工艺改性

工艺改性（共10篇）

工艺改性 篇1

1 SBS改性沥青混合料的拌制

SBS改性沥青混合料应严格按照规范配合比和设计油石比进行拌合。SBS改性沥青混合料的拌合要求在较高温度下拌合, 改性沥青加热温度150 ℃～170 ℃, 矿料温度180 ℃～190 ℃, 沥青混合料拌合温度170 ℃～190 ℃, 如果混合料温度超过195℃, 应将混合料废弃, 已铺筑的路面予以铲除。

2 SBS改性沥青混合料的运输

1) 根据拌合楼和摊铺机生产能力以及运距计算车辆数, 保证摊铺机摊铺时前面常保存有4～5辆待卸车, 运输车辆采用大吨位运输车, 保证运力满足要求。

2) 运输车辆的车厢应清扫干净, 并涂刷油水混合物, 严禁有泥沙或其他杂物残留车厢;为防止沥青混合料与车厢板粘结, 在车厢侧板和底部涂1:3的柴油水混合液。

3) 装料过程中, 为减少沥青混合料的粗细颗粒离析现象, 应缩短出料口到车厢的装料距离, 往车厢内装一斗料, 车就移动一次位置。

3 SBS改性沥青混合料的摊铺

1) 摊铺前必须处理下承层, 该项工作应在摊铺前1d完成, 并验收确认。

具体要求如下:彻底清扫、冲洗下承层的污染物, 砂浆和其他浮渣应用钢刷擦清。下承层的坑槽、松散和其他病害应按规定用沥青混合料修补。对下承层的标高、横坡、平整度要进行检测, 对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。

2) 洒布粘层油。

由于本工程下承层已受到一定污染, 为确保上面层与下承层粘结完好, 在摊铺沥青混合料前, 应对下承层、横缝接口与新铺沥青混合料接触的路缘石、雨水进水口、检查井等的侧面, 均喷洒一层粘层油。其质量控制要点如下:粘层油质量应满足规范要求;粘层油用量应满足设计要求, 且应洒布均匀, 局部少洒或多洒的地段应用人工补洒或予以刮除;路面有脏物尘土时应清除干净。当有沾粘的土块时, 应用水刷净, 待表面干燥后浇洒;当气温低于10 ℃或路面潮湿时, 不得浇洒粘层沥青;粘层沥青应保证在摊铺前乳化沥青破乳, 水分蒸发完后且确保其不受污染。

3) 摊铺。

(1) 摊铺温度宜控制在170℃～180℃之间, 不得低于165 ℃。

(2) 每次摊铺前, 摊铺机应调整到最佳状态, 调试好螺旋布料器两端的自动料位器, 并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度, 使熨板的档料板前后混合料在全宽范围内均匀分布, 避免摊铺出现离析现象, 并随时分析、调整粗细集料是否均匀, 检测松铺厚度是否符合规定, 以便随时进行上述各项调整。

(3) 上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制, 不得采用钢丝引导的高程控制方式, 应密切注意平衡梁的每个红外线感应探头都在正常工作和每个线头接触良好。摊铺机行走前, 应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好, 确保起始摊铺厚度满足要求。

(4) 连续稳定的摊铺, 是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度予以调整选择, 做到缓慢、均匀不间断摊铺, 不应以快速摊铺几分钟, 然后再停下来等下一车料, 午饭应分批轮换进行, 切忌停铺用餐, 做到每天收工停机1次。

(5) 摊铺的混合料未压实前, 施工人员不得进入踩踏。一般不得用人工整修, 只有在特殊情况下, 需在现场技术人员指导下, 允许用人工找补或更换混合料, 缺陷严重时予以铲除, 并调整摊铺机或改进摊铺工艺。

(6) 摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度, 确保松铺厚度偏差在0～2 mm以内。目测混合料的质量, 发现问题及时报告技术负责人予以处理。

4 SBS改性沥青混合料路面平整度控制的技术措施

施工前首先要将沥青混合料中面层的质量缺陷弥补好, 以保证中面层清洁、无杂物、平整、无明显局部突起或低洼处, 因为下面层、中面层将为上面层的平整度打基础, 摊铺机的撒料分布会因多占或少用而受影响。仅通过几公分厚的上面层来弥补中面层的缺陷, 质量难以保证。施工中的平整度控制应严格防止混合料产生离析, 自卸车在装料时要按规定的次数进行移动, 规范中要求移动一次一斗料装车。改性沥青混合料储仓卸料口也不宜距自卸车太高, 以免粗集料离析。摊铺机应均匀、连续、不间断摊铺。摊铺机前洒落的混合料要及时清理, 人工在摊铺好的路上进行修补往往适得其反, 达不到效果。碾压速度要与摊铺机速度相匹配。碾压要保持合理有效的遍数, 应遵循:先静压一遍、振动二遍、结束前静压二遍的五遍原则, 同时要解决好粘轮与水隔离的关系, 防止过度用水造成的急骤降温。在碾压时, 先轻碾后重碾, 先压边, 后逐步向路中心碾压。按工艺规定的碾压速度、遍数、重叠宽度进行初压、复压、终压三个步骤, 终压用轮胎压路机静压收面, 直至无轮迹影。

参考文献

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社, 2001.

工艺改性 篇2

SBS 改性沥青防水卷材是以热塑性弹性体为改性剂，将石油沥青改性后作浸渍涂盖材料。以玻纤毡、聚酯毡等增强材料为胎体，以塑料薄膜等作防粘隔离层，经过各工序加工制成的一种成形的柔性防水卷材，在施工中没有有害物质，是符合环保要求的一种新型材料。

SBS 改性沥青防水卷材的施工方法有两种。

1)热溶铺贴法

(1)采用热溶铺贴法可以降低防水层的工程造价，既省粘合剂用量亦可避免防水层空鼓现象产生；

(2)基层处理为水泥砂浆找平层，要求坚实、平整、光泽、无起鼓现象。基层必须干燥。含水率要求在9%以下；

(3)在干燥的基层上涂刷 SBS 改性沥青防水卷材冷底油，要求涂刷均匀一次涂好，干燥6h(根据气温而定，以不粘脚为好)；

(4)先把卷材按位置摆正，点燃喷灯(喷灯距卷材0.3 m 左右)，用喷灯加热卷材和基层，待卷材表面溶化后随即向前滚铺，加热要均匀，滚压时不要卷入空气和异物，要求压实、压平。在卷材还未冷却前，用抹子把边封好，再用喷灯均匀细致地把缝封好，特别注意边缘和复杂部位，以防翘边；

(5)双边做法施工工艺和单层做法的施工工艺基本相同，铺贴第二层应与第一层卷材按缝错开0.3 m左右(一般建筑做单层即可)；

(6)安全防护:热溶施工要加强汽油的保管和喷灯的管理养护，预防火灾和工伤事故的发生。

2)冷粘法

(1)基层处理和涂刷基层处理剂与热溶铺法相同；

(2)涂刷基层粘合剂:有 SBS 粘合剂橡胶沥青粘合剂、氯丁胶粘合剂，任选一种。要求涂刮均匀一致，每平方单层用量0.5～0.7 kg ；

(3)铺粘防水卷材工艺:先将卷材按位放正后留出10 cm 宽的搭茬，前面滚铺，后面滚压，要求铺粘密实、平整，注意不要卷入空气和异物，无皱折，无起鼓，接缝处应满涂粘合剂，干燥20 min 再用力压滚，使其粘贴结实牢固。

