、前言 1、沥青 传统意义上得沥青就是由树脂包裹得沥青质分子团组成得胶体物质,它呈现出很强得油质状态（即石油质)。胶体分为溶胶(主要指液态密度)与冻胶(主要指固体密度),这取决于其成分间得平衡状态。对沥青来说,两种状态得平衡取决于沥青质与树脂间得相互作用,并受到外界温度得强烈影响。事实上,沥青温度得升高打破了其冻胶状态,使沥青分子团演变成溶胶状态。 因而沥青得一个重要特性就就是常温下呈现出固体或半固体，但随温度升高极易溶化。这一显著得热敏感性就是沥青得最重要得特征，也就是其主要弱点。事实上,沥青混合物应能够在全年不同得工作条件下保持其良好得性能。显著得热敏感性妨碍了沥青混合物在高温与低温时呈现出良好得性能,因而必须改进沥青得特性以提高产品性能。 二十多年来，国际国内交通容量增长迅速,重型车辆在其中得比例也不断增长。面对现在与将来得繁重得交通容量，使用传统材料、按传统方法设计得高速公路与机场跑道得沥青路面得寿命将不断降低。为了提高沥青得产品性能,一个可行得方法就就是选用某些高分子聚合体改变传统沥青得特性。 2、高分子聚合物 现有得高分子聚合体种类繁多,特性各异，一般分为塑性体与弹性体。同样工作温度下,其性能在很多方面都不同,特别就是劲度、可变形性以及冲击强度。图表-1显示了塑性体与高弹体代表性得应力应变特性。 图（一) 很多高分子聚合体材料可以用来改变沥青得特性,下面我们举例说明: 1、热塑(性)塑料(高弹体): 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styreｎｅ-Ｂutａtrienｅ-Styrｅnｅ,SBS） 苯乙烯－丁二烯(Sｔyｒeｎe-Buｔatriｅｎe,SB)
炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究
第30卷 第2期2007年4月 煤炭转化 COA L CON V ERSION V ol.30 N o.2A pr.2007 *国家自然科学基金资助项目(50472081)和江西省自然科学基金资助项目.1)讲师;2)教授;3)副教授,九江学院,332009 江西九江;4)教授、博士生导师,西北工业大学材料科学与工程学院,710072 西安收稿日期:2006 12 22;修回日期:2007 01 13 炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究 * 宋士华1) 马明亮2) 魏健宁3) 李世斌3) 李铁虎4) 摘 要 进行了对甲基苯甲醛(4 MB)改性煤沥青(CTP)的中间相微观结构研究.采用偏光显微镜研究4 MB 改性煤沥青的光学结构;采用扫描电镜(SEM )观察改性后煤沥青的形貌.研究结果表明,改性煤沥青的光学组织结构显著改善,随交联剂4 M B 用量的不同,可得到超镶嵌(SM )、广域(D)和小域(SD)三种光学结构;改性后煤沥青出现纤维结构,煤沥青的残碳率显著提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体. 关键词 4 M B,煤沥青,改性,中间相,微观结构 中图分类号 T Q522 65 0 引 言 炭/炭复合材料(以下简称C/C)是新材料领域中重点研究和开发的一种新型超高温材料,它不仅具有炭石墨材料的固有性能,还兼有炭纤维复合材料的良好性能,具有比重轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好和摩擦性好等一系列优异性能,已经在汽车工业、医疗卫生、体育、渔业、航天航空等多种领域广泛应用,其中在航天航空领域尤为重要.但是,C/C 制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高和产品性能稳定性差,大大限制了其进一步发展.因此,研究低成本、高性能的C/C 已受到世界各国的普遍关注. 由于煤沥青具有资源丰富、价格低廉和含碳量高等优点,常被用来作为C/C 用基体前驱体,这就要求煤沥青不仅要有良好的工艺性,而且要有优良的耐热性,同时残碳的各向异性也是追求的目标.李铁虎等曾用三聚甲醛改性煤沥青.本文采用对甲基苯甲醛改性煤沥青,既大大提高了沥青的残碳率,又有望生成易石墨化碳. 1 实验部分 1.1 原料 煤沥青:工业品,武钢焦化厂生产,其性能指标见表1;4 M B:化学纯,西安化学试剂厂生产;对甲苯磺酸:分析纯,中国五联化工厂生产.