SBS改性瀝青生產(chǎn)質(zhì)量控制

吳瑞賢

【摘要】通過對SBS改性瀝青生產(chǎn)機(jī)理和生產(chǎn)工藝的分析，就SBS改性瀝青生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出SBS改性瀝青生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)，為指導(dǎo)施工提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】改性瀝青；SBS；質(zhì)量控制

目前，SBS改性瀝青在我國備受道路工作者的青睞，使用SBS改性瀝青鋪筑的路面具有很好的耐高溫、抗低溫能力、有較好的抗車轍能力和提高路面的抗疲勞能力等良好的路用性能。在SBS改性瀝青混凝土路面施工過程中，改性瀝青的生產(chǎn)加工是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，改性瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量直接影響路面的施工質(zhì)量。因而，施工過程中控制好改性瀝青的質(zhì)量至關(guān)重要。

1、SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝

瀝青的SBS改性需要經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個(gè)過程。首先加熱機(jī)制瀝青到熔融狀態(tài)并達(dá)到SBS熔脹溫度，然后按照SBS的添加劑量加入常溫的SBS固體顆粒，使SBS在瀝青中溶脹。剪切是整個(gè)改性過程中關(guān)鍵的一步，膠體磨是改性瀝青設(shè)備的核心，它處于高溫、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境下，膠體磨的外層為夾套結(jié)構(gòu)，設(shè)有循環(huán)保溫系統(tǒng)，同時(shí)起減震和降低噪音的作用，膠體磨內(nèi)部為帶有一定數(shù)量齒槽的環(huán)狀動盤和環(huán)狀定盤磨刀，間隙可以調(diào)整，物料粒度的均勻性和膠溶效果由齒槽的深度、寬度及磨刀的數(shù)量、形成結(jié)構(gòu)的特定工作區(qū)域來決定。隨著動盤高速旋轉(zhuǎn)，改性劑受到強(qiáng)大的剪切和碰撞而不斷分散，將顆粒磨細(xì)，與瀝青形成混溶的穩(wěn)定體系，達(dá)到均勻共混的目的。改性瀝青的生產(chǎn)最后都要經(jīng)過發(fā)育的過程，研磨后，瀝青進(jìn)入成品罐或者發(fā)育罐，溫度控制在170-190℃，在攪拌器的作用下進(jìn)行一定時(shí)間的發(fā)育過程。在這個(gè)過程中往往加入某種改性瀝青穩(wěn)定劑來提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性[2]。

2、SBS改性瀝青生產(chǎn)過程中質(zhì)量分析

通過了解SBS改性瀝青的生產(chǎn)機(jī)理和生產(chǎn)工藝可知，SBS改性瀝青生產(chǎn)過程中剪切時(shí)間、發(fā)育時(shí)間、發(fā)育溫度等至關(guān)重要，對這些因因素的研究相當(dāng)關(guān)鍵。

2.1 剪切時(shí)間對改性劑分散性的影響

對某基質(zhì)瀝青在SBS改性劑劑量4.5%的條件下進(jìn)行改性，通過不同的剪切時(shí)間15min、30min、45min、60min ）剪切后的樣品立即取樣采用熒光顯微鏡進(jìn)行觀察如下圖1 所示：

從圖中可以看出：當(dāng)剪切時(shí)間為15min 時(shí)，SBS 改性劑剛被打碎，但是很不均勻，圖片中還能清晰的看到許多大的顆粒鉸鏈在一起；當(dāng)剪切時(shí)間為30min 時(shí)，大顆粒逐漸變少變小，SBS 改性劑顆粒開始變的均勻；當(dāng)剪切時(shí)間為45min 時(shí)，可以從圖上清晰的看到SBS 改性劑顆粒在瀝青中分散的很均勻，而且被打碎的很微小了；當(dāng)剪切時(shí)間為60min 時(shí)，由于45min 時(shí)SBS 改性劑已經(jīng)被充分破碎、分散磨細(xì)，SBS 改性劑開始與基質(zhì)瀝青更好相容，此時(shí)采用熒光顯微鏡很難明顯的在圖片中看到SBS 改性劑顆粒的存在。