(4)表面处理:卷材贴完后若需要砂粒保护，可再涂一层橡胶沥青涂料，并撒砂粒或云母即可，在施工时(只需3人)每人一灯各自完成自己的工序。3 SBS改性沥青防水卷材与石油沥青纸胎油毡施工造价对比

工艺改性 篇3

关键词：苯乙烯醇酸树脂机理工艺

苯乙烯改性醇酸树脂兼有聚苯乙烯和醇酸树脂两种材料的特性，用以制漆时得到的漆膜具有优良的耐水性、耐化学品性、电绝缘性。耐候性稍差。聚苯乙烯为热塑性材料，因此苯乙烯改性醇酸树脂漆膜对溶剂敏感，其敏感程度随苯乙烯含量下降而降低。由于共聚消耗了一部分双键，所以改性醇酸树脂的氧化交联度减低，其程度随苯乙烯含量的增加而增加，但干燥时间缩短。

化学改性可以分为以下几类：如改性剂起羧基作用、改性剂起羟基作用以及利用双键反应的化学改性等。化学改性中尤以利用双键反应的化学改性最为重要，其中以苯乙烯类改性最为典型，主要有共聚法和预聚物法两大类。

一、苯乙烯改性醇酸树脂的方法

1、共聚法

乙烯类单体改性醇酸树脂常采用共聚法。按照共聚法中苯乙烯的加入时间及加入方式不同，可分为前苯乙烯化和后苯乙烯化两种方法。

(1)前苯乙烯化法

前苯乙烯化法主要包括植物油的苯乙烯化法、脂肪酸的苯乙烯化法和单甘油酯的苯乙烯化法三种。对以上几种苯乙烯改性方法的工艺要点分述如下。

a、植物油苯乙烯化法

该法的工艺要点为：首先，苯乙烯单体和油在引发剂存在下反应，生成共聚油这种均一产物，该产物可直接代替植物油制备醇酸树脂。苯乙烯化的植物油，先用甘油(季戊四醇或其他多元醇)醇解生成脂肪酸单甘油酯，然后用苯酐等多元酸进行酯化。

b、脂肪酸的苯乙烯化法

该法的工艺要点为：先将苯乙烯和引发剂滴加进盛有D C O酸的反应釜中，进行脂肪酸的苯乙烯化反应，然后真空蒸馏除去剩下的苯乙烯，再向反应釜中加入甘油等多元醇，在惰性气体保护下进行醇解，最后加入配方量的苯酐等多元酸进行酯化。

c、单甘油酯的苯乙烯化法

该法的工艺要点为：以适当配比的含共轭双键和非共轭双键的混合植物油为原料，如DCO和亚麻油(或豆油)、桐油和亚麻油(或豆油)，加入LiOH等醇解催化剂，并用一部分甘油、季戊四醇等多元醇进行醇解，生成单甘油酯；然后加入苯乙烯、二甲苯和引发剂，在适宜温度下进行单甘油酯的苯乙烯化反应，生成苯乙烯化单甘油酯；再用多元酸(如苯酐)及剩余的甘油酯化，生成苯乙烯化醇酸树脂。

(2)后苯乙烯化法

后苯乙烯化法又称为醇酸树脂的苯乙烯化法。该法的工艺要点是：首先合成含共轭双键的基础醇酸树脂，然后用基础醇酸树脂和苯乙烯单体(有时还包括少量丙烯酸类单体)，在引发剂存在及合适温度条件下，进行共聚反应(即醇酸树脂的苯乙烯化)，直至得到我们所要求的粘度。该法的工艺特点是工艺过程容易控制，利用常规醇酸树脂的生产设备即可进行改性醇酸树脂的工业化生产。

苯乙烯与含共轭双键的脂肪酸、植物油或醇酸树脂能发生共聚反应。苯乙烯与含双键的脂肪酸共聚容易，与含非共轭双键的脂肪酸则共聚很慢。例如，桐油脂肪酸中90％含共轭双键，共聚时容易成胶；脱水蓖麻油(DCO)中25％左右的脂肪酸含共轭双键，共聚极慢，发生共聚反应的同时，苯乙烯将自聚成聚苯乙烯(Ps)而與油相分离。在共聚过程中，通常发生如下反应，它们按不同机理进行。

2、预聚物法

预聚物法主要有聚苯乙烯羟基预聚物法和羧基预聚物法两种。

(1)聚苯乙烯羟基预聚物改.眭法

该法以聚苯乙烯二醇改性为代表，它主要是通过在聚苯乙烯分子链的末端上引入羟基反应性基团，然后通过化学反应将聚苯乙烯聚合物引入醇酸树脂中。聚苯乙烯二醇在改性中起到了双重作用：第一，它所提供的活性羟基，代替了常规醇酸树脂合成所用的甘油或其它脂肪族多元醇；第二，长链聚苯乙烯的引入赋予改性醇酸树脂以较高的硬度、良好的耐水性和耐化学品性。此类改性工艺较复杂，难以工业化生产。

(2)聚苯乙烯羟基预聚物改性法

此法的工艺要点为：首先由苯乙烯和(甲基)丙烯酸等丙烯酸单体合成带活性羧基的预聚物，然后该预聚物可以直接代替部分多元酸(如苯酐等)，在植物油的醇解物的酯化过程或两步法脂肪酸酯化过程中进行酯化反应，这样，带羧基的苯乙烯预聚物将接入到醇酸树脂分子链上，该法又称作共酯化法。这样，改性醇酸树脂将集中醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯(PS)三种物质的优点，所得树脂的耐候性、柔韧性和耐溶剂性优于单纯以苯乙烯改性的醇酸树脂。但此类改J眭工艺复杂，改性产品价格较贵。

二，醇酸树脂的苯乙烯化改性的工艺

苯乙烯改性顺酐醇酸树脂的工艺特点为：采用后苯乙烯化方法进行改性研究，保证了改性工艺过程简便易操作，改性醇酸树脂的质量稳定；采用溶液聚合法进行苯乙烯改性醇酸树脂的接枝共聚反应，克服了本体聚合法中易出现反应体系的温度升高过快和反应不稳定等缺陷；另外，以含共轭双键的活性较高的顺酐作为多元酸部分代替苯酐，可提供足够多的接枝共聚活性位点；在引发剂加入前，使苯乙烯单体(或混合单体)进行一定时间的热聚合，这样，改性工艺过程将更加稳定。改性过程的工艺要点为：首先在带有搅拌器、热电偶温度计(连接温控仪)、回流冷凝器等附件的四口烧瓶中，加入称量好的基础醇酸树脂、st、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和部分溶剂，加热至125～135℃，保温1h后，将配方量75％的引发剂及部分溶剂加入滴液漏斗，在3～4h内滴完。保温2～3h后，分次补加剩余的引发剂。保温过程中，间隔lh取样，检测聚合反应体系的粘度和不挥发分含量，但体系的粘度和单体转化率均合格后，迅速降温，兑稀出料。

