沥青-胶粉体系

关键词： 胶粉 界面 沥青 设定

沥青-胶粉体系（精选三篇）

沥青-胶粉体系 篇1

关键词：橡胶沥青,废轮胎胶粉改性沥青,SBS改性沥青,节能,环保

1 名词解释

废轮胎胶粉:由废轮胎经过粉碎加工而成的一种颗粒状或粉状、具有一定细度的橡胶产品。

废轮胎胶粉改性沥青:基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。

橡胶沥青:指废胎胶粉与沥青按一定比例拌合而得到的满足相关技术指标要求的产物, 其中废胎胶粉的掺量不小于15% (内掺) 或17.6% (外掺) , 又称沥青橡胶。

SBS改性沥青:SBS是苯乙烯丁二烯苯乙烯的嵌段共聚物, 属热塑性橡胶, 具有优异的低温性能, 在-75℃仍保持柔软性, 脆点-100℃, 常温下呈橡胶态, 将SBS加入热沥青中, 在一定的温度和机械剪切力作用下, 与沥青形成均匀混合体, 该混合体为SBS改性沥青。

2 试验结果比较

2.1 废轮胎胶粉改性沥青:

技术要求: (1) 宜首选常温研磨粉碎的废轮胎胶粉。 (2) 废轮胎胶粉颗粒宜选用30~80目范围内颗粒。 (3) 制备废轮胎胶粉改性沥青时, 应采用适宜的生产条件和方法进行, 经试验确定合理的改性剂量和加工温度, 制定详细的生产工艺和操作规程。 (4) 废轮胎胶粉掺入量可根据实际使用的技术要求确定, 最低掺入量不应低于基质沥青的15%。

试验结果:针入度58延度 (5℃) 19.6软化点60.0老化后针入度比79.3%老化后延度13.7弹性恢复84 135℃粘度4.850 175℃粘度1.190。动态剪切试验:原始温度=75.9G*=1.6 30δ=6 7.9 G*/si nδ=1.7 59温度=81.9 G*=1.012δ=69.6G*/sinδ=1.080失败温度:83.1℃, 旋转薄膜加热后温度=76.0 G*=2.013δ=64.3G*/sinδ=2.234温度=82.1 G*=1.383δ=62.7G*/sinδ=1.557失败温度:76.3℃, PAV后温度=28.0G*=935δ=54.6G*×sinδ=762弯曲梁流变试验S=1 69m=0.34 7。

2.2 橡胶沥青

技术要求: (1) 加工橡胶沥青的基质沥青可选用道路石油沥青 (A/B型) 。 (2) 橡胶沥青的生产宜采用现场加工方式。 (3) 橡胶沥青中废胎胶粉的掺量可根据实际使用的技术要求确定。一般来说, 废胎胶粉的掺量越大, 相应的路用性能越好;但橡胶沥青的粘度增大, 施工和易性下降。因此, 废胎胶粉的掺量有一定的合理范围, 一般为基质沥青质量的17.6%~30% (外掺)

制备方法:先称取一定量的道路石油沥青 (基质沥青) 重量, 加热到218℃, 然后加入按17.5%内掺法计算的废轮胎胶粉粒, 待全部胶粉加入完毕, 开始搅拌45分钟, 并使温度始终保持在180℃。橡胶沥青制备完毕后, 进行以下各项试验。

试验结果:针入度43延度 (5℃) 9.4软化点67.0老化后针入度比86.0%老化后延度8.0弹性恢复77 135℃粘度14.700 175℃粘度6.050。动态剪切试验:原始温度=81.9G*=1.6 8 0δ=7 3.2 G*/si nδ=1.7 5 5温度=87.9 G*=1.090δ=74.5G*/sinδ=1.130失败温度:89.6℃, 旋转薄膜加热后温度=82.0 G*=3.750δ=63.0 G*/sinδ=4.209温度=87.9 G*=2.662δ=65.2G*/sinδ=29 3 3失败温度:9 2.6℃, P A V后温度=3 1.0G*=399δ=55.4 G*×sinδ=328弯曲梁流变试验S=129m=0.353。