2.2 發(fā)育時(shí)間對改性瀝青的影響

為了了解發(fā)育時(shí)間對改性瀝青的影響，筆者對不同發(fā)育時(shí)間的改性瀝青樣品進(jìn)行了軟化點(diǎn)和延度試驗(yàn)（發(fā)育溫度為180℃，延度采用5cm/min，5℃試驗(yàn)值），試驗(yàn)結(jié)果如圖2、圖3所示：

從圖2、圖3中可以看出：隨著發(fā)育時(shí)間的增加軟化點(diǎn)稍微下降然后提高；

延度隨著發(fā)育時(shí)間的增加先增加然后降低的。這是因?yàn)镾BS 在瀝青中的溶脹、分散是一個(gè)動態(tài)平衡的過程：當(dāng)剪力場存在時(shí)，一方面 SBS 不斷離開它的聚集塊分散到瀝青中去，另一方面瀝青中的 SBS 又會在運(yùn)動中聚集，重新回到 SBS 聚集塊中，當(dāng) SBS 進(jìn)入和離開瀝青的速度達(dá)到相等時(shí)，動態(tài)過程就達(dá)到了平衡；當(dāng)剪切完成后進(jìn)入發(fā)育階段剪力場撤去時(shí)，SBS 還會隨這一動態(tài)過程進(jìn)行的程度而發(fā)生聚集（不相容）或穩(wěn)定（相容）兩種現(xiàn)象。我們可以從圖中發(fā)現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，發(fā)育時(shí)間取2h。

2.3 溫度控制

在改性瀝青生產(chǎn)工藝中，除原料、設(shè)備外，最重要的是溫度控制。SBS 改性劑的熔點(diǎn)在180℃左右，基質(zhì)瀝青的加熱溫度越高，SBS 改性劑越容易被熔化、并能加快瀝青的溶解速度。但是，瀝青的溫度過高，瀝青容易老化，SBS 改性劑也會被氧化、焦化、分解、降解，造成使用性能下降。所以基質(zhì)瀝青的溫度應(yīng)控制在165-180℃之間。另外，改性瀝青存儲時(shí)的溫度也要重視。

3、 SBS改性瀝青質(zhì)量控制

3.1 SBS改性瀝青生產(chǎn)質(zhì)量控制

通過以上的研究分析，為了達(dá)到控制SBS 改性瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量，本文提出了施工現(xiàn)場生產(chǎn)改性瀝青的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)表1所示：

3.2 SBS改性瀝青的運(yùn)輸與存儲

（1）運(yùn)輸技術(shù)要求：SBS 改性瀝青在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在160℃以上，運(yùn)到混合料拌合場的溫度不應(yīng)低于140℃，運(yùn)輸車輛須在4-6 小時(shí)內(nèi)運(yùn)到指定地點(diǎn)，并及時(shí)把瀝青泵送到瀝青儲存罐中。

（2）瀝青拌合場儲存技術(shù)要求：SBS 改性瀝青的儲存溫度應(yīng)保持在150℃左右，若溫度低于所要求的儲存溫度，SBS 改性瀝青的粘度過大，會導(dǎo)致瀝青罐的油管路堵塞，最后只能停產(chǎn)修理。瀝青熱拌廠應(yīng)盡量少儲存SBS 改性瀝青，做到隨進(jìn)隨用，用時(shí)多存，不用時(shí)少存，存貯時(shí)間不宜超過24h。

結(jié)語

SBS改性瀝青用于瀝青混凝土具有諸多優(yōu)勢，SBS改性瀝青在生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制剪切時(shí)間、發(fā)育時(shí)間、發(fā)育溫度以及貯存時(shí)間、貯存溫度等參數(shù)才能生產(chǎn)出質(zhì)量有保證的產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]王濤，才洪美，張玉貞.SBS改性瀝青機(jī)理研究[J].石油瀝青，2008[2]P11～14.

[2]張德勤，范耀華，師洪俊.石油瀝青的生產(chǎn)與應(yīng)用[M].北京.中國石化出版社，2001.