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基于废旧橡胶裂解技术的公路沥青路面再生剂研发与应用研究
时间:2018-06-13 浏览:811

    随着我国公路建设事业的蓬勃发展,如何对废弃材料进行高效的利用,是我国公路行业迫切需要解决的技术重点与难点之一。本文以废旧橡胶轮胎为原料,采用卧式旋转裂解技术,将蒸发出的气体通入降压包中进行降压分离,其中气体部分通过冷凝系统得到冷凝液,试制沥青再生剂基础轻质油。并在试制的轻质油的基础上,添加其它功能助剂,通过混溶的方式,试制沥青再生剂,用于再生废旧沥青混合料(RAP)中的沥青。并根据08版《公路沥青路面再生技术规范》与《公路沥青路面施工技术规范》对研发的再生剂与再生沥青进行技术性能评价。以期完成废旧橡胶轮胎与废旧沥青混合料的双重回收利用。

    再生剂的制备

    沥青再生剂是掺加到再生沥青混合料中,用于恢复已老化沥青性能的添加剂,常用的再生剂主要包括芳香油、稀释油、还原剂等,其原理在于通过提高废旧沥青中芳香烃的含量,改善老化的沥青中四组分的含量,进而还原沥青的性能。本文通过对废旧橡胶进行催化裂解,试制可用于还原沥青性能的基础轻质油,并在其基础上,添加其它功能助剂,通过混溶的方式,试制沥青再生剂,再生废旧沥青混合料中的沥青。具体制备过程如下:

    (1)裂解:将废旧橡胶轮胎研磨为胶粉,分别将废旧橡胶胶粉、松焦油、热稳定剂按重量比95∶4∶1放入卧式旋转裂解器内,升温至340~370℃后停止加热;

    (2)降压分离:待卧式旋转裂解器内温度降到320℃后,恒温2h,然后自然冷却,并将蒸发出的气体通入降压包中进行降压分离,其中气体部分向上进入冷凝系统得到冷凝液;

    (3)制备基础轻质油:将得到的冷凝液中的水和高聚物分离,将得到的高聚物作为基础轻质油;(4)添加功能助剂混溶:向制备的基础轻质油中加入其自身重量3%的环氧树脂e-44和1.5%的固化剂t-31,搅拌均匀得到沥青再生剂。

    再生剂性能测试

    根据08版《公路沥青路面再生技术规范》JTGF41-2008,对研发的沥青再生剂(以下简称1号再生剂)进行性能评价,并与应用程度较广的其他2种再生剂(以下简称2号再生剂、3号再生剂)进行对比。

根据试验结果,本文研发的1号再生剂满足规范中RA-25型再生剂的要求,相较于其他两种再生剂,1号再生剂的60℃粘度值较高,老化后粘度与质量变化较小,闪点较低,说明本产品稳定性较好,但在使用过程中应注重施工安全。

    再生沥青性能评价

    通过对老化沥青添加不同剂量的1号再生剂、2号再生剂、3号再生剂,研究这3种再生剂对回收的废旧沥青性能(沥青3大指标)的影响,着重研究再生剂掺量与废旧沥青老化程度对再生效果的影响。试验中采用的废旧沥青分是从严重老化废旧沥青混合料中回收得到的,其25℃针入度分别为12、软化点为73、延度为0。按照不同再生剂用量(均为沥青质量的百分比)对老化沥青进行混溶再生。

    可知,当废旧沥青中掺加再生剂剂量相同时,3种再生剂中1号再生剂对废旧沥青的再生效果最佳,2号再生剂3号再生剂次之。而且对废旧沥青的再生效果与再生剂的用量并不线性相关,在考虑经济因素的前提下,存在一个最佳掺量。针对本次试验,1号再生剂的最佳掺量为15%,2号与3号再生剂的最佳掺量均为20%。

    结论

    (1)本文以废旧橡胶为原料,采用卧式旋转裂解技术,将蒸发出的气体通入降压包中进行降压分离,冷凝液后添加其它功能助剂,通过混溶的方式,研发了一款可用于废旧沥青再生的沥青再生剂。

    (2)本文研发的再生60℃粘度值较高,老化后粘度与质量变化较小,闪点较低,稳定性较好,但在使用过程中应注重施工安全。

    (3)再生剂对废旧沥青的再生效果与再生剂的用量并不线性相关,在考虑经济因素的前提下,存在一个最佳掺量。针对本次试验,本文研发的再生剂最佳掺量为15%,低于同类型再生剂的最佳掺量。


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