1.概述
橡膠粉來作為橡膠瀝青的改性劑，其摻量毫無疑問會顯著影響橡膠瀝青的粘度，同時，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驗來研究不同橡膠粉摻量和不同溫度下橡膠瀝青的粘度，以及通過實驗的出橡膠瀝青粘度與橡膠粉的摻量和試驗溫度的關(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)美國材料與實驗協(xié)會定義，橡膠瀝青中的橡膠摻量至少要占到總量的15%；而美國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；實際上美國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SK，A級 70號瀝青，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，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.因此，攪拌溫度和時間是生產(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)成功的美國亞利桑那州和加利福尼亞州的經(jīng)驗，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，拌和時間為60min.
3.實驗結(jié)果
3.1橡膠粉的摻量對粘度的影響
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，測試針入度、軟化點、延度三個指標(biāo)，實驗結(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，摻量的增加對粘度的影響不再明顯。
2）.基質(zhì)瀝青的軟化點為50.0℃，橡膠粉摻量為5%時的軟化點為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，摻量的增加對粘度的影響不再明顯。
3.2不同摻量、不同溫度對橡膠瀝青的粘度的影響
對橡膠粉摻量為5%，10%，15%，20%，25%的橡膠瀝青在135℃，150℃，165℃，180℃，195℃的溫度下進(jìn)行粘度實驗，實驗結(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，并由原來的緊密結(jié)構(gòu)變成相對疏松的絮狀結(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。
實驗結(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、粘度等一系列室內(nèi)性能試驗，探究了橡膠粉摻量在5%，10%，15%，20%，25%時對橡膠瀝青粘度的影響。不同的橡膠粉摻量，對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；綜合各項指標(biāo)來看，在5%，10%，15%，20%，25%的摻量各項性能指標(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。