表1 煤沥青的性能指标T able 1 Pro per ties of coa l tar pitch M C/H SP/ BI/%QI/% /(g cm -3) 470 1.56 82.0 12.16 9.56 1.30 Note: M !!!Average m olecu lar w eight;SP !!!S oftening point. 1.2 对甲基苯甲醛改性煤沥青 将中温煤沥青粉碎至0 1m m 以下,然后与对甲苯磺酸按一定比例混合装入三口烧瓶,100 之前自由升温,从升温开始通入Ar,流量为50mL/min,100 之后以5 /m in 的速度升温至指定温度,开始滴加4 MB 等,并在指定温度下反应1h~6h,取出后快速冷却,即为改性沥青.1.3 改性煤沥青的热解 把改性后的煤沥青分别放入直径25m m,长200m m 的石英管中,盐浴,通氮气保护,分别以2 /min 的速率升温至预定温度(200 ,250 ,300 ,350 ,400 ,450 ,500 ),冷却后取样.1.4 性能测试 光学结构分析.仪器型号:OLYPUM S -B061型光学显微镜.热解产物用硫磺包埋后,经磨片、抛光后制得样片. 扫描电镜分析(SEM ).仪器型号:AMRY 公司AM RY-1000B 型扫描电镜. 热重分析(TGA ).仪器型号:PERKIN EL M ER 型热解重量分析仪.在N 2的保护下分析改性
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。
纤维改性沥青混合料研究进展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ed3042315.html, 纤维改性沥青混合料研究进展 作者：刘哲 来源：《中国科技纵横》2015年第24期 【摘要】通过对纤维改性沥青混合料研究历史及现状的调研，总结了纤维改性沥青混合 料的主要影响因素以及纤维改性沥青混合料的作用机理；阐述了纤维种类、长度、添加量以及界面粘结对沥青混合料性能的影响情况，不同因素的变化会影响沥青混合料的不同性能；总结了纤维在沥青混合料中的吸附、稳定、桥接以及加筋作用。 【关键词】纤维改性沥青混合料作用机理 1 概述 纤维作为一种新型的增强材料，被广泛的用作复合材料增强体，应用于航空航天、电子机械等尖端领域[1-3]，由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力，在道路沥青及沥青混合料中也多有应用。多年来，国内外对纤维改善沥青及其混合料性能进行了大量研究，并根据实际需求，开发出了一系列适用于道路沥青改性的路用纤维，主要包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物纤维以及新兴的玄武岩纤维等。本文主要针对道路纤维在沥青混合料中的应用进行调研，分析了纤维对混合料性能影响的主要作用机理及影响因素，对其未来发展进行了展望。 2纤维改性沥青混合料的主要影响因素 2.1 纤维种类及性能 按处理方式划分，纤维可分为天然纤维和化学合成纤维，不同种类的纤维具有不同的性能，包括强度、模量、吸持沥青量、长径比以及表面形貌等等，而这些因素都会对沥青混合料性能产生影响。李智慧[4]等考察了聚丙烯腈纤维、聚酯纤维以及木质素纤维等三类不同的增 强体对沥青混合料性能的影响，同时分析了三类纤维的常规技术性能，建立了纤维性能与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的关系。结果表明，掺加聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的沥青混合料性能相当，而木质素纤维混合料性能稍差；纤维的种类还影响着其对沥青混合料的主要作用机理。对外掺纤维沥青混合料路用性能影响程度最大的纤维性质因素是抗拉强度与极限拉伸应变，其次是熔融温度，吸持沥青量也有一定程度影响，纤维直径影响最小，在纤维形状特征因素中纤维长度的影响程度大于纤维直径与长径比。T.Serkan[5]采用聚酯纤维对石油沥青进行改性处理，石油沥青混合料的马歇尔稳定度增加而流值降低，同时抗车辙及抗疲劳性能增加，表明聚酯纤维有效提高了石油沥青混合料的路用性能；F.M.Nejad等[6]使用碳纤维增强沥青混凝土，结果显示，碳纤维的加入有效提升了沥青混凝土的强度和抗老化性能。此外，有不少学者采用不同种类的纤维对沥青混合料进行混杂改性，取得了良好的效果[7-8]。
