添加劑對瀝青燃燒性能的影響

8622011年第5期(42)卷添加劑對瀝青燃燒性能的影響‘董瑞琨以,蘇勝斌',任俊",樊 德3(1.重慶大學(xué)土木工程學(xué)院,重慶400045;2.山地城鎮建設與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,重慶400045;3.重慶市公路局，重慶401147) .溫拌改性劑可以有效地降低攤鋪或碾壓溫.2.2實(shí)驗材料度,有利于隧道等特殊環(huán)境的路面施工,但關(guān)于溫拌改實(shí)驗中采用的材料為中?；|(zhì)瀝青、橡膠瀝青和性劑是否會(huì )影響瀝青燃燒性能的研究卻很少。分別選埃索SBS改性瀝青。添加劑:ADS(南非生產(chǎn))、ADZ取3種不同添加劑ADZ、ADW、ADS加入到不同瀝青(德國生產(chǎn))、ADW(南非生產(chǎn)),3種均屬于有機添加中,利用數顯氧指數儀測試其氧指數。探討添加劑的加劑系列產(chǎn)品。礦粉:石灰石礦粉。阻燃劑均為市售.入在實(shí)現降低攤鋪或碾壓溫度的情況下是否會(huì )影響瀝液化石油氣的技術(shù)要求符合GB11174-89的要青的燃燒性能,是否會(huì )對阻燃劑的阻燃效果產(chǎn)生影響。求。燃燒所用氣源為工業(yè)級氣體,02和N2含量濃度實(shí)驗結果表明,3種添加劑在實(shí)現降低攤鋪或碾壓溫度均≥99.5% ,符合GB3863及GB3864標準要求。的同時(shí)不會(huì )對瀝青的燃燒性能產(chǎn)生不利影響。同時(shí),32.3 實(shí)驗方法種添加劑的加入也不會(huì )影響阻燃劑的阻燃性能。本實(shí)驗參照國家標準《塑料燃燒性能實(shí)驗方法一關(guān)鍵詞:阻燃;改性劑;瀝青;氧指數氧指數法yC1o]進(jìn)行測試。極限氣指數(limit oxygen in-中圖分類(lèi)號: U414;U416. 217 ;TU545文獻標識碼:Adex)是指在規定的條件下,試樣在氧、氮混合氣流中維文章編號:1001-9731(2011 )05-0862-03 ;持平衡燃燒所需的最低氧濃度,以氧氣所占的體積百分數表示。計算公式為:1引言[02]目前,隧道路面已越來(lái)越多地采用瀝青混凝土結LOI = OJ+INJX 100%構型式1.2。但隧道由于其特殊的環(huán)境,在使用熱拌瀝式中,[O2]為臨界氧濃度時(shí)混合氣流中氧氣的體青混凝土施工時(shí),放出大量的熱和有毒氣體很難排出積流量;[N;]為臨界氧濃度時(shí)混合氣流中氮氣的體積隧道,嚴重危及操作人員的身體健康。還有就是在隧在量。道運營(yíng)過(guò)程中交通事故時(shí)有發(fā)生,瀝青路面被引燃后根據瀝青的燃燒特性,采用玻璃纖維氈制備各種會(huì )放出大量的煙霧和有毒氣體,同樣會(huì )給人們的生命瀝青試樣。將一定尺寸的玻璃纖維氈浸人到(160士安全帶來(lái)危害”。因此,降低施工過(guò)程中廢氣的排放5)°C瀝青中,排盡氣泡30s后拿出,放在表面涂有滑石量和熱輻射,運營(yíng)過(guò)程中提高瀝青路面的防火安全性粉的玻璃板上，待其冷卻后剪成厚X寬為4mmX顯得尤為重要。7mm,長(cháng)度為80~ 100mm的瀝青試樣。待試樣狀態(tài)研究表明(49],通過(guò)引人改性添加劑降低瀝青粘度調節12h后利用LFY-606B數顯氧指數測定儀測試各的途徑,可以實(shí)現較低溫度施工的目的。在瀝青中加種瀝青的燃燒性能?；旌蠚怏w流速控制在(10.6士人阻燃劑制備阻燃瀝青可以改善瀝青的燃燒性能。改0. 2)L/ min,點(diǎn)火時(shí)間控制在40s以?xún)?。性添加劑的加入是否?huì )影響瀝青的燃燒性能,改性添3結果與分析加劑和阻燃劑兩者在混合情況下使用是否會(huì )對阻燃劑的阻燃性能產(chǎn)生影響,這方面的研究還處于空白。本3.1不同類(lèi)型添加劑對基質(zhì)瀝青和改性瀝青燃燒性文將通過(guò)在各種瀝青中加人不同摻量的改性劑,測定能的影響不同摻量改性劑的各種瀝青的氧指數,分析探討改性采用中?；|(zhì)瀝青、埃索SBS改性瀝青、橡膠瀝劑對瀝青燃燒性能的影響。青,分別加入占瀝青質(zhì)量1.5%、2.5%、3.0%的添加劑ADZ、ADW、ADS,按上述方法制備各種瀝青試樣。2.實(shí)驗測試結果如圖1~3。2.1實(shí)驗設 備由圖1~3可以看出,隨著(zhù)添加劑ADW.ADS、LFY-606B數顯氧指數測定儀(點(diǎn)火器材采用內ADZ擦骨的增加.中海其質(zhì)瀝青SBS改性瀝青和橡徑為2mm的管子通以液化石油氣)。膠瀝中國煤化工ADS對3種瀝青的IYHCNMHG_.基金項目:重慶市交通委員會(huì )2008年科技計劃重點(diǎn)資助項目(渝交科字[2008]31號)收到初稿日期:2011-01-11收到修改稿日期:2011-03-05通訊作者:董瑞琨作者簡(jiǎn)介:董瑞琨(1973-),男,四川鹽亭 人，副教授,博士,主要從事路面材料與路面結構研究。