【摘要】：隨著中國汽車工業(yè)的高速發(fā)展,我國廢舊輪胎每年的產(chǎn)生量超過1000萬噸,并正以每年約10%的速度遞增。廢舊輪胎化學(xué)組成十分復(fù)雜,結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,難以降解,大量堆積會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。采用廢舊輪胎制備膠粉用于瀝青改性,不僅可以廢物利用,減少環(huán)境污染,還可以有效改善瀝青路面路用性能,可謂一舉多得。雖然橡膠瀝青路面在我國得到了一定的應(yīng)用,但是其組分對瀝青性能的影響缺乏系統(tǒng)研究。本文將研究廢舊輪胎膠粉組分對瀝青性能的影響,有助于探究膠粉與瀝青的作用機(jī)制,有效提高瀝青路面路用性能,對推廣橡膠瀝青路面的應(yīng)用具有重要意義。本研究選用自行車、小轎車和卡車3種典型的廢舊輪胎,采用常溫破碎法制備膠粉,依次標(biāo)記為B、P、T三種膠粉,并手工篩分出3種顆粒尺寸(40/60目、60/80目和80/100目),共9種膠粉樣品,用于膠粉性能測試和膠粉改性瀝青的制備。選用SK-70和SK-90兩種基質(zhì)瀝青與9種膠粉樣品進(jìn)行混合,采用濕法工藝制備18種膠粉改性瀝青樣品,用于性能測試。利用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用儀、掃描電子顯微鏡、能譜儀對不同膠粉的化學(xué)成分、表面形貌、元素含量和熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析,探究廢舊輪胎膠粉由于組分不同造成的性能差異,從而研究廢舊輪胎膠粉組分對瀝青性能的影響。結(jié)果表明,卡車輪胎主要以天然橡膠為主,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰可見;小轎車輪胎以丁苯橡膠為主;自行車輪胎以丁基橡膠為主,且硫化程度較高。利用布氏粘度儀對不同瀝青樣品的動(dòng)力粘度進(jìn)行了測試;采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀頻率掃描試驗(yàn)測試了不同瀝青樣品的動(dòng)態(tài)剪切復(fù)合模量和相位角,再利用MHS模型進(jìn)行主曲線擬合,對不同瀝青樣品的動(dòng)態(tài)流變性能進(jìn)行分析;采用彎曲梁流變儀對不同輪胎膠粉改性瀝青低溫蠕變性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明,小轎車輪胎膠粉改性瀝青在高溫條件下,復(fù)合模量較基質(zhì)瀝青提高了7.6倍,相位角較基質(zhì)瀝青減低了33%,因此其具有更好的高溫抗車轍能力和溫度敏感性;卡車輪胎膠粉改性瀝青在低溫條件下,蠕變勁度模量較基質(zhì)瀝青降低了73%,蠕變速率較基質(zhì)瀝青提高了16%,因此其具有更好的變形能力和較強(qiáng)的低溫抗裂能力。利用動(dòng)態(tài)剪切流變儀進(jìn)行疲勞試驗(yàn),分析膠粉組分對其改性瀝青疲勞性能的影響;采用疲勞-愈合試驗(yàn)對膠粉改性瀝青的自愈合性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,卡車輪胎中含有較多天然膠粉,可在基質(zhì)瀝青中形成密集的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其改性瀝青具有更好的抗疲勞性能;由于自愈合過程中存在較好的再溶脹作用,小轎車輪胎膠粉改性瀝青表現(xiàn)出更好的自愈合性能;自行車輪胎膠粉中硫元素含量較小轎車和卡車輪胎膠粉分別高出32%和35%,其硫化程度最高,因此該膠粉與瀝青的相容性較差,其瀝青改性效果不及其它兩種膠粉。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE626.86
【圖文】：

橡膠輪胎結(jié)構(gòu)示意圖

三種廢舊輪胎膠粉

因此可以推測小轎車輪胎膠粉可以對瀝青起到較好的改性效果；卡車輪胎膠粉顆粒表面具有緊密的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出卡車輪胎膠粉中天然橡膠含量多的特點(diǎn)，天然橡膠粘度大，導(dǎo)致了橡膠顆粒聚集在一起，同時(shí)天然橡膠在瀝青中具有較好的相容性，因此可以推測，卡車輪胎膠粉可以有效改善瀝青性能。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2748469