工艺优化主要体现在以下几方面：第一，常规后苯乙烯化法改性醇酸树脂，一般是先加入基础醇酸树脂，然后滴加大部分混合单体与引发剂，再分次补加剩余单体和引发剂的方法。但本文通过实验研究，发现该方法存在以下不足：第一，由于采用滴加方式加料，反应体系中单体浓度较小，反应速率较低，反应时间较长；第二，由于同时存在单体的自聚及单体与基础醇酸树脂的接枝共聚等竞争反应，降低了接枝共聚反应的速率，减少了接枝共聚物的产生量，影响了改性树脂的外观和质量。为此，从工艺优化的角度考虑，我们增加了混合单体的热聚合这一过程，稳定了工艺过程，提高了聚合反应速率，改善了改性树脂的质量。如果改性剂为苯乙烯(st)单体，则热聚合过程将生成较多苯乙烯均聚物(PS)，如果改性剂为st与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)的混合物，则它们可能会先生成部分丙烯酸预聚物(PP)，这些在热聚合过程中生成的Ps和PP将同样参与按枝共聚反应，并且会由于它们的产生，避免了聚合反应过程中局部升温过高，容易产生爆聚现象，此时，树脂的分子量剧增，以致出现凝胶化现象。

试论胶粉改性沥青及其生产工艺 篇4

大规模的废旧轮胎将会带来巨大的社会环保问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生利用方式, 其中废旧胶粉在公路行业中的使用是废旧轮胎处理的主要途径之一。同时, 这还是改善路面使用性能, 延长路面使用寿命, 节约建设投资等的有效方式。本文作者从橡胶粉改性沥青的作用机理、技术性能、质量指标及生产工艺进行了详细分析, 为橡胶沥青砼在公路行业中进一步推广应用提供借鉴。

2 橡胶粉在沥青混合料中的作用机理

橡胶粉来自汽车的废旧轮胎, 而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, 橡胶粉掺加到沥青中可以看成是一种复合改性作用。

从试验结果可知, 橡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, 由于橡胶粉颗粒本身具有良好的回弹性能, 如果混合料中橡胶粉添加不当, 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, 橡胶粉颗粒的掺加需要进行选择, 对于橡胶粉混合料的级配应选择断级配, 而不宜选择连续级配, 其间断程度与橡胶粉的目数和剂量有关。

3 橡胶粉对沥青混合料技术性能的影响

对高温性能的改善。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。在试验温度为70℃时, 当仅使用SBS改性沥青, 混合料的动稳定度为1468次mm;当再掺加10%的80目橡胶粉后混合料的动稳定度提高到2795次mm;当掺量为20%时DS达到了3407次mm;当掺量为30%时DS为3870次mm。

对低温性能的改善。从低温弯曲试验结果可知, 随着橡胶粉掺量的增加, 混合料的低温劲度模量逐渐减小, 低温的极限弯拉应变逐渐增加, 这些都表现出混合料中掺加橡胶粉后低温性能的明显改善。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。以上试验结果表明, 橡胶粉对改善混合料的低温性能是有利的。

对疲劳性能的改善。从橡胶粉混合料小梁的疲劳试验结果曲线 (三分点加载, 试验频率10Hz) 可以看出, 随着橡胶粉掺量的增加, 混合料的疲劳寿命逐渐增加。这是由于混合料中掺加橡胶粉后, 混合料的弹性明显增加, 这样在动态荷载作用下, 混合料的动态响应能力增加, 因此使动态的疲劳寿命增加。

对混合料水稳定性能的影响。橡胶粉对混合料水稳定性的影响分为动态荷载和静态荷载两个方面。当采用静态荷载时常用的试验方法有残留稳定度和冻融劈裂试验, 这些试验尽管加载速率采用快速加载, 但试验荷载与汽车的动态荷载相比还是很慢的, 因此归结为静态试验。从数据看, 随着橡胶粉掺加剂量的增加混合料的冻融劈裂强度比TSR逐渐降低, 说明这种试验方法测定的混合料水稳定性出现衰减。为了解决这个问题, 国内外常用的方法是在橡胶沥青混合料中采用水泥或消石灰代替矿粉。

4 橡胶粉改性沥青技术质量指标:

5 橡胶改性沥青的生产工艺

5.1 湿法

先将废旧胶粉 (CRM) 在特定温度的热沥青中拌和45min使胶粉充分溶胀, 再经过高速剪切所得的混合物称为胶粉改性沥青。如果橡胶粉剂量太大, 改性沥青的粘度太大, 泵送有困难, 所以从技术、经济的角度出发, 橡胶粉的用量不能超过沥青质量的20%。当改性沥青用于应力吸收膜时, 胶粉的用量可高达25%-35%。湿法制备改性沥青的工艺比较简单, 不过改性效果与胶粉的细度关系很大, 粒度越细, 越易拌和均匀, 且不发生离析、沉淀现象, 有利于管道输送或泵送。据有关资料, 如果将橡胶粉先经少许重油浸泡融涨, 再与沥青混融, 将有利于胶粉在沥青中的分散, 提高改性沥青的效果。湿法制改性沥青常用到高速剪切乳化机, 这是生产胶粉改性沥青的关键技术, 其工艺流程见图1、图2。

5.2 干法:

将剂量为沥青混合料总量的2%-3%的胶粉喷入正在搅拌的热沥青拌和锅中, 搅拌约20min即成为胶粉改性沥青混合料。重庆某研究所曾用此法制成的改性沥青铺设了一段试验路面。上海某交通轮胎翻修厂将废橡胶粉经活化处理制成活化胶粉, 掺入沥青中, 使之与沥青结合更为紧密, 效果更好, 但价格偏高, 末在工程中使用。

6 橡胶沥青湿法加工工艺比较

目前, 橡胶沥青湿法加工工艺主要分为高温溶解拌合反应法和先膈胀后剪切亚高温拌合反应法二种。虽然说前者是美式工艺流程, 应用的历史相对较长, 但笔者并不苟同。众所周知, 温度是橡胶沥青制作过程控制的重要参数之一, 温度对橡胶沥青反应时间有较大的影响, 因此, 反应温度不能太低。实验表明, 胶粉改性沥青反应温度较制作SBS改性沥青提高10℃-30℃, 达190℃-210℃。如果温度过高, 沥青的性能指标不稳定, 沥青易老化或结焦, 而且随着温度的升高, 延度、针入度呈现上升趋势, 软化点则是先上升后下降, 以190℃左右最佳。而高温溶解法的加工温度高达230℃以上肯定是不可取的, 它同时带来严重的环境污染和生产安全问题。

其次橡胶沥青的反应时间还与橡胶粉颗粒大小有关, 一般胶粉颗粒越细, 越容易在沥青中混合分散, 反应时间缩短。但过细的胶粉在沥青中容易被“消化”或“油化”, 使橡胶沥青过早失去弹性, 因此, 胶粉的料度以20-40目为宜, 胶粉的质量应符合标准, 其天然胶碳氢化合物含量应大于30%。虽然高温溶解法也加入40目以下的胶粉, 但存在如下问题:a) 胶粉颗粒大, 在沥青中很难溶涨分散, 不能很好地发挥胶粉对沥青的改性作用;b) 大颗粒的胶粉极易与沥青发生离析;c) 用这样的胶粉配制的混合料, 在铺路中难以压实。只有通过高速剪切机对橡胶沥青半成品料进行高速剪切碾磨后才能解决这个问题。因此橡胶沥青制作需要有一个剪切过程, 逐渐为国内外同仁所认同, 剪切分高速剪切和低速剪切, 所谓低速剪切实际就是在融胀罐中进行一定时间的搅拌作用, 在搅拌器的作用下可加速胶粉在沥青中分散、溶胀;高速剪切就是通过高速剪切机剪切研磨, 加速胶粉的细化, 有利于脱硫、降解, 加速橡胶沥青的制作过程。

