楊 宇,王洪國,廖克儉,周淑飛
(遼寧石油化工大學,遼寧 撫順113001)
摘要:對 LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青的制備工藝進行研究,考察了攪拌溫度、攪拌轉速、攪拌時間、溫拌劑添加量等工藝條件對溫拌阻燃瀝青動力黏度的影響,并考察了LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑對阻燃瀝青常規性 能的影響。結 果 表 明:制 備LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青的最佳工藝條件為攪拌溫度130℃、攪拌轉速200r/min、攪拌時間35min、溫拌劑添加量(溫拌劑與阻燃瀝青的質量比)0.8%;LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑使阻燃瀝青的軟化點降低、針入度增加、延度增加,該溫拌劑能提升阻燃瀝青的抗低溫開裂性能,可彌補阻燃劑會降低瀝青低溫抗開裂性能的缺陷。
關鍵詞:溫拌劑 阻燃瀝青 混合料 制備工藝
目前在隧道或地下通道中使用噪音低、抗滑性能好、行車舒適的瀝青路面已經成為發展趨勢[1],然而瀝青極易燃燒,一旦在隧道內發生交通事故時被引燃,則會在短時間內釋放出大量的熱、煙及有毒氣體,給人員逃生和救援帶來極大的困難[2],因此阻燃瀝青廣泛應用于隧道或地下通道路面的鋪裝[3-5]瀝青網sinoasphalt.com。阻燃瀝青中添加了大量阻燃劑,使瀝青黏稠度增加,從而使熱拌瀝青混合料的拌和溫度提高、生產難度增加,且熱拌瀝青混合料本身就存在高能耗、高排放、易老化等弊端。溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料 相比可降低生產能耗,節約成本,減少煙氣排放,改善工人施工環境,延長施工時間,提高路用性能,并可直接使用熱拌設備進行生產,同時可延長拌和設備的使用壽命[6-7]。
為了降低阻燃瀝青混合料的生產難度和生產成本,改善施工環境,延長施工時間,增加隧道或地下通道路面鋪裝的靈活性與便利性,推動溫拌阻燃瀝青在路面鋪裝施工中的應用,本課題對LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青的制備工藝進行研究,并考察 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑對阻燃瀝青常規性能的影響。
1 實 驗
1.1原材料及儀器
原材料:LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑;環保型阻燃劑(自制);遼河油田SBS改性瀝青(IC型),其主要技術指標見表1。
儀器:SD-0625型旋轉黏度計;SYD-2806E 型全自動瀝青軟化點試驗器;SYD-2806C 型瀝青針入度試驗機;LY-20A 型瀝青延伸度儀;JJ-1A 型攪拌器。
1.2 實驗方法
環保型SBS改性阻燃瀝青的制備:將環保型阻燃劑按質量分數12%加入到溫度為(155±5)℃的SBS改性瀝青中,用攪拌器高速攪拌45min,然后低速攪拌30min,以排出氣泡使其均勻穩定。
LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青的制備:采用攪拌一次摻配法,將一定量的 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑慢慢加入到已經加熱至一定 溫度的環保型SBS改性阻燃瀝青中,恒溫、恒速攪拌一定時間,制得 LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青。
瀝青的常規性能測試:針入度、軟化點、延度均按照JTJ052-2000國標規定的方法進行測定。
降黏效果評定:按照JTJ052-2000國標規定的方 法 測 定 LKWO-Ⅱ 型油基溫拌阻燃瀝青在135 ℃下的動力黏度,用于評價溫拌劑的降黏效果[8-9]。
2 結果與討論
2.1 溫拌阻燃瀝青的制備工藝條件考察
2.1.1 攪拌溫度 在 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量(溫拌劑與阻燃瀝青的質量比,下文同)為0.8%、攪拌轉速為200 r/min、攪拌時間為35min的條件下,攪拌溫度對溫拌阻燃瀝青動力黏度的影響見圖1。由圖1可知,隨著攪拌溫度的升高,溫拌阻燃瀝青的動力黏度呈先降低后升高的變化趨勢,當攪拌溫度為130℃時,溫拌阻燃瀝青的動力黏度最小。這是由于攪拌溫度過高時會導致溫拌劑加快揮發,且其內部的表面活性劑分子也會遭到破壞;而攪拌溫度過低時會導致阻燃瀝青與溫拌劑混合不充分,從而使降黏效果不佳。因此,適宜的攪拌溫度為130℃。
2.1.2 攪拌轉速 在 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量為0.8%、攪拌溫度為130 ℃、攪拌時間為35min的條件下,攪拌轉速對溫拌阻燃瀝青動力黏度的影響見圖2。由 圖 2可知,隨著攪拌轉速的增大,溫拌阻燃瀝青的動力黏度呈先降低后升高的變化趨勢,當 攪 拌 轉 速 為200r/min時,溫拌阻燃瀝青的動力黏度最低。這是因為當攪拌轉速過低時,會導致溫拌劑與瀝青混合不均勻,從而使降黏效果下降;而當攪拌轉速過高時,會破壞起潤滑作用的結構性油膜,也導致降黏效果下降。因此,適宜的攪拌轉速為200r/min。
2.1.3 攪拌時間 在 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量為 0.8%、攪拌溫度為130 ℃、攪拌轉速為
200r/min的條件下,攪拌時間對溫拌阻燃瀝青動力黏度的影響見圖3。由圖3可知,隨著攪拌時間的延長,溫拌阻燃瀝青的動力黏度呈先降低后升高的變化趨勢,當攪拌時間為35min時,溫拌阻燃瀝青的動力黏度最小。這是因為攪拌時間過短時會導致阻燃瀝青與溫拌劑混合不均勻,從而導致降黏效果不佳;而 攪拌時間過長時會導致部分溫拌劑揮發,使降黏效果下降。因此,適宜的攪拌時間為35min。