董瑞琨等:添加劑對瀝青燃燒性能的影響863效果最明顯,ADW次之,ADZ最低。添加劑ADW.按上述方法制備阻燃瀝青試樣。測試結果如圖4.ADS、ADZ對SBS改性瀝青比對中?；|(zhì)瀝青和橡膠290 :最路華二錦瀝青的燃燒性能影響都大,最大差值為ADS對70#基27 .面青陽(yáng)燃劑質(zhì)瀝青的0. 8,ADW對SBS改性瀝青的1. 3,ADS對橡膠瀝青的0.4。當摻量<1%時(shí)，ADZ比ADW、ADS對瀝青氣指數的提高幅度明顯。當摻量在2. 5%~3.0%之間時(shí),瀝青的氧指數變化較小。19.17524σε0在有店佰208.8-一ADW圖4不同含量阻燃劑的中?；|(zhì)瀝青的氧指數: 18.6,ADSFig 4 OI of Zhonghai asphalt with different content of低18.4flame retardant算18.2由圖4可以看出,隨著(zhù)三氧化二銻、硼酸鋅.瀝青18.阻燃劑摻量的增加,中?；|(zhì)瀝青的氧指數呈線(xiàn)性增17.8.6 102030 T.0長(cháng)的趨勢。在摻量為15%時(shí),瀝青的氧指數分別達到添加劑移量/%圖1不同含量添加劑的基質(zhì)瀝青的氧指數24% .23.8%、24.5%,中?；|(zhì)瀝青從易燃材料轉變Fig 1 OI of asphalt with different content of additives為可燃材料,并且發(fā)煙量明顯減少。當瀝青阻燃劑的19.6p摻量為20%時(shí).氧指數已高達28%,瀝青轉變?yōu)榱俗?19.4熄材料。通過(guò)以上分析可知,三氧化二銻.硼酸鋅、瀝19.2-青阻燃劑對瀝青有很好的阻燃抑煙作用,并且添加量-ADS較少,可以滿(mǎn)足隧道路面防火安全性的要求。3.3不同類(lèi)型添加劑與 阻燃劑復合使用對瀝青燃燒18.4-性能的影響18.2雖然添加劑ADW .ADS、ADZ在實(shí)現降低攤鋪或8.0i.o.0 4.0碾壓溫度的情況下不會(huì )對瀝青的燃燒性能產(chǎn)生不利影添加劑摻量/%圖2不同含量添加劑的SBS改性瀝青的氧指數響,但是在瀝青中加人阻燃劑后,這3種添加劑與阻燃Fig 20I of SBS modified asphalt with different con-劑是否存在相容性問(wèn)題,是否會(huì )影響到阻燃劑的阻燃tent of additives性能還需進(jìn)一步 研究。19.0為了解決上述問(wèn)題,本實(shí)驗采用阻燃瀝青A.阻燃18.9pADs瀝青B和阻燃瀝青膠漿(由中?；|(zhì)瀝青摻配不同阻18.8\DW燃劑或礦粉制備),在這3種瀝青中分別加入1. 5%、顓18.7-3. 0%的添加劑ADW. ADS、ADZ。按上述方法制備算18.6-瀝青試樣。利用數顯氧指數儀測試各種瀝青的氧指數,探討3種添加劑的加入是否會(huì )對阻燃劑的阻燃性18.5能產(chǎn)生影響。測試結果如表1.18.5 右3.04.0舔加劑摻量/%由表1可以看出,ADW.ADS.ADZ 3種添加劑的圖3不同含量添加劑的橡膠瀝青 的氧指數加人,對瀝青的氧指數影響都較小,最大差值僅為0.6。Fig 3 OI of waster tire rubber powder modified as-添加劑對阻燃瀝青氧指數的增幅與對基質(zhì)瀝青、改性phalt with different content of additives瀝青氧指數的增幅相當,添加劑ADW、ADS.ADZ與實(shí)驗表明,添加劑ADW.ADS、ADZ的加入,對瀝阻 燃劑之間不存在相容性問(wèn)題。添加劑ADS對阻燃青的阻燃性能有一定的提高,但氧指數變化不大。并瀝青氧指數的影響較ADW、ADZ明顯。由此可知,這且這3種添加劑在瀝青中的加入量都較少,一般為3種添加劑與阻燃劑的性能是匹配的:在發(fā)揮降粘作1%~3%。因此,這3種添加劑不僅能實(shí)現瀝青混凝用的同時(shí)不會(huì )影響到阻燃劑的阻燃性能,摻配復合使土在低于熱拌瀝青混合料的拌和、攤鋪或者碾壓溫度用可以達到低溫施工和阻燃的雙重效果。下進(jìn)行生產(chǎn),而且對瀝青的氧指數有一定的提高,有利中國煤化工于隧道路面的運營(yíng)安全。HCNMHG3.2阻燃劑對基質(zhì)瀝青燃燒性能的影響采用中?；|(zhì)瀝青,分別加人占瀝青質(zhì)量10%、15%、20%的阻燃劑三氧化二銻.硼酸鋅、瀝青阻燃劑，864_材科2011年第5期(42)卷表1各種添加劑對阻燃瀝青燃燒性能的影響Table 1 Influence of modifiers (SW , SA,SZ) on combustion properties of retardant asphalt添加劑種類(lèi)ADWADSADZ摻量(%)0.0 1.53.01.53.0 T 1.5T 3.0阻燃瀝青A的氧指數(%)23.4 23. 523. 723.823.9| 23.4| 23. 5阻燃瀝青B的氧指數(%)29.4| 29.429.529.729.9 29.5 29. 7阻燃瀝青膠漿的氧指數(%)30.9 31.0 31. 