另外, 橡胶沥青制作过程需添加一定的添加剂, 包括流化剂和渗透剂。掺加流化剂1‰以下, 可降低橡胶沥青粘度, 确保产量, 并方便橡胶沥青的运输、储存和喷洒施工等;掺加1‰以下的渗透剂促进胶粉与沥青的配伍性, 使橡胶改性沥青的储存在一定时间内不离析、不沉淀, 施工时不需专用的橡胶沥青运输、洒布及拌和设备, 降低橡胶改性沥青使用总成本。而韩式橡胶粉改性沥青加工工艺可以彻底改变了目前中国国内及其它国家橡胶沥青纯高温溶解搅拌的加工工艺方法, 以搅拌、剪切、分散相结合, 并辅助以化学助剂, 利用物理和化学方法, 使胶粉和沥青形成稳定的体系, 不易产生离析, 使橡胶沥青贮存时间长达2个月左右, 从而保证了产品在长期贮存情况下的品质稳定性, 降低了施工的难度

参考文献

工艺改性 篇5

改性沥青SMA路面的施工工艺及质量控制

目前城市道路建设中普遍应用改性沥青SMA进行路面面层罩面,因此研究改性沥青SMA面层的施工工艺及质量控制方法,是道路发展的需要.

作 者：吴永  作者单位：江苏华宁交通工程咨询监理公司,江苏,南京,210018 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(26) 分类号： 关键词：改性沥青   SMA   路面   施工工艺   质量控制  

改性沥青路面施工工艺及质量控制 篇6

关键词：改性沥青,路面施工,质量控制

为了保证沥青混凝土路面的质量,预防路面早期破坏,提高公路的使用年限,在面层施工中引入了改性沥青工艺,以迎合交通量的迅速增长、车量大型化和严重超载问题的严峻考验。

改性后沥青在物理性能方面得到提高,主要表现在软化点、针入度、脆点、延度等方面都得到改善。从提高沥青路面的特点上看,主要是具有良好的高温稳定性,提高路面的抗车辙能力,在低温下不产生裂缝,提高了低温抗裂性能;增加了路面负荷和抗疲劳能力,延长了道路使用寿命,减少了道路维护;提高了对骨料的粘结力,增强了路面抗水害的剥落能力。作者通过几年来的施工经验,从几个方面对改性沥青路面施工工艺及质量控制进行了简要的论述。

1 开工前的准备工作

1.1 材料质量控制

施工前应按设计要求准备各种材料,对不同料场、批次不同的材料进行筛析验收。经常检查矿粉的色泽是否正常,有无团结块和明显的粗颗粒情况。集料应放于地基稳定、排水良好、场地硬化的地面上。不同规格的集料分开堆放,料堆要有明显标志,以防上错料。

1.2 配合比的确定

配合比设计是施工过程中一件十分重要的工作,也是决定工程质量的主要因素。因此必须按照JTG F40-2004规范要求进行。首先是目标配合比设计阶段。用工程实际使用的材料优选矿料级配,确定最佳沥青用量,供拌合机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。

生产配合比的确定:对间歇式拌合机,应按规定方法取样测试各热料仓的材料级配,确定各热料仓的配合比,同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度,尽量使各热料仓的供料大体平衡。并取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC,OAC±0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验和试拌,通过室内试验及从拌合机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量。生产配合比验证阶段,拌合机按生产配合比进行试拌,铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比。在试验段铺筑过程中,应找出松铺系数、碾压组合工艺、核子密度仪与钻芯的关系。

2 拌和与运输

1)拌合厂与工地现场距离应充分考虑交通堵塞的可能,确保混合料的温度下降不超过要求,且不致因颠簸造成混合料离析。2)拌合温度控制在以下范围内:基质沥青加热温度控制在160 ℃～165 ℃,改性沥青现场制作温度控制在165 ℃～170 ℃,集料温度保持在185 ℃～220 ℃之间,混合料出厂温度控制在160 ℃～185 ℃之间,不能超过195 ℃。每车料出厂时应检测重量和温度,记录出厂时间,签发运料单,不符合要求的不能送往现场。3)改性沥青混合料的贮存时间不宜超过24 h,贮存过程中温降不得大于10 ℃,且不能有沥青滴漏。4)混合料宜采用较大吨位的运料车运输,保证摊铺机摊铺时前面常保持5辆待卸车,使运力满足要求。5)运料车每次使用前后必须清扫干净,在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂,从拌合机向运料车上装料时,应多次挪动汽车位置,平衡装料,以减少混合料离析。6)摊铺过程中运料车应在摊铺机前100 mm～300 mm处停住,避免撞击摊铺机。运料车每次卸料必须倒净,如有剩余,应及时清除,防止硬结。

3 改性沥青混合料的摊铺

1)必须清扫下承层,对下承层的标高、横坡、平整度要进行检测,对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。2)严格控制螺旋分料器的转速,并保证熨平板前垫,螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度。摊铺机开工前应提前0.5 h～1 h预热,熨平板不低于100 ℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅,以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。3)在喷洒有粘层油的路面上铺筑改性沥青混合料时,宜使用履带式摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。4)摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在1 m/min～3 m/min的范围内。5)摊铺温度宜控制在170 ℃～180 ℃之间,不得低于160 ℃。6)上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制,不得采用钢丝引导的高程控制方式。7)摊铺过程中应随时检查摊铺厚度及路拱、横坡。8)在雨季铺筑沥青路面时,应加强与气象台(站)的联系,已摊铺的沥青层因遇雨未行压实的应予铲除。

4 改性沥青混合料的压实

1)改性沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要原则,在不产生推移的前提下,碾压应按“紧跟、满压、高频、低幅”的原则进行,并遵循初压、复压、终压的碾压步骤。2)由于改性沥青粘度大,碾压机具应尽量不使用胶轮压路机。初压宜采用钢轮压路机静压1遍～2遍,温度不得低于150 ℃;复压采用振动压路机(或钢轮压路机开振动)碾压4遍,温度不得低于130 ℃,终压应紧接在复压后进行,终压可选用钢轮压路机或关闭振动的振动压路机碾压不宜少于2遍,碾压终了表面温度不低于90 ℃,一般要求的碾压速度不能超过4 km/h～5 km/h,振动压路机轮迹重叠宽度为100 mm～200 mm(钢轮压路机重叠后轮的1/2宽度),碾压过程中压路机从外侧向中心碾压,至无明显轮迹为止。3)改性沥青混合料碾压时,碾压路线及方向不应突然改变;压路机折返应呈阶梯形,不应在同一断面上;同时将驱动轮面向摊铺机碾压,严禁压路机在未成形的段落掉头;碾压长度不宜太短,也不宜太长,太短不便于碾压,太长温度又会冷却,引起碾压不实,因此碾压长度通常不超过60 m～80 m。4)碾压轮在碾压过程中应保持清洁,有混合料粘轮应立即清除。对钢轮可涂刷隔离剂或粘结剂,但严禁刷柴油。碾压机具为了避免粘轮现象,当采用向碾压轮喷水的方式时,必须严格控制喷水量且成雾状,不得蔓流,以防混合料降温过快。5)碾压后的路面在冷却前,任何车辆不得在路面上停放,严禁在新铺的路面上堆放杂物、制作水泥砂浆。路面冷却至50℃时才能开放交通。