煤沥青的改性及其机理研究进展
煤沥青的改性及其机理研究进展* 张文娟,李铁虎,赵廷凯,侯翠岭,党阿磊 (西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072) 摘要 煤沥青具有资源丰富、价格低廉等优点,但其残炭率低,可以通过改性来提高其残炭率。简要介绍了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并探讨了其机理。由于煤沥青组成复杂,并不能知道其确切的反应机理,只能根据测试结果提出其可能的改性机理。关键词 煤沥青 改性 机理 Research Advances in Modification of Coal Tar Pitch and Its Mechanism ZHAN G Wenjuan,LI T iehu,ZH AO Tingkai,HOU Cuiling,DANG Alei (Schoo l of M aterials Science and Engineering ,N o rthwester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710072)Abstract Coal ta r pitch is abundant and cheap,but it s car bo n y ield is low.T he carbon y ield can be impr oved by modificat ion of coal tar pitch.T he pr epar atio n met ho d and the pro gr ess o f modificat ion of coal tar pitch in r ecent year s are summar ized.Further mo re,the mechanism of the modificatio n of co al tar pitch is discussed.A ltho ug h the exact mechanism o f modification can not be kno wn fo r its com plex co mpo sitio n,the po tential mechanism can be o b tained thro ug h the test r esults. Key words co al tar pitch,modificatio n,mechanism *西北工业大学研究生创业种子基金资助项目(Z2010008) 张文娟:女,1981年生,博士生,主要从事沥青改性及炭材料研究 T el:029 ******** E mail:zhangw j_312@https://www.wendangku.net/doc/ed3042315.html, 炭材料是指选用石墨或者无定型碳作为主要固体原料,辅以其他原料通过特定生产工艺而制得的无机非金属材料。现代炭材料品种繁多,其综合性能非常优异,被广泛应用在 冶金、机械、航空航天和半导体等工业领域[1] 。但由于炭材料制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高、产品的性能稳定性差,大大限制了其进一步发展。因此,研究低成本、高性能的炭材料,已受到世界各国的普遍关注。然而,研制综合性能优良的基体前驱体是研制低成本、高性能炭材料的关键所在[2]。煤沥青是一种组成与结构非常复杂的混合物,它的确切成分尚不清楚,但其基本组成单元是多环(三环以上)、稠环芳烃及其衍生物。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点[3] ,因此,煤沥青常用来作为炭材料用基体前驱体。但是,由于未经改性的煤沥青残炭率较低,炭化时产生较多的挥发 性组分,致使炭材料出现大量的孔隙[4] ,必然对炭材料的性能产生很大影响,使炭材料的密度下降、机械强度降低、电阻率增大、导电性变差、耐氧化能力降低。为了消除这些孔隙,获得一定密度要求的炭材料,需要经过多次浸渍/炭化工艺,势必耗费大量的时间、物力和财力。