SBS改性沥青试验结果 (I-D) :针入度56延度 (5℃) 38.5软化点78.5老化后针入度比76.8%老化后延度23.2弹性恢复90135℃粘度1.962 175℃粘度0.460。动态剪切试验:原始温度=76.0 G*=1.320δ=63.2 G*/sinδ=1.479温度=82.0 G*=0.853δ=62.2G*/si nδ=0.964失败温度:81.4℃, 旋转薄膜加热后温度=75.9 G*=2.723δ=64.9G*/si nδ=3.0 0 7温度=8 2.0 G*=1.5 4 7δ=65.4 G*/sinδ=1.701失败温度:78.7℃PAV后温度=28.0 G*=1058δ=55.9 G*×si nδ=87 6弯曲梁流变试验S=17 6 m=0.326。

3 试验结论

我国是汽车生产和使用大国, 由此产生的废旧轮胎逐年快速增长, 我国废旧轮胎的产生量已位居世界第二, 仅次于美国, 但废旧轮胎的回收利用率比较低。将废轮胎粉碎成废胎胶粉在沥青路面结构中使用, 是世界上公认的环保再生利用的手段之一, 也符合我国当前发展循环经济、资源再生利用的国策。

废胎胶粉用于沥青混凝土中, 能改善沥青混凝土的高温稳定性、抗疲劳性、水稳定性、低温性和延缓反射裂缝等路用性能, 同时能显著降低路面的行车噪声。使用橡胶沥青混合料降低路面行车噪声早已得到国际上的公认。橡胶沥青混合料可用于各种等级公路新建和改建工程。橡胶沥青混合料适用于沥青路面的各结构层位。废胎胶粉沥青在沥青及沥青混合料中的应用, 有利于减少废旧轮胎对环境的污染, 促进可循环资源的再生利用;同时, 有利于改善沥青路面的使用性能, 节约建设、养护成本。

综上, 应全面推广废胎胶粉和橡胶沥青技术在我国道路工程建设和养护中的应用, 为建设节约型、环保型社会贡献力量。

参考文献

[1]JTGF40-2004, 公路沥青路面施工技术规范[M].人民交通出版社.

[2]JTJ052-2000, 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[M].人民交通出版社.

[3]橡胶沥青及混合料设计施工技术指南[M].人民交通出版社.

胶粉改性沥青系统的设计与实现 篇2

胶粉改性沥青系统上位机采用触摸屏设定控制参数和显示流程, 系统下位机采用三菱PLC对料位、胶粉量、粘油量、基质沥青量进行控制。要求生产产量与工艺流程在主界面, 各种设定参数设定及显示在另一界面。系统采用嵌入式组态软件进行开发, 开发调试通过的程序下载至触摸屏, 由触摸屏通过串口通信方式与PLC相互配合控制整个工艺流程。系统中使用软启动器控制电机启动, 成功实现了一拖二启动电机。工艺控制中通过增加进料罐, 搅拌罐, 以及成品罐数量, 程序控制各种泵、搅龙交替工作, 提高了使用效率, 同时节约了单产生产时间, 间接增加总产量, 为企业节约成本, 提高效率。

2 控制系统的组成

控制系统主要采用三菱公司的FX2N系列PLC, 昆仑通态TPC1561H、电磁阀、沥青泵、DMF-1系列科氏力质流量计、液位传感器、软启动器、变频器、胶体磨、搅龙等组成。

主要设备的特点和选择:

2.1 触摸技术

为了操作上的方便, 人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时, 我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏, 然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。控制系统选用昆仑通态TPC1561H, 它是一套以嵌入式低功耗CPU为核心 (主频400MHz) 的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了15英寸高亮度TFT液晶显示屏 (分辨率1024×768) , 八线电阻式触摸屏 (分辨率1024×1024) , 以及具有良好的电磁屏蔽性, 美观坚固的铝合金结构。