5接缝的处理

接缝是影响平整度的一个重要因素。应尽量采用全幅施工,就不必考虑纵向接缝。所以应保持匀速、不间断地连续摊铺以减少横向接缝,尽量做到1 d只有一个接缝。改性沥青路面接缝处理要比普通沥青混凝土难一些,由于冷却后的混合料非常坚硬,所以应在其尚未冷却之前就切割好。具体做法为:将3 m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端部,伸出端部的直尺呈悬臂状;以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置,用锯缝机割齐铲除废料,并用水将接缝处冲洗干净;在下一次施工搭接前,涂刷粘层油,即可铺筑混合料。

接缝处人工找平,点补,每次碾压回程依次向新铺面推进10 cm～15 cm直至新铺层碾压密实,再进行纵向正常碾压。横向接缝应离桥梁伸缩缝20 cm以外,不允许设在伸缩缝上,以确保伸缩缝两边路表面的平顺。

6结语

改性沥青混合料路面施工是一项技术性很强的系统工程在施工过程中,只有从原材料把关开始,对沥青混合料的配合比拌和、运输、摊铺、碾压、接缝等工艺进行层层把关,一定能够铺出精美的黑色路面。

参考文献

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

工艺改性 篇7

关键词：改性沥青,直接剪切工艺,母料法,工艺参数

0前言

近年来, 大量塑料废弃物的产生, 对环境造成了巨大的污染, 另外, 废弃的塑料又是一种宝贵的资源, 若想变害为利, 既改善环境又促进资源的循环利用, 只有加快废旧塑料回收利用的步伐, 废旧塑料的回收利用也同时蕴藏着巨大的经济利益。聚乙烯 (PE) 作为使用量最大的塑料品种, 废旧PE的量也自然是最大的。

传统的废旧塑料回收再利用由于经济效益不理想和对制品品质潜在的威胁, 使得人们不断寻找更为有利的回收和利用方法。废旧塑料回收后加入到沥青中可以显著提高沥青的耐候性, 为废旧塑料的有效利用提供了一条出路。利用废旧塑料对沥青进行改性, 在提高沥青性能的同时, 也充分回收利用了自然资源, 并且具有一定的经济效益。

1 实验

1.1 实验原料

本研究选取的基质沥青为国内具有代表性的重交道路沥青———中海36-1AH90#, 其基本性质见表1。改性剂选用目前用量最大的塑料聚乙烯 (PE) 的回收品。废旧聚乙烯 (PE) 的熔融指数为1.5 g/10 min (230℃, 2.16 kg) 。

1.2 实验方法

1.2.1 用高速剪切机制备PE改性沥青

以高速剪切机为分散设备, 采用正交试验制备出一系列改性沥青的样品。通过对改性沥青基本性能的评价, 来确定沥青改性的最佳工艺参数。优化正交试验方案见表2。

1.2.2 用双螺杆挤出机制备PE母料改性沥青

以双螺杆挤出机为混合设备, 采用正交试验制备出一系列改性沥青母料, 将母料分散于沥青中, 制备改性沥青。通过对改性沥青性能的评价, 确定废旧塑料母料的最佳工艺参数。其优化正交试验方案见表3。

2 实验结果与讨论

2.1 直接剪切法制备废PE改性沥青的工艺参数优化

大量研究结果表明[1,2], 改性沥青达到理想性能要求时, 聚合物改性剂应该具有连续的网络结构, 网络结构的形成使改性沥青既具有聚合物弹性的同时又具有沥青的黏性, 即实现了改性沥青的黏弹性。加工工艺和工艺参数对改性剂粒径的分布有重要影响, 从而影响改性沥青网络结构的形成。

2.1.1 PE改性沥青的制备及性能测试

PE添加量取5%, 按照正交试验表2工艺条件制备改性沥青, 并测试其性能, 结果见表4。

由表4与表1可以看出, PE改性沥青软化点明显比基质沥青高, 而25℃针入度比基质沥青低, 改善了沥青的高温性能。由于老化后PE改性沥青的质量损失都小于0.1%, 均符合改性沥青技术规范的质量要求, 故下面对质量损失不再进行分析。

2.1.2 确定PE改性沥青的最优工艺条件 (见表5~表7)

由表5可以看出, 剪切温度对软化点的影响最大, 从软化点来看, 最佳剪切温度为180℃。

由表6可以看出, 对针入度指数PI值影响最大的工艺参数为剪切时间, 从PI值来看, 最佳剪切时间为30 min。

由表7可以看出, 对老化后25℃针入度比影响最大的工艺参数为剪切速率, 从老化后25℃针入度比来看, 最佳剪切速率为3000 r/min。

综合以上分析可以得到, 制备废旧PE改性沥青的最优工艺条件:剪切温度180℃, 剪切时间30 min, 剪切速率3000r/min。

2.2 母料法制备改性沥青的最佳工艺参数优化

2.2.1 PE母料的制备及其改性沥青的性能测试

所制备的母料中PE含量为67%, 按照正交实验表3制备母料, 将制备的PE母料在180℃下分散于基质沥青中, PE加量为5%, 制备的PE改性沥青性质如表8所示。

由表8可以看出, PE母料改性沥青软化点明显比基质沥青要高, 25℃针入度降低, 沥青的高温性能有所改善。老化后PE改性沥青的质量损失比JTJF 40—2004要求的小于0.1%这一指标要小很多, 都能够符合改性沥青技术规范的质量要求, 故以下分析中质量损失不作为工艺参数优化的参考指标。

2.2.2 确定PE母料最优工艺条件 (见表9~表11)

由表9可以看出, 工艺参数中对软化点的影响最大的是挤出遍数, 对软化点来说, 最佳的挤出遍数选择为10遍。

由表10可以看出, 工艺参数中对PI值的影响最大的是挤出温度, 对PI来讲, 最佳挤出温度为180℃。

由表11可以看出, 工艺参数中对老化后25℃针入度比的影响最大的是挤出温度, 最佳挤出温度为180℃。

综合以上分析可以得到, PE母料的最佳工艺条件为挤出遍数10遍, 挤出温度180℃, 螺杆转速30 r/min。

2.3 最优工艺条件下直接剪切法和母料法制备的PE改性沥青性能对比 (见表12)

表12表明, 在PE添加量为5%时, 母料法制备的改性沥青性能相对更好, 其性能均符合JTJF 40—2004Ⅲ-C的要求。

3 结语

(1) 直接法制备废旧PE改性沥青的最优工艺条件为:剪切温度180℃, 剪切时间30 min, 剪切速率3000 r/min;

(2) 制备PE母料的最优工艺条件为:挤出遍数10遍, 挤出温度180℃, 螺杆转速30 r/min。母料法制备的PE改性沥青性能优于直接剪切法。

参考文献

[1]饶枭宇, 周进川, 张智强.星线型SBS改性效果对比研究[J].重庆交通学院学报, 2005, 24 (6) :79-82.

