微藻生物油对橡胶/SBS改性沥青性能的影响

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2024.04.003

摘要/Abstract

摘要：

为了改善橡胶粉与基质沥青的相容性，采用微藻生物油（MB）对橡胶粉进行改性，并与质量分数为5%的苯乙烯?丁二烯?苯乙烯（SBS）复合制备了改性沥青；通过红外光谱和扫描电子显微镜，分析了橡胶粉改性前后的变化；采用黏度、荧光、相分离测试，分析了改性前后橡胶在沥青中的分散性；通过动态剪切流变和多重应力蠕变恢复试验，分析了改性沥青的力学性能和耐老化性能。结果表明，MB的掺入提高混合体系中轻组分占比，促进胶粉（CR）在沥青中的溶胀发育，提高了改性沥青的贮藏稳定性、黏弹性和抗车辙性。

关键词: 废橡胶轮胎粉, SBS改性沥青, 表面改性, 微藻生物油

Abstract:

In order to improve the compatibility between rubber powder and matrix asphalt, the rubber powder was modified by microalgae bio?oil and compounded with SBS at 5% dosage to prepare modified asphalt. The changes of rubber powder before and after modification were analyzed by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy; the dispersion of rubber in asphalt before and after modification was analyzed by viscosity, fluorescence and phase separation tests, and the mechanical properties and aging resistance of the modified asphalt were analyzed by dynamic shear rheology analysis and multiple stress creep recovery test. It was found that the incorporation of MB increased the proportion of light components in the mixing system, promoted the solubilization development of CR in asphalt, and improved the storage stability, viscoelasticity and rutting resistance of the modified asphalt.

Key words: Waste rubber tire powder, SBS modified asphalt, surface modification, microalgae bio?oil

中图分类号:

TE626

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图/表 10

表1 基质沥青的常规性能参数

Table 1 General performance parameters of base asphalt

参数	参考值	实测值	测试方法
针入度（25 ℃）/（0.1 mm）	60.0~80.0	70.1	T0604
针入度指数（PI）	1.0~1.5	-0.4	T0604
软化点/℃	≥46.0	48.2	T0606
延度（10 ℃）/cm	≥25.0	80.3	T0605
密度（15 ℃）/（g·cm^-3）	-	1.035	T0603
动态黏度（60 ℃）/（Pa·s）	-	110	T0620

表2 改性沥青种类及改性剂质量分数

Table 2 Type of modified asphalt and mass fraction of modifier

改性沥青的种类	w（SBS）/ %	w（CR）/ %	w（MB）/ %
SBS改性沥青	5.00	-	-
CR/SBS改性沥青	5.00	10.00	-
MBCR⁃1改性沥青	5.00	10.00	0.50
MBCR⁃2改性沥青	5.00	10.00	1.00
MBCR⁃3改性沥青	5.00	10.00	1.50

图1 MB和改性前后CR的红外光谱图

Fig.1 Microalgae bio?oil, infrared spectra of rubber before and after modification

图2 MB改性前后CR表面的SEM图

Fig.2 SEM images of rubber surface before and after microalgae bio?oil modification

图3 改性沥青的延度、针入度和软化点的测试结果

Fig.3 Test results for modified bitumen ductility, softening point and needle penetration

图4 改性沥青黏度的测试结果

Fig.4 Viscosity testing of modified asphalt

图5 改性沥青的荧光测试结果（×400）（a） SBS改性沥青（b） CR/SBS改性沥青（c） MBCR/SBS改性沥青

Fig.5 Modified bitumen fluorescence test SBS bitumen（×400）

表3 改性沥青的相分离温度测试结果

Table 3 Phase separation test results of modified asphalts

改性沥青种类	上层温度/℃	下层温度/℃	温差/℃
SBS	93.4	82.8	10.6
CR/SBS	87.9	73.7	14.2
MBCR⁃1	85.1	80.0	5.1
MBCR⁃2	84.2	79.2	5.0
MBCR⁃3	81.2	78.3	2.9

图6 改性沥青的DSR测试结果

Fig.6 DSR test results of modified asphalt

图7 改性沥青应变与时间的关系

Fig.7 The relationship between strain and time of modified asphalt

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