2.1.4 溫拌劑添加量 在攪拌溫度為130 ℃、攪拌轉速為 200r/min、攪 拌 時間為 35 min 的條件下,LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量對溫拌阻燃瀝青動力黏度的影響見圖4。由圖4可知,隨著溫拌劑添加量的增加,溫拌阻燃瀝青的動力黏度逐漸下降,其中溫拌劑添加量低于0.8%時溫拌阻燃瀝青動力黏度的下降幅度較大,溫拌劑添加量大0.8%后溫拌阻燃瀝青動力黏度的降低趨于平緩。綜合考慮企業運營成本及降黏效果,適宜的LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量為0.8%。
2.2 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑對阻燃瀝青常規性能的影響
在攪拌溫度為130℃、攪拌轉速為200r/min、
攪拌時間為35min、LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量分別 為 0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%, 1.2%的條件下制備一系列溫拌阻燃瀝青,測定其針入度(25 ℃)、延度(5 ℃)和軟化點,考察LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑對阻燃瀝青常規性能的影響,結果如表2所示。由表2可知,隨著溫拌劑添加量的增加,溫拌阻燃瀝青的針入度增加、軟化點降低、延度增加。這是因為 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑能夠降低阻燃瀝青的黏度及硬度。溫拌阻燃瀝青的針入度與延度增加,表明 LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑會提高阻燃瀝青的低溫抗開裂性能,從而彌補阻燃劑會降低瀝青低溫抗開裂性能的缺陷。溫
拌阻燃瀝青的軟化點降低,表明溫拌劑會影響阻燃瀝青的高溫抗車轍性能,但環保型阻燃劑可提高瀝青高溫抗車轍性能的特性彌補了這一影響。
3 結論
(1)LKWO-Ⅱ型油基溫拌阻燃瀝青的最佳制備工藝條件為:攪拌溫度 130 ℃,攪拌轉速 200 r/min,攪拌時間35min,LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑添加量0.8%。
(2)LKWO-Ⅱ型油基溫拌劑能夠使阻燃瀝青的針入度和延度增加、軟化點降低。該溫拌劑可以改善阻燃瀝青的低溫抗開裂性能,彌補了阻燃劑會降低瀝青低溫抗開裂性能的缺陷。
參 考 文 獻
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[3] 胡朝輝.阻燃瀝青混合料在高速公路長大隧道面層施工中的應用[J].交通標準化,2013,12(3):83-86
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PREPARATION OF WARM-MIXED FLAME RETARDANT ASPHALT AND
ITS PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES
Yang Yu,Wang Hongguo,Liao Kejian,Zhou Shufei
(Liaoning Shihua University,Fushun,Liaoning 113001)
Abstract:LKWO-Ⅱoil based warm-mixed additive was used to prepare warm-mixed flame retardant asphalt.The ellects of preparation factors such as temperature,stirring speed and time during stirring process and amount of warm-mixed additive on the dynamic viscosity of the product were tested.The general performance of the product was also investigated.The test results show that best perparation conditions of warm-mixed flame retardant with LKWO-Ⅱ oil based additive are:130℃.stirring speed 200r/min for 35 min and the additive amount of 0.8%(mass ratio of the additive and flame retardant asphalt).It is found that addition of LKWO-Ⅱ oilbasedwarm-mixed additive can reduce the softening point of flame retardant asphalt while increase the penetration and ductility,and improve the crack-resistant attributes at low temperature and remedy the disadvantage in low temperature cracking performance caused by addition of flame resistant additive.