331.2 31.5 31.0 31.0to: Proceedings of Inter Noise,1992.92 :223-228.4.結論[2] 楊良,郭忠印,等. [J].公路,2004 ,3(3) :148-152.(1) ADW.ADS、ADZ 3種添加劑的加人,不會(huì )[3] 楊群,郭忠印,藺習雄.[J].同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)對瀝青的燃燒性能產(chǎn)生不利影響,反而還會(huì )提高瀝青版),2005 ,33(3) :316-320.的氧指數。添加劑ADS對瀝青氧指數的提高效果比[4] 張智強,嚴世祥,等.[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報,2007 ,29(6);113-116.ADW、ADZ更明顯。(2)’阻燃劑三氧化二銻、 硼酸鋅、瀝青阻燃劑的[5] 徐世法,顏彬,季 節,等.[].公路,2005,7 :195-198.加入，可以明顯提高瀝青的阻燃性能,在添加量較少時(shí)_6] 陳志一，孫見(jiàn)林,龐成果,等. [J].中外公路,2007 ,27(6);168-170.就能使瀝青從易燃轉變?yōu)榭扇疾牧?。[7] 彭建康,董瑞琨,游 宏.[J].土木建筑與環(huán)境工程,2009,(3)ADW、ADS.ADZ3種添加劑與阻燃劑的性31(4):66-69.能是匹配的,在實(shí)現降低攤鋪或碾壓溫度的同時(shí)不會(huì )[8] 譚一秋,藍碧武,紀 倫,等.[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然影響到阻燃劑的阻燃性能?？茖W(xué)版),2009 ,28(4):711-714.[9]陳輝強,郝培文.[].武漢理工大學(xué)學(xué)報,2008,30(12):.參考文獻:58-62.[1] Attenborough K. Prediction and Measurement of the A-[10]塑料燃燒性 能實(shí)驗方法一氧指數法,GB/T 2046-93.cousticd Performance of Poros Road Surfaces[M]. Toron-The influence of additives on asphalt combustibility performanceDONG Rui-kunl,2 , sU Sheng bin1,2 , REN Jun3 ,FAN De'(1. College of Civil Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400045 ,China;2. Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area,Ministry of Education,Chongqing 400045,China;3. Chongqing Highway Administration Bureau,Chongqing 401147 ,China)Abstract: The warm mix asphalt modifier is often used to decrease the paving or rolling temperature during thepavement construction in the tunnel or other special environment. But there is little research on whether thewarm-mixing modifier affects the asphalt combustibility performance. In this paper, three different additivesADZ,ADW ,ADS are selected and blended to different asphalt respectively , and the oxygen indexes are testedthrough the digital oxygen index meter. The effects of additive on the combustibility performance of asphalt orflame retardant asphalt are discussed. The experimental results indicated that three kinds of additives have noadverse effects on the combustion performance of asphalt,and will not affect the flame retardant properties.Key words: flame retardant; modifier ;asphalt;oxygen index (OI)中國煤化工MYHCNMHG