废旧轮胎改性沥青生产工艺优化研究.pdf

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1、2016年2月石油沥青PETROLEUMASPHALT第30卷第1期废旧轮胎改性沥青生产工艺优化研究吴海虹(福建省泉州市公路局，泉州362000)摘要：现行的废旧轮胎粉改性沥青的生产工艺，生产过程中会有大量有毒有害物质逸出，严重污染环境及操作人员健康。本文从废旧轮胎粉改性沥青的改性机理入手，通过大量的科学实验，对现行废旧轮胎粉改性沥青生产工艺进行优化，使其生产温度降低、油烟排放减少、产品具有更好的性价比，并通过试验路的铺筑予以检验。关键词：全新有毒有害物质废旧轮胎粉改性沥青废旧轮胎属于工业固体废料，极难分解，危溶于酒精，是沥青中分子量最小和密度最小的组害生态环境。而将废旧轮胎磨细成胶粉用于沥青

2、分。在石油沥青中，40％一60％为油分，油分使改性，不仅可改善沥青的高、低温性能，还可以沥青具有流动性。回收利用废旧轮胎，减少固体废弃物的污染。据在改性沥青生产中，橡胶粉在与沥青高温充2014年改性沥青行业分析报告预测，2015年我分混合状态下油分会被吸收而致胶粉熔胀，同时国改性沥青需求将达到150万吨，如果其中在胶粉颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。20％使用废旧轮胎粉改性沥青，即可利用2000当废旧轮胎粉掺量达到某临界值后，熔胀后橡胶万条废旧轮胎。粉体积达到改性沥青的30％～40％，橡胶粉颗现行的废旧轮胎粉改性沥青生产工艺有两个粒通过凝胶膜连接，形成一个黏度很大的半固态缺陷：一是使用大功

3、率的高速剪切设备，须配套连续相的体系，使改性沥青向凝溶胶型转变，达250kW以上的输变电设备，一次性设备投资过到改性的目的。大；其次现行的废旧轮胎粉改性沥青生产工艺，2)胶质：胶质为黄色至黑褐色半固体黏稠生产温度在185—210℃之间，沥青工艺污染物物质，溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，在排放严重超标。2013年，我们承担了福建省交酒精和丙酮中难溶或溶解度很低。在石油沥青通运输厅下达的《旧水泥砼路面应力吸收层改中，15％一30％为胶质，胶质能浸润沥青质，使性沥青生产工艺》科研课题，经过大量的实验石油沥青具有良好的塑性和黏结性。胶质和油分室试验及试验路的铺设，对废旧轮胎粉改性沥青可以互溶，被废

4、旧轮胎粉吸收后，自由沥青的黏生产工艺进行了全面优化，很好地弥补了现行废度也相应升高。两者共同导致在沥青与橡胶作用旧轮胎粉改性沥青生产的缺陷。的最初阶段，黏度快速增加。1废旧轮胎粉改性沥青的改性机理3)沥青质：沥青质为深褐色至黑色固态无1．1沥青的组成及结构定形的超细颗粒固体粉未，溶于二硫化碳和四氯石油沥青是由多种高分子碳氢化合物及其非化碳中，不溶于汽油。在石油沥青中，10％一金属(主要为氧、硫、氮等)衍生物组成的复30％为沥青质，沥青质决定石油沥青温度敏感性杂混合物，组分及其主要物性如下：和黏性1)油分(饱和分+芳香分)：油分为淡黄收稿日期：2015—08—04。色至红褐色的油状液体，是沥青中

5、分子量最小和作者简介：吴海虹，男，本科、高级工程师。邮箱：qzwhh密度最小的组分，能溶于大多数有机溶剂，但不@163．c0nl。第1期吴海虹．废旧轮胎改性沥青生产工艺优化研究7在改性沥青生产中，橡胶粉在与沥青高温充粉颗粒，会吸收沥青中的油分及蜡等轻质组分而分混合状态下油分会被吸收而致胶粉熔胀，同时溶胀，当废旧轮胎粉掺量达到某个临界值后，会在胶粉颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。在沥青中形成连续的橡胶项，与橡胶溶度参数相凝胶膜的形成，会降低改性沥青的温度敏感性、近的油蜡组分，会缓慢地扩散进人橡胶分子链段增加黏性。的空隙中，使其松动、脱离以至混容，使得高蜡4)蜡：蜡是石油沥青的有害成分，它会降

6、含量的沥青胶体结构向溶凝胶型结构发育。感温低石油沥青的黏结性和塑性，同时对温度敏感性性显著下降，其他性能也得到改善，蜡含量的降(即温度稳定性差)增强。低最终改善了沥青的感温性，表现为沥青的针人在改性沥青生产中，橡胶粉在与沥青高温充度指数增大，软化点明显升高。分混合状态下，沥青中的蜡会熔化并被废旧轮胎1．3废旧轮胎粉改性沥青改性机理粉吸收，从而增加石油沥青的黏结性和塑性，同1．3．1沥青胶体结构变化改性时对温度敏感性(即温度稳定性差)降低。纪奎江等认胶粉的添加，会使沥青的油石油沥青的结构是以沥青质为核心，表面吸蜡组分缓慢地扩散进人橡胶分子链段的空隙中，附胶质的胶团分散在油分中而形成胶体结构。根胶

7、粉会松动、脱离以至混容，形成稳定的不易产据沥青中各组分的相对比例不同，胶体结构可分生分离的相容体系，促使沥青胶体结构向溶凝胶为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种类型。型结构发育，导致感温性下降，其他性能也得到溶胶型：当沥青质含量较少，油分及树脂质改善。含量较多时，沥青质胶团在胶体结构中运动较为1．3．2胶粉颗粒体积溶胀改性自由，形成溶胶型结构。NahassNC等认为：胶粉加入沥青后不发特点：黏滞性小，流