SBS改性沥青老化前后的流学特性及其原理分析.pdfVIP

流变学进展 华中理工大学出版社 黪笠～ 型!!!!壁堕墨!!!!!g!—— !!型堕竺墼鲤：! 613 SBS改性沥青老化前后的流变特性及原理分析 孔宪明” 王向波2’ 2’武菇工业大学武淀430070”北京建工科研晓北京100039 摘耍本文夼绍了一种具有一般相容性曲sBs改性橱青在180℃条件下人工加速热老化前后 的流变性能，针对这种性能的对比，分析了其原因． 美量词改性丽青，鹅塑性弹性俸，^工热老化，藏变性能 1．引 言 为了扩大沥青材料的使用温度区间，采用外掺高分子材料的方法对其进行改性，已有一百 多年的历史。国际上对这种材料的研究也比较充分”，但自从有了热塑性弹性体后，改性沥青 的制作才有了比较大的进步‘“。近十几年来，我国建材行业引进了国际先进的改性沥青制造设 备，改性沥青的制作水平逐渐成熟，道路行业也在高速公路建设中广泛推广使用改性沥青柔性 路面，其中sBs改性沥青是国内外研究最多的一种改性沥青。 2．试验原料与设备 外掺材料SBS为苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，是一种热塑性弹性体，岳阳石化总厂 合成橡胶厂生产，本次试验所用的型号为YH801，其性能如表1。沥青选用茂名石油化工厂所 产，其性能如表2。 寰l sBsYH801的性椎 混溶设备：高速高剪切搅拌机 检测设备：RV一2锥板式粘度计针入度仪软化点仪延伸仪红外光谱仪 热老化设备：薄膜烘箱 3．试验方法与过程 改性沥青的制作采用直接混熔法。混熔温度在185～195℃之间。在这种温度下，sBs应呈 ·408· 明显的流动性状，在强剪切力作用下SBs将分散在热沥青中。过去的研究表明，200号沥青在 此温度区间为牛顿液体。加入SBS后，其粘度逐渐上升。SBs在沥青体系中基本上是物理分 散，随sBs的增多整个体系越来越呈现橡胶特性。然而sBs与沥青之间相容性的好坏与其种 类有很大关系，相容性好的改性沥青体系在sBs掺量大于10％左右时，可形成sBS为连续相 的共混物”J，而相容性不好的体系甚至超过这一掺量也相成不了SBs连续相结构。 将12％的sBs YH801以直接混熔法加入到上述沥青中去，便得到一种性能相当好的改 性沥青，见表3。在常温下，这种沥青是稳定的，具有优良的长期使用性能。 衷3垃性沥青老化前性能 改性沥青在160℃下的分层情况已有研究Ⅲ嘲。为了对国内沥青和SBS共混体系在更高 温度下可能发生的更不利影响作一些估计，以对其在加工贮运流程中工艺参数的选定具有实 际指导作用，故此次选用180℃温度。将制作的改性沥青装入尺寸为p60×1zOmm的易拉罐 中，在此温度下于薄膜烘箱中，老化2昼夜，将其冷却后截为3段，测其上部和下部沥青的各项 指标，将上部指标与老化前的相对照，研究形变逮率y与剪切应力r之间关系得到图1和图2。 7／s叫 i／5—1 图1 sBs改性橱青老化前f_于曲线 圈2 sBS改性沥青老化后r-于曲线 对于非牛顿流体，剪切力r与形变速率及粘度的关系并非线性，按以下经验公式处理： f一7’扣+，D 其中，0是与屈服应力有关的常数。针对图1和图2的曲线，可以用回归分析求出口。和n，见表 4。 寰4改性洒■老化前后蕾墁的回归数据 可以看出热老化后上部的sBs改性沥青表观粘度很快增大，但流变指数n变化不很大，且都 小于1，故在180℃下，sBs改性沥青老化前后都是假塑性体。 将老化后的上、下层沥青软化点和针人度分别进行检测可得两组曲线，由图3和图4可见 分层是比较严重的。 ·409· } U 一