2.2 DMF-1系列科氏力质流量计

DMF-1系列科氏力质流量计是根据科里奥利 (Coriolis Force) 原理, 实现流体质量流量的直接精密测量, 而无需任何压力、温度、粘度、密度等换算或修正。科里奥利质量流量计能够直接测量流体的质量, 具有高精度 (0.1%~0.2%) , 应用范围广 (对仪表的前后直接管段要求不高) , 运行可靠、稳定, 维修率低等特点。此流量计支持标准4~20MA标准输出, 同时还支持频率输出, 由于此次要求精度较高, 所以使用频率输出, 输出信号接入PLC高速脉冲口。

2.3 软启动器

启动器 (又称软起动器, 电机软起动器) 软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置, 国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法, 控制三相反并联闸管的导通角, 使被控电机的输入电压按不同的要求而变化, 就可实现不同的功能。见图1软启动接线图。

3 MCGS嵌入版组态编写程序

MCGS嵌入版组态软件:是基于RTOS (real-time multi-tasks operating system) 实时多任务操作系统的专门应用于嵌入式操作系统的组态软件, 用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统, 从而把用户从繁琐的编程中解脱出来, 让更多的用户在使用嵌入式系统时得心应手。在触摸屏上, 通过软件自带的阀门、泵、管道、罐体、按钮、报警等按照工艺流程图进行组合, 尽量做到与设备一致, 让用户通过友好的界面立刻就能了解阀门对应的设备处在何处, 以及此时设备的状态, 并且能够控制相应设备。搅龙动画演示是由Rhinoceros 4.0软件设计的背景图, 在循环策略中并由程序进行控制, 搅龙能够动态形象的表现出转动的效果。具体界面 (图2) 如下:

4 结束论

本系统实现了胶粉改性沥青工艺流程的控制, 投入使用后运行情况良好, 实际应用结果表明:采用PLC为核心的控制系统, 不仅运行可靠稳定, 保证了改性沥青生产的质量, 而且和上位机触摸屏结合, 使系统操作简单、灵活。

参考文献

[1]郅富标.MCGS工控组态软件在主通风机监控系统中应用[J].包头职业技术学院学报, 2010, (02) .

[2]姚白莹.基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计[D].苏州大学, 2010.

[3]张本法.工业污水处理过程控制与建模研究[D].江南大学, 2007.

[4]杨洁霞.基于工控网络在恒压供水过程控制系统中的应用研究[D].合肥工业大学, 2010.

[5]胡兵.西门子S7系列PLC与WinCC的通信[J].安徽电子信息职业技术学院学报, 2009, (05) .

废轮胎胶粉改性沥青应用的探讨 篇3

胶粉改性沥青 (Crumb rubber modifier, 简称CRM改性沥青) , 是改性沥青的一种, 它是以废轮胎胶粉作为改性剂加入沥青中并辅以其他化学助剂, 通过物理和化学反应对沥青进行改性最终形成性能稳定的新型铺路材料。

汽车轮胎在加工过程中为了满足其使用性能的要求掺加了多种成分, 如:合成橡胶、天然橡胶、碳黑、硫、硫磺等等。这些成分对于沥青来说每种都可以看成一种改性剂, 因此, 胶粉掺加到沥青中可以看成是一种复合改性作用。从这个角度看, 废旧轮胎胶粉并不是老化的轮胎胶粉, 原有化学成份仍然可以起到很好的作用, 达到改善沥青混凝土使用性能的目的。

从试验结果可知, 胶粉在沥青混合料中的填充作用是不可忽视的, 一方面从孔隙率角度会使混合料更加密实, 但另一方面会增加混合料的矿料间隙率。特别对于后者, 由于胶粉颗粒本身具有良好的回弹性能, 如果混合料中胶粉添加不当, 会导致混合料碾压不实, 严重的导致松散。为了避免这种现象的产生, 胶粉颗粒的掺加需要进行选择, 对于胶粉混合料的级配应选择断级配, 而不宜选择连续级配, 其间断程度与胶粉的目数和剂量有关。

