1.概述
橡膠粉來(lái)作為橡膠瀝青的改性劑，其摻量毫無(wú)疑問會(huì)顯著影響橡膠瀝青的粘度，同時(shí)，溫度也是顯著影響橡膠瀝青粘度的另一重要因素。本文將通過一系列的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究不同橡膠粉摻量和不同溫度下橡膠瀝青的粘度，以及通過實(shí)驗(yàn)的出橡膠瀝青粘度與橡膠粉的摻量和試驗(yàn)溫度的關(guān)系。
橡膠粉的摻量是關(guān)系到橡膠瀝青性能的重要影響因素，根據(jù)美國(guó)材料與實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)定義，橡膠瀝青中的橡膠摻量至少要占到總量的15%；而美國(guó)亞利桑那州橡膠瀝青規(guī)范中第1009—2.02條規(guī)定橡膠瀝青至少應(yīng)含有基質(zhì)瀝青重量20%的橡膠；實(shí)際上美國(guó)各州的橡膠粉用量也不盡一致。
2.橡膠瀝青的制備
2.1 試驗(yàn)材料及設(shè)備
1.橡膠粉采用青島綠葉公司生產(chǎn)的廢舊輪胎橡膠粉，統(tǒng)一粒徑為30目。
2.基質(zhì)瀝青為韓國(guó)SK，A級(jí) 70號(hào)瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見表1.
2.2 制備工藝
橡膠粉與瀝青在高溫條件下攪拌過程中，橡膠粉主要發(fā)生溶脹、脫硫與降解兩種變化.溶脹是一物理變化過程，即橡膠粉顆粒吸收瀝青中輕質(zhì)油分而體積變大；脫硫與降解是一化學(xué)變化過程，脫硫是指橡膠粉顆粒中C-S發(fā)生斷裂，造成橡膠顆粒失去部分硫化橡膠的彈性而恢復(fù)部分天然橡膠的柔韌性；降解是指橡膠粉顆粒中C-C發(fā)生斷裂，導(dǎo)致橡膠分子鏈斷裂、分子量降低.因此在制備橡膠瀝青時(shí)，既要保證橡膠粉充分溶脹，又要避免橡膠粉發(fā)生嚴(yán)重的脫硫與降解，應(yīng)尋求2者平衡點(diǎn).因此，攪拌溫度和時(shí)間是生產(chǎn)橡膠瀝青關(guān)鍵技術(shù)參數(shù).
依據(jù)應(yīng)用橡膠瀝青相當(dāng)成功的美國(guó)亞利桑那州和加利福尼亞州的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定的溫度范圍*低190℃，*高226℃.橡膠瀝青膠結(jié)料必須在攪動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)至少45 min才能達(dá)到較為理想的反應(yīng)效果.考慮到目前受于橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備的限制，200℃的高溫很難達(dá)到，為此選擇175～180℃作為制備溫度，拌和時(shí)間為60min.
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.1橡膠粉的摻量對(duì)粘度的影響
1. 橡膠粒徑統(tǒng)一為30目，分別采用5%，10%，15%，20%，25%五種摻量制備的橡膠瀝青，測(cè)試針入度、軟化點(diǎn)、延度三個(gè)指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1）. 基質(zhì)瀝青的25℃針入度為71 1/10mm，5%橡膠粉摻量的橡膠瀝青25℃的針入度為60 1/10mm，隨橡膠粉摻量的不斷增加，橡膠瀝青的針入度不斷減小，這說明橡膠粉加入后，橡膠瀝青的粘度有顯著增加，但摻量達(dá)到一定程度后，摻量的增加對(duì)粘度的影響不再明顯。
2）.基質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)為50.0℃，橡膠粉摻量為5%時(shí)的軟化點(diǎn)為78.1℃，隨橡膠粉摻量的不斷增加，橡膠瀝青的針入度不斷增加，這說明橡膠粉加入后，橡膠瀝青的粘度有顯著增加，但摻量達(dá)到一定程度后，摻量的增加對(duì)粘度的影響不再明顯。
3）.基質(zhì)瀝青的延度>100mm，橡膠粉摻量為5%時(shí)的延度為57.2mm，隨橡膠粉摻量的不斷增加，橡膠瀝青的針入度不斷減小，這說明橡膠粉加入后，橡膠瀝青的粘度有顯著增加，但摻量達(dá)到一定程度后，摻量的增加對(duì)粘度的影響不再明顯。
3.2不同摻量、不同溫度對(duì)橡膠瀝青的粘度的影響
對(duì)橡膠粉摻量為5%，10%，15%，20%，25%的橡膠瀝青在135℃，150℃，165℃，180℃，195℃的溫度下進(jìn)行粘度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3.