如果提高煤沥青的残炭率和高温流变等性能,则能减少浸渍/炭化次数,降低炭材料的制造成本。为此,有必要对煤沥青进行改性。 本文简要介绍了煤沥青的性质、组成及其种类,概述了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并对其机理进行了探讨。 1 煤沥青 1.1 煤沥青的性质 煤沥青,全称煤焦油沥青(Coal t ar pit ch,CT P),是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等)后的残留物。煤焦油是生产炼铁用冶金焦或生产民用煤气时作为煤高温干馏的副产物得到的。煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50%~60%。煤沥青常温下为黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1.25~ 1.35g/cm 3。煤沥青具有稳定的性能,在炼钢、炼铝、耐火材料、炭素工业、筑路及建材等行业有着广泛的应用。 1.2 煤沥青的组成 煤沥青的组成极为复杂,是多种组成的共熔混合物。已查明的化合物有70余种,大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O 、N 、S 等元素的杂环化合物和少量高分子炭素物质。这些化合物中,约1/2带有基团,有甲基、羰基、酚羟基、亚氨基、巯基和苯基等。沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受到炼焦工艺制度和煤焦油蒸馏条件的影响[5]。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点,因此,煤沥青常常用来作为炭材料的基体前驱体。 鉴于煤沥青化学组成的复杂性,常用溶剂组分分析法来 表征它的特性[5] ,即将煤沥青分离为若干具有相似化学、物
改性沥青知识
1、我国改性沥青概述 根据《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98），所谓的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。改性剂则指的是“在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料”，它应“可熔融、分散在沥青中”、能够“改善或提高沥青路面材料性能”、“与沥青发生反应或裹复在集料表面上”。从上面的叙述可以看出，沥青改性可以分为物理改性与化学改性两大类。本文仅涉及狭义的改性沥青，即化学改性沥青中的聚合物改性沥青。 我国对沥青及沥青混合料改性的技术研究已有近二十年的历史，范围基本上涉及到路面使用性能改善的每一方面，并且在许多方面取得了有较大实用价值的成果，主要表现为： (1) 广泛应用于工程实际的SBR橡胶改性产品，如重庆交通科研所研制的湿法SBR； (2) SBS等热塑性弹性体改性技术及PE等树脂类复合改性技术，如国创一号、二号； (3) 作为“八五”攻关项目的土工格栅、土工布等改善沥青路面结构力学性能的物理改性技术； (4) SMA（Stone Mastic Asphalt）及相应桥面铺装的研究；
(5) 成套沥青改性设备开发研制，如北京国创改性沥青有限责任公司的LG-8型炼磨式设备等； 总结我国改性沥青的研究与应用情况，主要呈现这几个特点：我国关于改性沥青的研究工作起步较早，基本上是与国际同步的；我国的改性沥青研究工作主要停留在实验室与试验路上，而且各研究工作几乎是由各高等院校、科研院所独立完成的，缺乏象美国SHRP那样的大型系统工程；我国改性沥青的应用规模很小，或者说根本谈不上应用规模，相应的沥青改性设备与成套生产-施工-管理工艺的研究工作显得滞后。也正是由于此，改性沥青的成本与国外相应改性沥青的成本而言，无多少竞争优势。 2、国内改性沥青的技术水平 2.1沥青改性的关键技术 沥青作为一种复杂的高分子碳氢化合物，在一定温度与荷载作用下表现为典型的弹-粘-塑性，并且在高温与紫外线照射下会产生老化现象。因此加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂等方面的性能。沥青改性效果的关键在于解决改性剂与沥青的相容性问题[1]。所谓相容性，在热力学上的含义是指明两种或两种以上物质按任意比例形成均相体系（或物质）的能力。但实际生活中能够完全互溶的物质几乎是不存在的，因此道路工程上