2 采用橡胶粉改性沥青的背景及必要性

2.1 背景

2006年我国汽车销售量为721万辆, 据不完全统计, 我国每年仅废旧轮胎退役量约140万吨以上, 并且以每年15%左右的速度在递增。2003年废旧轮胎8000万条, 到2004年达到1.2亿条, 预计到2010年, 我国的汽车保有量将达到7000万辆, 废旧轮胎的产生量也将达到2亿条。这样大规模的废旧轮胎将造成巨大黑色污染, 二次污染环境和占用土地资源。开展废轮胎橡胶粉改性沥青的应用可大量利用废旧轮胎, 变废为宝, 具有突出的环保意义。

2.2 国际上橡胶粉用于筑路技术的现状

国外自上个世纪60年代开始研究和使用胶粉改性沥青, 总里程已达3万公里, 实践证明其路用性能大大优于普通沥青。

美国用胶粉改性沥青铺设高等级公路和城市道路至今已有30多年的历史。1997年, 美国参众两院立法规定:凡国家投资或资助的道路建设必须采用胶粉改性沥青, 并且规定胶粉的使用量必须达到20%以上。美国联邦各州也相继通过法令推广胶粉改性沥青的应用, 目前美国铺设的胶粉改性沥青路面已达1.1万公里。

在多孔隙路面的发源地法国, 截止到1995年, 橡胶沥青多孔隙混凝土累计已经摊铺了超过1000000m2路面。

南非的废旧轮胎橡胶粉在公路行业中的应用十分成功, 据了解, 目前南非60%以上的道路沥青使用橡胶沥青.而且根据他们的经验认为, 对于超重轴载的使用环境, 橡胶沥青混凝土尤为有利。美国和加拿大政府还立法强制国家投资的公路必须使用胶粉改性沥青。

2.3 国内橡胶粉用于筑路技术的现状

1993年沈阳市政设计院在铺筑了1040m2的胶粉改性沥青混合料试验路。1995年在新开的五爱路至浑河大坝间试铺了3万m2的废轮胎胶粉改性沥青路面, 此后, 又在沈哈高速公路做了一段试验段。1995~1998年之间, 北京小红门、广东韶关的国道以及天津宁河大桥陆续有一些试验段。

2001年春, 交通部公路科学研究所首次在钢桥桥面铺装中采用了30%的橡胶粉 (相对于沥青用量) , 该桥面经受了4个夏季的超重交通考验, 基本保持完好, 各项性能指标保持优良。同年由交通部设立, 交通部公路科学研究所主持了交通部西部科研项目“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”, 对橡胶沥青及橡胶粉沥青混合料的路用性能及力学特性开展了全面、系统的试验研究, 随后, 在广东、山东、河北、辽宁、四川、贵州等地修筑总长近30km的试验路和实体工程, 到目前为止应用效果良好, 例如沈阳北陵高架桥应用胶粉改性沥青的一段, 十几年来都没有出现问题, 而同期北陵高架桥上的普通路面已经维修了4次。

天津市于2003年至2006年铺设了85公里胶粉改性沥青试验路段, 应用在高速公路、快速路和城市主干道等, 并于2006年初出台了国内第一部地方标准。同时同济大学, 东南大学和长安大学等高校也开展了对胶粉改性沥青及其混合料性能和工艺进行了研究, 2007年, 交通部办公厅发布《关于组织实施材料节约和循环利用专项行动计划的通知》 (厅科教字[2007]141号) , 此次行动主要任务为“重点研究和推广高等级路面再生资源、废旧橡胶轮胎筑路应用技术、聚合物改性水泥混凝土技术、机制砂混凝土技术”。2008年10月1日, 经过半年大修后的长安街人民大会堂北侧道路面层被5000平方米的废胎橡胶粉改性沥青混合料这样的新型环保“外衣”大规模覆盖。以全新的面貌展现在了世人面前, 长安街不但首次实现双向十车道, 且新型修筑材料让路面能顺利接受国庆阅兵千军万马和武器装备车辆通过的考验。也为长安街迎接新中国60周年大阅兵铺垫了坚实的基础。