工艺改性 篇8

关键词：橡胶颗粒,改性沥青,工艺参数,性能指标

1 概述

随着交通荷载的不断增加以及极端天气条件频繁出现, 对道路建筑材料的性能提出了更高要求。近些年来, 道路损坏现象日趋严重, 路面车辙、泛油、拥包等路面灾害屡见不鲜。因此, 如何提高沥青混合料的性能, 延长路面使用寿命, 成为道路建筑材料方向研究重点[1]。

随着我国汽车数量的不断增长, 废旧橡胶轮胎的数量不断增加。相关资料显示, 在2010年, 我国新产生的废旧橡胶轮胎2.5亿条, 总量在520t。我国现有的废旧橡胶轮胎回收水平偏低, 大量轮胎通过焚烧等处理, 容易导致环境污染。并且废旧橡胶轮胎中包含有效成分, 如果将其用于沥青改性可以变废为宝。因此针对橡胶改性沥青的研究得到国内外学者广泛关注[2]。

废旧橡胶轮胎中包含有天然橡胶、合成橡胶、炭黑等成分, 是比较理想的沥青改性剂。现有研究成果表明, 将橡胶轮胎制成颗粒加入沥青中可以显著改善沥青及其混合料的相关性能。这些改善作用体现在橡胶颗粒的加入能够提升沥青柔韧性及弹性恢复性能, 提升路面耐久性, 改善沥青的抗老化性, 提高混合料抗车辙能力, 降低路面噪声等[3,4]。

橡胶改性沥青工艺主要包含干法和湿法两种不同类型, 湿法工艺在实际工程中应用广泛。考虑到橡胶颗粒制备改性沥青工艺参数的不同会对改性沥青的性能产生影响, 本文研究了剪切温度、剪切时间、剪切速率参数对改性沥青性能的影响, 为橡胶改性沥青的制备提供参考[5,6]。

2 原材料性质

本试验选用90#基质沥青, 沥青性质如表1所示。

本次试验选用的橡胶颗粒采用常温粉碎方法, 30目的通过率达到72%, 40目为31%, 50目为17%。

3 试验结果分析

3.1 剪切温度对改性沥青性能影响

剪切温度的不同会对橡胶改性沥青的性质产生重要影响, 剪切温度特别高时, 沥青容易老化;当剪切温度较低时, 沥青稠度比较大, 流动性能受到限制, 不利于沥青的吸附。为了降低其它因素的影响, 剪切时间、剪切速率为固定值。剪切温度选用160℃、170℃、180℃、190℃, 测试得到了不同剪切温度条件下, 橡胶改性沥青的基本性能变化。针入度、软化点以及延度随剪切温度的变化曲线如图1所示。

从图中可以看出, 针入度值随剪切温度的变化比较小;软化点随剪切时间的增加而增加, 180℃以后变化比较平缓;5℃延度在170~180℃时处于峰值, 随后呈现下降趋势。

3.2 剪切时间对改性沥青性能影响

固定剪切温度、剪切速率, 剪切时间选用30min、40min、50min及60min, 测试得到橡胶改性沥青的基本性能变化曲线, 如图2。

从图中可以看出, 针入度值随剪切时间的增加先下降后上升, 在剪切时间40~50min时处于谷值;软化点随剪切时间的增加而逐渐增大, 40min以后的增长趋势放缓;5℃延度随剪切时间的增加而增加, 40min以后变化较小。

3.3 剪切速率对改性沥青性能影响

固定剪切温度、剪切时间, 剪切速率选用4500r/min、5000r/min、5500r/min及6000r/min, 测试得到橡胶改性沥青的基本性能变化曲线, 如图3。

从图3中可以看出, 针入度随剪切速率的升高先下降后上升, 在5000r/min时最小;软化点指标随剪切速率升高先增大后降低, 5500r/min为拐点;5℃延度指标随剪切速率的升高而升高, 5000r/min以后延度的变化相对较小。

4结论

考虑到制备工艺参数不同会对橡胶改性沥青的性能产生影响, 本文选取剪切温度、剪切时间以及剪切速率为研究对象, 分析了这些工艺参数的不同而引起沥青性能的变化, 为橡胶改性沥青的指标提供参考。

参考文献

[1]曹卫东, 王超, 韩恒春.废旧轮胎在道路工程中的应用综述[J], 交通标准化, 2005 (6) :78-82.

[2]杨志峰, 李美江, 王旭东.废旧橡胶粉在道路工程中应用的历史和现状[J], 公路交通科技, 2005, 22 (7) :19-22.

[3]张小英, 徐传杰, 孔宪明.废橡胶粉改性沥青研究综述[J].石油沥青, 2004, 18 (4) :1-4.

[4]黄文元, 张隐西.路面工程用废胶粉改性沥青的反应机理与进程控制[J].公路交通科技, 2006, 23 (11) :5-9.

[5]王岚, 常春清, 邢永明.胶粉改性沥青混合料弯曲蠕变试验研究[J].工程力学, 2011 (28) :40-43.

工艺改性 篇9

1.1 处理下承层

下承层的清扫、修补和处理是一项极其重要的工作, 必须予以重视。该项工作应在摊铺前一天完成, 并验收确认。具体要求如下:

(1) 彻底清扫、冲洗下承层的污染物、砂浆和其它浮渣应用钢刷擦清。

(2) 下承层的坑槽、松散和其它病害应按规定用沥青混合料修补。

(3) 对下承层的标高、横坡和平整度要进行检测, 对影响质量且无法在上面层消除的缺陷地段进行调平。

1.2 洒布粘层油

由于本工程下承层已受到一定污染, 为确保上面层与下承层粘结完好, 在摊铺沥青混合料前, 应对下承层、横缝接缝与新铺沥青混合料接触的路缘石、雨水进水口、检查井等的侧面, 均喷洒一层粘层油。其质量控制要点如下:

(1) 粘层油质量应满足规范要求;

(2) 粘层油用量控制在0.3~0.4㎏/㎡之间, 且应洒布均匀, 局部少洒或多洒的地段应用人工补洒或予以刮除;

(3) 路面有赃物尘土时应清除干净, 当有沾粘的土块时, 应用水刷净, 待表面干燥后浇洒;

(4) 当气温低于10℃或路面潮湿时, 不得浇洒粘层沥青;

(5) 粘层沥青应保证在摊铺前乳化沥青破乳, 水分蒸发完, 且确保其不受污染。

1.3 摊铺

(1) 摊铺温度宜控制在170~180℃之间, 不得低于160℃。

(2) 每次摊铺前, 摊铺机应调整到最佳状态, 调试好螺旋布料器两端的自动料位器, 并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度, 使熨板前后混合料在全宽范围内均匀分布, 避免摊铺出现离析现象, 并随时检测松铺厚度是否符合规定, 以便随时进行上述各项调整。摊铺混合料前, 应预热熨板到规定温度 (不低于85℃) , 摊铺时熨平板应采用中强夯实等级, 使初始压实度不小于85%, 摊铺机熨平板必须拼接紧密, 不许存有缝隙, 防止卡入料将路面拉出条痕。

(3) 上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制, 不得采用钢丝引导的高程控制方式, 应密切注意平衡梁的粘料情况, 发现粘料时及时清除, 防止产生拉痕。摊铺机行走前, 应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好, 确保起始摊铺厚度满足要求。

(4) 连续稳定的摊铺, 是提高路面平整度的最主要措施, 摊铺机的摊铺速度应根据拌合机的产量、施工机械配套情况。摊铺厚度按2.5m/min左右予以调整选择, 做到缓慢、均匀不间断摊铺, 不应快速摊铺, 然后再停下来等料, 尽可能做到连续摊铺每天收工停机一次。

(5) 摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度, 确保松铺厚度偏差在0~3㎜以内。目测混合料的质量 (包括拌合质量和配合比情况) , 发现问题及时报告技术负责人予以处理。

(6) 要注意摊铺机接斗的操作程序, 减少粗集料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出, 尚有约10㎝厚的热料时刮料, 就是在运料车刚退出时进行, 而且应该做到料斗两翼才恢复原位时, 下一辆运料车即可开始卸料, 做到连续供料, 并避免粗集料集中。

2 SBS改性沥青混合料的压实

(1) SBS改性沥青混合料的压实是保证沥青上面层质量的重要原则, 在保持碾压温度并在不出现推移的前提下尽可能早压, 碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。