SBS改性沥青机理研究进展
S BS改性沥青机理研究进展 李双瑞,林 青,董声雄 (福州大学化学化工学院,福州 350002) 摘要:介绍了沥青的特性、苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)的性能,分析了S BS与基质沥青之间 的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展,指出机理主要分为物理共混和化学改性两 类:物理共混———S BS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中,S BS与沥青之间没有发 生化学作用,只是一种分子间作用力;化学改性———加入添加剂使沥青和S BS之间发生加成、交联或接枝等化 学反应,形成较强的共价键或离子键,改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高S BS改性沥青路用性能的重 要手段。 关键词:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;S BS改性沥青;改性机理 采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施[1～6]。近年来,在聚合物改性材料中,苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)以其优异的性能,成为世界上使用最为广泛的沥青改性剂[7～12]。对S BS改性沥青路用性能的研究[13～17]表明:采用S BS对沥青改性后,改性沥青的低温柔性和高温性能明显提高,温度敏感性大大降低。关于S BS改性沥青的机理,国内外科技人员进行了大量的研究,但并没有形成统一的理论。本文根据国内外相关文献,介绍了沥青和S BS的性能以及S BS在沥青中的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展。 1 沥青的特性 沥青是由多种化学成分极其复杂的烃类所组成。这些烃类为一些带有不同长短侧链的高度缩合的环烷烃和芳香烃,以及这些烃类的非金属元素衍生物[18]。按生产来源划分,沥青主要可分为地沥青(包括天然沥青与石油沥青)、焦油沥青、煤沥青、页岩沥青等。道路中各国目前生产和最常用的是石油沥青。石油沥青是原油加工的重质产品[19]。石油沥青的组分极为复杂,通常用溶剂将沥青通过色层分析法分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分[18]。Hubbard2Stanfield法将沥青划分为油分、树脂和沥青质3个组分[19]。 油分是石油沥青中最轻的馏分,含量在45%～60%。油分是石油沥青可以流动的主要原因,其含量越多,软化点越低,粘度越小,使沥青具有柔软性和抗裂性。树脂的含量在15%～30%。树脂的存在使石油沥青有一定的可塑性、可流动性和粘结性,直接决定着石油沥青的延伸度和粘结力。沥青质是固体无定形物质,含量在5%～30%。沥青质是高分子化合物,它是石油沥青中分子量最高的组分,决定着石油沥青的塑性状态界限、自固态变为液态的程度、粘滞性、温度稳定性、硬度和软化点。此外,石油沥青中还含有一定数量的沥青酸、沥青酸酐、碳化物和似碳物。 沥青的主要结构为胶体结构,即以沥青质为核,表面层被树脂浸润包裹,而树脂又溶于油分中,形成沥青胶团,无数胶团彼此通过油质结合成胶体结构。当沥青中沥青质含量适当,并有较多的树脂作为保护物质时,它所组成的胶团之间有一定的吸引力,这种结构称之为溶胶-凝胶结构。大多数优质的路用沥青都属于这种胶体结构,具有粘弹性和触变性。当沥青质含量较高时,胶粒相互缠结,粘度大、塑性小、 基金项目:中法先进科技合作项目(PRAMX02208); 作者简介:李双瑞(1977-),女,河南南阳人,博士研究生,从事沥青材料改性的研究; 联系人,E2mail:sxdong2004@https://www.wendangku.net/doc/ed3042315.html,.