1）.橡膠粉摻量為5%，10%，15%，20%，25%的橡膠瀝青在同種溫度下，五種溫度情況表明：隨橡膠粉摻量的增加粘度不斷增加，瀝青膠體輕組分（主要是油份和蠟份）通過滲透、擴(kuò)散作用進(jìn)入橡膠粉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，膠粉顆粒發(fā)生溶脹，部分恢復(fù)了生膠的性質(zhì)，橡膠顆粒重新具有一定的粘性，并由原來(lái)的緊密結(jié)構(gòu)變成相對(duì)疏松的絮狀結(jié)構(gòu)，制備后的溶脹橡膠顆粒能夠較均勻地懸浮分散在瀝青中，基質(zhì)瀝青也因部分油分被吸收而變得黏稠。組成的混溶改性材料不僅保持了基質(zhì)瀝青材料的主要物理力學(xué)性質(zhì)和恢復(fù)橡膠材料部分生膠的粘性，在同一溫度下，橡膠摻量的增加導(dǎo)致粘度增加，但達(dá)到一定程度后，粘度變化不再明顯。
2）.橡膠瀝青在135℃，150℃，165℃，180℃，195℃的溫度下測(cè)試粘度，五種摻量情況下表明：隨溫度的升高粘度不段減小，由于橡膠粉與瀝青之間的相互作用非常復(fù)雜，橡膠粉與瀝青的相互作用，在其共混過程中都有可能存在，只是程度不同。橡膠瀝青會(huì)發(fā)生溶脹反應(yīng)。從宏觀上看，當(dāng)橡膠粉與瀝青在高溫條件下反應(yīng)表現(xiàn)為橡膠顆粒體積膨脹，導(dǎo)致瀝青的粘度增加，因此同種橡膠粉摻量的橡膠瀝青的粘度隨溫度的升高明顯減小，但達(dá)到一定溫度后，粘度變化不在明顯。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明橡膠瀝青的粘度隨橡膠粉摻量的增加而增加，隨溫度的增加而減小。
4.結(jié)論
本文通過針入度、延度、軟化點(diǎn)、粘度等一系列室內(nèi)性能試驗(yàn)，探究了橡膠粉摻量在5%，10%，15%，20%，25%時(shí)對(duì)橡膠瀝青粘度的影響。不同的橡膠粉摻量，對(duì)橡膠瀝青的改性效果是不一樣的，之后又在135℃，150℃，165℃，180℃，195℃的溫度下測(cè)試粘度，結(jié)果表明：隨著橡膠粉摻量的增加，橡膠瀝青的針入度降低，軟化點(diǎn)和粘度逐漸升高，橡膠瀝青的粘度不斷增大；橡膠粉摻量越大，橡膠瀝青的旋轉(zhuǎn)粘度也越大；5%，10%，15%，20%，25%的摻量，溫度敏感性變化很顯著，以后逐漸趨緩；綜合各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，在5%，10%，15%，20%，25%的摻量各項(xiàng)性能指標(biāo)得到顯著改善，橡膠粉摻量達(dá)到一定程度以后，改性效果不再顯著。
