沥青预储存供应(SBS改性沥青储存稳定性研究)

文章来源：微信公众号“沥青路面”

沥青是一种具有黏性、弹性和塑性的流变性材料，低温硬化变脆呈固体，高温容易软化，沥青路面易产生车辙，这与路面要求相矛盾，通常的沥青很难满足路面要求，所以，冬天温度低、夏天温度很高的地区，就选择不到理想的沥青结合料。人们试图使沥青的性能改变，这也促使了人们对改性沥青的研究、生产和应用。目前我国使用最多的改性剂就是SBS，因它能使软化点大幅度提高，同时又能使低温延度明显增加。而我国制作SBS改性沥青的方法主要是胶体磨法和高速剪切法，都是用机械方法使聚合物分散，与沥青混溶在一起，存在的问题是制得的SBS改性沥青在储存、运输和施工过程中SBS与沥青容易发生相分离，使得改性沥青的性能劣化，不能充分地发挥改性沥青的优越性。这就要求我们解决SBS改性沥青的离析问题，充分发挥SBS改性沥青优越的路用性能，使其像普通沥青那样灵活应用，这样才能使SBS改性沥青广泛应用于工程实践，对促进路面新技术的发展，提高公路建设水平，改变我国公路交通落后于经济发展的局面具有重大意义。

试验部分

基质沥青的性质

本研究选择国内沥青市场上常用的10种基质沥青为研究对象，10种沥青分别编号为1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号。

研究中所用的稳定剂为武汉五方提供，糠醛抽出油为中国石化股份有限公司南阳油田分公司石蜡精细化工厂提供，SBS为岳阳巴陵石化的79-1型。

改性沥青的制备方法

试样的制备过程是：将一定比例的基质沥青、SBS、糠醛抽出油(内加法)加入到定制容器中，并用高速剪切机进行剪切直至温度达到180℃左右，再提高剪切速度使其剪切40min；剪切结束后，将沥青转人发育炉中，温度控制在175℃，加人一定剂量的稳定剂，发育时间为3h，发育结束后对制备的改性沥青进行性质分析。

试验结果及讨论

改性沥青的基本性质分析

1号基质沥青利用不同掺配比例制得SBS改性沥青的储存稳定性与相容剂糠醛抽出油、稳定剂、SBS的含量有关，还可以看出在不凝胶的情况下，加入较多的糠醛抽出油制得的SBS改性沥青的储存稳定性较好。这是因为糠醛抽出油可以增加SBS与沥青的相容性，能促进SBS在沥青中更充分的溶胀，增强其在沥青中的分散能力。通过多次探索试验，摸索合适的配方，对于不同的基质沥青制得改性沥青，按照相同的掺量，相同的制作工艺，基质沥青制得的改性沥青没有离析。但是制得的改性沥青离析结果不尽理想，其中3的离析结果为1.3℃，6的离析结果为0.1℃，离析结果相差较大。这些差异性可能与基质沥青的组成及制样过程有关。

芳香分含量较多的沥青与SBS的相容性较好，分散较均匀，能够较好的储存，那是由于芳香分能促进SBS的溶胀，有利于SBS在沥青中更好的分散。但是对于有些基质洒青，尽管改变糠醛抽出油、SBS、稳定剂的比例，还是不能保证制得的改性沥青不离析。这时候仅仅通过改变加人量的比例不能满足需求，应改善SBS与基质沥青的相容性。其原理如下：在剪切过程中，沥青和SBS分别形成连续相，SBS吸收沥青中的部分轻质油分发生溶胀分散在沥青的连续相中，沥青性能得到改善，这就是SBS改性沥青的相容体系，即通过改善改性沥青的制作工艺，在剪切之前先让其预溶胀，使SBS充分吸收沥青中的轻质油组分，在沥青中充分的溶胀开，相互之间形成交联的结构，达到分散均匀地状态，从而提高改性沥青的储存稳定性。

预溶胀+剪切分散+发育制备改性沥青

将一定比例的基质沥青(9号、10号)、糠醛抽出油、SBS(内加法)加入到定制容器中，将沥青加热到150~175℃之间，在低速下预溶胀40~60min，再将雖调高到185℃，在高速下剪切40~60min，剪切结束后加上搅拌装置，加人适量的稳定剂，发育3~5h，温度保持在175℃，发育结束后倒样。

9(1)在做好样后放置一晚凝胶了，9(2)的离析温差仅仅为0.4℃，而且基本符合复合改性沥青技术要求I-Ｃ标准，两者唯一不同的是9(2)预溶胀1h，说明预溶胀对于改善沥青的储存稳定性有着一定的效果，之所以预溶胀会改善沥青储存稳定性，是因为预溶胀使SBS能够与沥青充分的混溶，使SBS充分均匀地分散在沥青中，发挥SBS的改性作用，从而稳定性也增加。10(1)、10(2)、10(3)与10(4)、10(5)、10(6)形成对比，前者即使通过多次试验摸索合适的掺加量，也不能使制得的SBS改性沥青不离析，说明SBS与基质沥青所形成的结构是不稳定的，后者通过改善制作工艺，在剪切前加入预溶胀这一步，并通过多次试验摸索合适的掺加量，能够使最终制得的改性沥青不离析，而且稳定性较好，说明通过预溶胀能够使SBS与沥青充分的混溶。但是仅仅通过测离析数据不能从根本上说明这个原理，利用荧光显微镜来探究SBS在沥青中的分散状态，从而判断是否预溶胀会影响SBS与沥青的相容性。

在未预溶胀剪切后的改性沥青分散图片中，SBS粒子大都是以圆球体分散在沥青相中，SBS与沥青的相界面比较明显，说明SBS粒子极力缩小自己的体积以降低其表面张力，并且没有得到较充分的溶胀，从侧面说明SBS与基质沥青的相容性不好。而经过预溶胀后，SBS粒子间就发生了明显的交联，形成了弹性网状结构，更好的分散在沥青中，从而能够解释为何经过预溶胀后剪切发育制得的改性沥青储存稳定性好。

结论

ａ)不同基质沥青对储存稳定性有明显影响。在同样的制备条件及稳定剂的条件下，不同基质沥青的储存稳定性不一样，有些沥青可以稳定，有些沥青很难稳定。从之前试验可知，芳香分含量高、饱和分含量低的沥青与SBS的相容性较好，因为芳香分能够促进SBS在沥青中的溶胀。

b)在同样的参加量和稳定剂条件F，通过改善改性沥青的制备条件可以改善改性沥青的储存稳定性，可以通过在剪切前先将沥青预溶胀，这样可以促进SBS与沥青的相容性，形成比较稳定的弹性网状结构，从而提高其储存稳定性。