改性沥青技术
改性沥青技术 一、改性沥青目标及应用场合 1、目标 a：改善感温性 b：提高水稳定性 c：提高耐久性 2、应用场合 a：普通沥青改性后用于高等级公路 b：提高路面使用品质，延长使用寿命 c：特殊要求之处，如自然条件或交通条件严厉，机场跑道，桥面、SMA、OGFC。 二、改性剂分类 1、聚合物类 a.橡胶类如丁苯橡胶（SBR） b.热塑性弹性体类如苯已烯、丁二烯嵌段聚合物（SBS） c.热塑性树脂类如聚乙烯（PE）、乙烯、乙酸乙烯脂（EVA）、APAO等 2、其他a.抗剥落剂如高分子有机胺 b.抗老化剂如受阻酚（胺）c.矿物添加剂如碳黑、硫磺、石棉、木质素、博尼维等狭义的改性沥青指聚合物改性（PMA 或 PMB） 三、常用聚合物改性剂 1、SBS 高低温 以丁二烯—1.3苯已稀为单位，通过离子聚合而成为嵌段聚合物——聚苯乙烯为硬段（S）段，聚丁二烯为软段（B段）。 SBS按其分子结构分为线型和星型，其玻璃化温度有两个 Tg1—— -80℃（聚丁二烯） Tg２—— +80℃ - +100℃（聚苯乙烯） 型号用四位数表示 第一位：1一线型； 4一星型第二位：于S/B 3-3/7 4-4/6 第三位：充油与否 0-未充油 1-充油 第四位：分子量 1-〈10万、 2- 14~16万、3- 23~28万星型：分子量大，高温效果好，但加工困难 充油：可改善加工工艺 S/B：视改性目的的而定，高温4/6，低温3/72．SBR 主要用于改善低温性能SBR 改性沥青加工工艺有；搅拌法、母体法、溶剂法和胶乳法。1、搅拌法：胶体磨或高速剪切机 2、母体法：用溶剂法制成橡胶：沥青=1：4的母体，施工时与沥青拌和3、溶剂法：将SBR 切片→与溶剂（二甲苯）溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂4、胶乳法（1）直接加入法 利用合成橡胶制造过程中间产品（胶浆），再制成高浓度胶乳。在沥青混合料拌制过程中直接喷入拌和锅中（先拌沥青再喷胶乳）。 （2）预混法 将胶乳预先与沥青共混，脱水后再使用，能与沥青均匀混合，效果明显。 3、PE主要改善高温性能
改性沥青生产工艺
一、小试，根据样品，按照改性沥青指标，初步确定配方、工艺路线，技术参数，其过程一般为以下几步： 1、根据样品性能、改性沥青指标要求，初步确定配方、制定工艺路线、技术参数等； 2、通过小试，模拟大生产，制备试样，并检测试样性能，根据检测结果，调整改性剂与沥青的配伍，或改变某些技术参数。经过反复试验使各项指标达到最优化；
改性沥青小试配方检测 3、初步确定配伍、工艺路线、技术参数。 二、中试，工艺转化的过渡阶段，小试的放大试验，基本接近大生产。采用正常生产改性沥青的成套设备，实现试验和生产
的完全接轨。其过程一般为： 1、检查设备，确定设备处于安全、可用状态，如：改性系统、恒温加热系统、控制系统，上料系统等；设定各部位的技术参数，如：温度、配比、加工量等；沥青泵、高剪切均化机、高性能磨机转动是否灵活；调整磨机磨盘间隙；开启空压机，并调至合适压力；预热所有需要加热的部位。 2、严格按照设备的操作规程，输入规定的基质沥青（2-3吨）、改性剂，经过溶胀、剪切、研磨、孕育生产出合格的改性沥青，其试验过程，应注意观察剪切机、磨机的电流；检查沥青温度是否在工艺规定的范围内，遇到报警，应立即查明原因；改性沥青试验结束后，注意停机顺序。 3、跟踪检测改性沥青的质量，根据检测结果及时调整配伍、技术参数等。 4、基本确定配比、技术参数。 三、大生产，实现理论与实践的完全接轨，充分检验小试、中试所确定的配方、技术参数的准确性，其操作过程和中试基本相同，但由于大生产具有生产连续性、质量具有稳定性，又有其不同于中试之处。其过程主要为： 1、检查设备，确定设备处于安全、可用状态，如：改性系统、恒温加热系统、控制系统，上料系统等；按照中试的结果，设定各部位的技术参数；如：温度、配比、加工量等；检查沥青泵、高剪切均化机、高性能磨机转动是否灵活；磨机磨盘保持中
改性沥青生产与技术要求
改性沥青生产与技术要 求 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