2.4 胶粉改性沥青优点

降噪声:明显减少噪音, 当行车时速在50~100公里, 使用该材料的路面噪音将降低3~8分贝。据检测, 噪声降低2分贝, 相当于减少交通量1/3。耐高温:高温抗车辙, 从橡胶粉混合料车辙试验的结果可以发现, 随着橡胶粉掺量的增加混合料的高温抗车辙能力逐渐提高。抗低温:低温抗断裂, 从低温约束试验结果看出, 混合料中掺加橡胶粉后, 其低温的破断温度明显低于一般SBS改性沥青混合料, 而破断应力又明显大于SBS混合料。防水雾, 防眩目:防路面水雾, 防眩目, 缩短刹车距离约25%, 提高行车安全性。造价低:减薄路面厚度、降低建设成本、节省维护费用。寿命长:比普通沥青路面延长寿命5-10年。

胶粉改性沥青与普通沥青路面情况对比

2.5 经济效益

2.5.1 经济比较

目前我国修建高速公路广泛采用SBS改性沥青, 随着石油价格的飞涨, SBS价格昂贵, 然而废旧轮胎胶粉价格低廉, 而且各项指标均达到标准。经推算, 废旧轮胎改性沥青的成本比SBS改性沥青的成本低约25%左右, 如果我国每年修筑公路用100万吨胶粉改性沥青替代SBS改性沥青即可降低成本7.5亿元, 同时可耗费废旧轮胎胶粉15万吨, 相当于2250万条轿车废轮胎, 这对我国的修筑公路及维修公路采用改性沥青的意义是重大的。

上表计算了SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的材料价格, 可以看出每吨橡胶粉改性沥青比SBS改性沥青节约材料费25%。

2.5.2 社会效益和推广前景

应用橡胶改性沥青技术, 将最大程度降低公路建设发展而带来的交通噪声污染, 一般可将噪音降低30%~50%, 提高路面性能, 同时解决越来越多废旧轮胎带来的“黑色污染”, 改善人民的生存环境.因此, 可以说废旧轮胎橡胶粉在公路行业的推广应用是一件利国、利民、利路, 三全其美的好事。

目前, 我国正处在高速公路的快速发展期, 而改善路面使用性能, 延长路面使用寿命, 节约建设投资, 是我国公路行业所面临的紧迫问题。由于我国幅员广阔, 气候和自然环境十分复杂, 加之超载运输现象十分普遍, 对公路路面特别是沥青混凝土面层提出了较高的技术要求, 因此将废旧轮胎橡胶粉用于公路建设是解决当前问题的有效途径之一。但是, 业内人士也指出, 对于一种新型的材料的推广来说, 目前还急需制定和规范相关技术标准, 并尽快制定橡胶粉沥青及混合料的设计施工技术指南。为我国今后大规模修筑橡胶粉改性沥青混凝土提供技术储备和支持, 都具的意义。

摘要：随着我国汽车工业飞速发展, 汽车保有量逐年迅速增加, 我国将面临目前国外发达国家早已遇到的大量废旧轮胎的处理问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生处理方法, 其中废轮胎胶粉应用在公路行业中即采用废橡胶粉生产改性沥青是废旧轮胎处理的主要途径之一。本文详细分析了橡胶粉改性沥青的作用机理、应用前景和优点、经济效益, 为橡胶沥青混凝土在公路行业中进一步推广应用提供借鉴。

关键词：橡胶粉改性沥青混凝土,作用机理,应用前景和优点,能经济效益

参考文献