(2) 碾压温度、速度和遍数应严格按规范执行。

(3) 碾压必须均衡、连续进行, 防止温度变化导致压实度变化, 影响压实度和平整度。碾压应从路边缘开始向路中心碾压。

(4) 采用振动压路机压实改性沥青混合料路面时, 压路机轮迹重叠宽度不应超过20㎝;当采用静载压路机, 压路机轮迹应重叠1/3~1/2的碾压宽度。

(5) 使用核子密度仪对压实情况进行跟踪检测, 发现问题及时分析原因, 调整施工工艺。核子密度仪每测量一次应移至路外冷却, 以免因高温损坏仪器, 影响检测结果。

(6) 碾压后的路面在冷却前, 任何机械车辆不得在路面上停放 (包括加油、加水的压路机) , 并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。路面冷却至50℃才能开放。

3 SBS改性沥青混合料的路面接缝

采用全幅摊铺不存在纵向接缝。其横向接缝是每天都要碰到的。其平接缝的具体做法是:摊铺机在端前1m处将熨平板稍稍抬起驶离现场, 由人工将端部混合料铲后再予以碾压, 然后用3m直尺检查平整度, 当时就将坡下部分用切割机切掉并清除, 切缝必须平直, 将缝边的污染物擦干净并涂刷粘层沥青。第二天摊铺机起动前, 熨平板要进行预热, 将熨平板全部落下前铺的面层上, 下垫木板, 其厚度为松铺厚度与压实厚度之差, 熨平板前端与切缝边对齐, 在螺旋布料器下布满混合料后, 摊铺机慢慢起步, 摊铺成松铺厚度的沥青混合料摊铺层, 用钢轮压路机从前铺的面层上横向碾压, 每次向新铺层推进10~15㎝, 直至将新铺层碾压密实, 再进行纵向正常碾压, 用3㎝直尺检查接缝的纵向平整度是否符合要求, 否则应立即铲除重做, 直至合格。横向接缝应离桥梁伸缩缝20㎝以外, 不允许设在伸缩缝处, 以确保伸缩缝两边路面表面的平顺。

4 SBS改性沥青混合料路面平整度控制的技术措施

施工前首先要将沥青混合料中面层的质量缺陷弥补好, 以保证中面层清洁、无杂物、平整、无明显局部突起或低洼处, 因为下面层、中面层将为上面层的平整度打好基础。仅通过4㎝厚的上面层来弥补中面层的缺陷, 质量难以保证。施工中的平整度控制应严格防止混合料产生离析, 自卸车在装料时要按规定的次数进行移动。改性沥青混合料储仓卸料口也不宜距自卸车太高, 以免粗集料离析。摊铺机应均匀、连续、不间断摊铺。摊铺机前洒落的混合料要及时清理, 人工在摊铺好的路上进行修补往往适得其反, 达不到效果。碾压速度要与摊铺机速度相匹配。碾压要保持合理有效的遍数, 应遵循先静压一遍、振动两遍、结束前静压二遍的五遍原则, 同时要解决好粘轮与水隔离的关系, 防止过度用水造成的急骤降温。在碾压时, 先轻碾后重碾, 先压边, 后逐步向路中心碾压。按工艺规定的碾压速度、遍数、重叠宽度进行初压、复压、终压三个步骤, 终压用双轮静压收面, 最后压平轮迹。

工艺改性 篇10

当前完全取代皮革生产中鞣制性能良好的铬鞣剂还比较困难, 只能减少铬盐的用量, 提高铬盐的利用率, 或利用白湿皮技术, 减少含铬的边角废料, 逐步减轻对环境的污染。在无铬或少铬鞣制的研究中, 国内外大多数研究者都着眼于常规鞣剂的开发改进[1,2,3,4], 有关新型开发鞣剂应用工艺的研究寥寥无几[5,6]。

淀粉不仅是一种价廉易得的农副产品, 也是一种绿色化工原料, 特点是资源丰富、可再生、生物降解性好、无污染。经过适当的化学改性后, 淀粉已广泛应用于造纸、纺织、降解塑料的生产等。近年来, 根据皮革鞣制机理及淀粉结构特点, 开发研制了具有一定绿色意义的改性淀粉鞣剂, 取得了一定的发展。

课题组前期以氧化降解淀粉为骨架, 丙烯酸 (AA) 、丙烯腈 (AN) 、甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 和丙烯酸丁酯 (BA) 为接枝共聚单体, 过硫酸铵与亚硫酸氢钠组成的氧化-还原体系为引发剂, 十二烷基硫酸钠 (SDS) 、Span80和亚硫酸化鱼油为乳化剂, 采用乳液接枝共聚法制备可用于皮革复鞣的改性淀粉产品[7,8]。为了更好地将改性淀粉鞣剂应用于鞣制工艺中, 本研究采用改性淀粉鞣剂与杨梅栲胶配合应用于蓝皮的复鞣工艺中, 通过正交实验设计法对复鞣工艺进行了研究, 并对复鞣后皮革的物理力学性能进行了检测。

1 实验部分

1.1 主要试剂

小苏打 (分析纯) , 河南焦作市化工厂;改性淀粉鞣剂 (自制) , 陕西科技大学科锐新材料研究所;绵羊蓝湿革, 河北蠡县制革厂;杨梅栲胶 (工业品) , 广西百色材化总厂;铬粉 (碱度B=33%) (化学纯) , 内蒙古黄河铬盐有限公司;直接黑TBRN-E和酸性黑ATT (工业品) , 河南新星公司;SE和阳离子油 (工业品) , 上海皮革化工厂;硫酸化蓖麻油 (工业品) , 咸阳轻化工材料厂。

1.2 改性淀粉鞣剂的理化分析

(1) 固含量的测定

将干净的称量瓶于 (102±2) ℃的烘箱中烘至恒重;精确称取3～5 g试样 (准确称至0.001 g) 于称量瓶中放入烘箱, 在 (102±2) ℃下烘6 h, 取出称量瓶置于干燥器中冷却至室温, 称量;以后每复烘1 h, 冷却30 min称量一次, 直到前后两次质量差不超过样品质量的0.1%即为恒量。但总的干燥时间不得超过8 h。进行平行试验并计算试样的固含量。

计算:

(2) pH的测定

称取20 g试样置于烧杯中, 用低于或高于欲测pH的两种标准缓冲溶液校正pH计 (这两种标准溶液的pH读数应精确至0.02个pH单位) 。再将试样置于20 ℃的恒温水浴中, 温度调至 (20±1) ℃, 用pH计测定试样的pH。待读数稳定, 立即记录读数 (应在电极放入浸出液中30～60 s内读数) , 准确至0.05个pH单位。

3) 耐酸、耐碱稳定性的测定

(称取约5 g试样置于烧杯中, 按样品∶水=1∶9 (体积比) 配成溶液。向烧杯中缓慢滴加1 mol·L-1盐酸, 直至沉淀产生, 记下此时pH;同样, 滴加30%氢氧化钠溶液, 直至沉淀产生, 记下此时pH。

(4) 耐盐稳定性的测定

称取约5g试样置于烧杯中, 按样品∶水=1∶9 (体积比) 配成溶液。先向烧杯中加8% NaCl, 然后向烧杯中缓慢滴加盐酸, 直至沉淀产生, 记下此时pH;同样, 滴加氢氧化钠溶液, 直至沉淀产生, 记下此时pH。