崇靖高速公路SBS（I-D）改性沥青生产与技术要求崇靖高速公路中上面层SBS（I-D）改性沥青技术要求： 崇靖高速公路中上面层SBS（I-D）改性沥青生产工艺要求： (1)制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性。供应商在提供改性沥青的质量报告时，应同时提供基质沥青的质量检验报告或沥青样品。 (2)改性沥青宜在固定式工厂或在现场设厂集中制作，改性沥青的加工温度不宜超过180℃。 (3)现场制造的改性沥青宜随配随用，需作短时间保存，或运送到附近的工地时，使用前必须搅拌均匀，在不发生离析的状态下使用。改性沥青制作设备必须设有随机采集取样口，采集的试样宜立即在现场灌模。 (4)工厂制作的成品改性沥青到达施工现场后应存储在改性沥青罐中，改性沥青罐中必须加设搅拌设备并进行搅拌，使用前必须将改性沥青搅拌均匀。在施工过程中，应定期取样检验产品质量，发现离析等质量不符合要求的改性沥青不得使用。 生产工艺流程及特点 1、改性剂 采用复合改性技术，该生产技术去年在多条高速上也进行了应用，效果非常好。本复合改性方案为： ——主改性剂SBS选用岳阳石化4303（道改Ⅱ号改进型），含量3~%； ——辅助改性剂SBR，经过我们预先改性处理，含量~2‰； ——助剂，专门为本技术配方研制，含量~2‰。 以上具体含量要在工地生产现场通过对加工后的改性沥青指标的检测来调整实际含量，其是以最佳的性能指标来决定的。
SBS是目前广泛使用的、能基本适应各种地区气候环境条件的通用改性剂，其特点是能提供良好的高低稳性能，特别是高温性能突出，能大大提高沥青的软化点，防止路面高温时的软化拥包、车辙等损坏，并与沥青有很好相溶性和稳定性。 SBR则具有突出的延展性和弹性恢复，有着非常好的低温性能，对冬季防止路面开裂等问题有非常好的效果； 由于SBS和SBR的相溶性不同，因此需要专门的助剂来促使其发生反应，更好地分散、溶和，并使其被打乱的高分子结构重新结合，形成织构态，这样就大大提高了沥青的各项性能。其反应温度在170℃以上。 由此可见，采用此复合改性技术，可以同时提高高温和低温的性能，更适合温差大的气候特点，保证路面的质量和耐久性。 2、工艺流程 A、将基质沥青从储罐或脱桶器中打入沥青升温罐中，升温至170℃； B、将升温后的基质沥青和改性剂按设计比例分别通过改性沥青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性沥青设备的搅拌罐1中，边加料边搅拌，进行溶涨，至预先设定的数量。这样搅拌罐1中就形成沥青和改性剂的混合料； C、打开并关闭改性设备控制柜面板上相应的沥青阀门开关（手动模式需人工设置，自动模式不用），启动胶体磨和变频调速泵，将搅拌罐1中的沥青混合料通过胶体磨磨一遍打入到搅拌罐2中，全部磨完停机； D、再将搅拌罐2中磨过一遍的沥青混合料通过变频调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复共磨3~6遍，即可得到加工好的改性沥青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性沥青指标进行检验，以达到要求的遍数来决定的； E、将加工好的改性沥青泵到带有搅拌器的改性沥青储存罐中，在储存的时候进行后期发育，即成为合格的改性沥青，一般后期发育需要1~2个小时左右。 F在现场改性的情况下，发育罐和储存罐可共用一个罐。改性沥青储存罐可直接与拌和站相连，随用随抽。此时改性沥青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在150~160℃左右； 设备配置 此改性沥青工艺设计的生产能力为300吨/天，除去气候、设备维修等因素影响，其实际生产改性沥青能力可达到250吨/天以上。按此规模要求，其相应设备配置为： 1、改性沥青设备（12~15吨/小时）1台； 2、30万大卡导热油炉3台； 3、5~8吨/小时脱筒设备1~2个； 4、50吨沥青升温罐1个； 5、300吨改性沥青储存罐一个； 6、沥青及改性沥青实验及检验仪器一套； 7、电力：380V，三相，300KW以上，最好500KW。