1.3 改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣蓝皮的工艺

蓝皮称质量, 增量50%作为计量基础。

回水:水 (40 ℃) 400%

NPS-3 0.8% 转80 min

检查应无硬芯

改性淀粉复鞣:

水 (20 ℃) 150%

NaHCO3 0.8% (1∶20水稀释)

调节到pH=5.5

改性淀粉鞣剂 1.0% (以固含量计) 转240 min

HCOOH 1.5% (1∶10水稀释)

调节pH= 4.0

水洗:水 (20 ℃) 400% 转10 min

杨梅栲胶复鞣:

H2O 150% 40 ℃,

HCOOH 0.5% (1∶10水稀释)

调节pH= 4.0

杨梅栲胶 5% 38 ℃ 转 480 min

HCOOH 0.5% (1∶10水稀释)

调节pH= 4.0

水洗: 水 (20 ℃) 400% 转10 min

染色加脂:

水 (40 ℃) 150%

氨水 0.8% 转15 min

ATT-E 1.25% 转30 min

TBRN 0.75% 转30 min

检查是否全透, 染透后进行以下各工序。

SE 4.0%

硫酸化蓖麻油 5.0%

羊毛脂 4.0%

HCOOH 1.5% (1∶10水稀释)

调节pH=3.8 转30 min

阳离子油1.0% (1∶10的热水化开)

转20 min

水洗出鼓

1.4 物性检测

采用GT-U55多功能材料试验机对鞣制后革样进行抗张强度、撕裂强度的检测;在皮革专业透水汽仪上进行革样透水汽性能检测。

对蓝皮以鞣后皮革的收缩温度、增厚率及废液吸净率作为试验考查指标。

2 结果与讨论

2.1 改性淀粉鞣剂的基本性能

对改性淀粉鞣剂进行了性能检测, 实验结果如下表1所示。

2.2 正交试验设计

在前期研究基础上, 选取改性淀粉用量、杨梅栲胶鞣制起始pH、结束pH、杨梅栲胶用量以及复鞣时间五因素进行四水平的正交优化试验。

因素水平见表2, 正交试验设计见表3。

2.3 正交试验结果

以复鞣后皮革的收缩温度增加值、增厚率和废液吸净率作为考察指标, 正交试验结果如表4所示。

Ts表示改性淀粉鞣剂与杨梅栲胶配伍复鞣后的收缩温度, 最大值评为满分5分;Δδ表示改性淀粉鞣剂与杨梅栲胶配伍复鞣后增厚率的提高, 满分是10分;废液吸净率表示坏革对染料及加脂剂的吸收程度, 满分为5分。

由表4可知, R4>R1>R5>R2>R3, 所以影响改性淀粉与杨梅栲胶配伍应用于复鞣鞣制性能的各因素的影响次序为:改性淀粉用量>杨梅栲胶用量>杨梅栲胶鞣制时间>杨梅栲胶鞣制起始pH >杨梅栲胶鞣制结束pH。

2.3 对各影响因素进行单指标分析

由表4可知, 鞣后收缩温度随改性淀粉用量、栲胶用量、鞣制时间的增加而提高;栲胶鞣制起始pH和结束pH对鞣制效果的影响不大。随着改性淀粉、栲胶用量的增加及鞣制时间的延长, 复鞣后坯革的增厚率显著提高。鞣制起始pH越高, 改性淀粉和杨梅栲胶的渗透越好, 鞣制结束pH也不能过低。

杨梅栲胶配伍应用于复鞣后, 各影响因素对复鞣后坯革综合评价的影响图。改性淀粉和杨梅栲胶的用量对鞣制效果影响较大。

改性淀粉与杨梅栲胶配伍鞣制蓝皮的最优工艺:改性淀粉用量为1.0%, 杨梅栲胶鞣制起始pH为4.5, 杨梅栲胶鞣制结束pH为4.0, 杨梅栲胶用量为5%, 鞣制时间为8h。

2.4 物理力学性能

采用优化工艺将1%改性淀粉与5%杨梅栲胶配伍应用于鞣制皮革大样, 对鞣后坏革的物理力学性能和透气性进行检测, 并与4%铬复鞣坯革、1%改性淀粉复鞣后坯革、5%杨梅栲胶复鞣后坯革进行对比。

由表5可知, 采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的抗张强度与铬复鞣或杨梅栲胶复鞣坯革的抗张强度相当, 低于改性淀粉复鞣后坯革的抗张强度;采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的断裂伸长率低于采用铬、改性淀粉或杨梅栲胶复鞣后坯革的断裂伸长率;采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的撕裂强度小于采用铬或改性淀粉复鞣后坯革的撕裂强度, 高于杨梅栲胶复鞣的撕裂强度;与其他复鞣后坯革相比较, 采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的崩裂强度变化不大;采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的规定负荷伸长率低于铬复鞣后坯革, 略高于改性淀粉或杨梅栲胶复鞣后坯革的规定负荷伸长率。革样的规定负荷伸长率和断裂伸长率和革样的柔软性有一定的关系。一般说来, 革样的断裂伸长率和规定负荷伸长率越高, 革样越柔软, 表明采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣对坯革的柔软性没有明显的贡献。

1) : 样品1:1%改性淀粉与5%杨梅栲胶配伍复鞣后坯革;样品2:4%铬复鞣后坯革;样品3:1%改性淀粉复鞣后坯革;样品4:5%杨梅栲胶复鞣后坯革。

在革样的三个强度指标中, 抗张强度、撕裂强度除表征胶原纤维的强度外, 还表征纤维的柔韧性;而崩裂强度则更多地表征胶原纤维的柔韧性。综合考虑三个指标可知, 采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的强度和韧性与其他复鞣后坯革相当。

3 结论

改性淀粉与杨梅栲胶配伍鞣制蓝皮的最优工艺:改性淀粉用量为1.0%, 杨梅栲胶鞣制起始pH为4.5, 杨梅栲胶鞣制结束pH为4.0, 杨梅栲胶用量为5%, 鞣制时间为8 h。物理力学性能检测结果表明:采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣对坯革的柔软性没有明显贡献, 采用改性淀粉与杨梅栲胶配伍复鞣后坯革的强度和韧性与其他复鞣后坯革相当。

参考文献

[1]Covington A D, Lampard G S, Pennington M.An Investi-gation of Titanium (Ⅲ) as a Tanning Agent[J].JSLTC, 1999, 82:78-80.

[2]Brown Eleanor M.Effects of Neutral Salts on CollagenStructure and Chromium-Collagen Interactions[J].JALCA, 1999, 94:59-66.

[3]Cuq M H, Palevody C, Delmas M.Fundamental Study ofCross-Linking of Collagen With Chrom Tanning Agents inTraditional and Cr.A.B.Processes[J].JSLTC, 2000, 83:233-238.

[4]Price David N.Recent Advances in Soft-Touch AcrylicTechnology[J].JALCA, 2001, 96:54-60.

[5]石碧.植物鞣剂一醛类化合物结合鞣法 (I) 植物鞣剂—改性戊二醛结合鞣法[J].中国皮革, 2006, 35 (21) :1-4.

[6]尹洪雷, 高鹏, 王应红, 等.不浸酸铬鞣剂在羊皮鞣制中的应用研究[J].中国皮革, 2003, 32 (19) :1-3.

[7]赵军宁, 杨宗邃, 鲍艳, 等.乳液接枝共聚法改性淀粉的制备及表征[J].中国皮革, 2005, 34 (9) :32-36.