Key Words:warm-mixed addittive;flame retardant asphalt;mixture;preparation technology
簡訊
美國阿貢國家實驗室開發 CO2 制甲醇新型銅原子簇催化劑
美國能源部阿貢國家實驗室開發出一種新型的銅原子簇催化劑,這種催化劑結構是由每簇4個銅原子的 Cu4 四聚體負載在氧化鋁的薄膜上,可以快速地捕獲CO2 并將其轉化成甲醇,最終節省能源。
通常的CO2 制甲醇方法是采用銅-鋅-鋁氧化物催化劑,僅僅將這些催化組分維系在一起就占據了若干的結合位點,從而限制了捕獲 CO2 的能力,為了促進反應,還需要高壓條件,而使氣體進入高壓混合狀態需要大量能耗。
這種銅原子簇四聚體結構中的大多數結合點位是開放的,4個銅原子同時參與,這意味著催化劑可以更強烈地附著 CO2,將其更好地加快轉換。這種增強結合的優點在于,只需要較低的壓力和較少的能量就可以生產相同量的甲醇。
目前,這項研發工作 還 在 繼 續。面臨的難點是催化劑的不穩定性以及如何生產大量的催化劑。銅四聚體在工業環境中使用時有可能會分解,因此確保長期耐久性是今后研究的一個關鍵點。此外,研究人員對尋找其它的催化劑也很感興趣,將使用先進計算方法來進行預測。
[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]
生產纖維素乙醇的單釜大容量新工藝
美國能源部聯合生物能源研究所開發了由纖維素生物質生產乙醇的“大容量”纖維素單釜式工藝,收率達到有史以來最高,廢水和廢渣量最少?!按笕萘俊笔?指生物質處理量大,生物燃料轉化成本低。該工藝采用離子液預處理、酶糖化水解以及發酵組合工藝生產高濃度可發酵糖,最后形成高濃度纖維素乙醇。由于使用的稀生物基離子液對所用的水解酶混合物及微生物毒性低,從而可提高化效率?;陔x子液與處理量之間的規律認識,生物質的處理能力提高 了30%。產 量 達41 .1 g/L,以葡萄糖計,收率相當于74.8%。
技術分析顯示,經過優化配置,單釜式工藝的經濟性和環保效益明 顯,纖維素生物加工廠離子液用量減少了90%,與預處理有關的新鮮水和廢水減少了85%,相應地,電量、廢水處理化學藥劑用量和廢物等都會減少。纖維素乙醇生產成本降低了40%。
[靳愛民摘譯自 Green Car Congress,2016-01-14]
宇部興產公司采用新工藝生產環己酮
宇部興產公司于2016年1月21日 宣 布,將在其日本宇部市的制造基地切換采用新的工藝生產環己酮。新工藝通過苯酚選擇性加氫生產環己酮,而原有的過程是基于環己烷氧化。新裝置生產能力為80 kt/a,預 計2017年11月建成。與已有過程相比,新工藝更加簡化,具有更高的環己酮產率,能耗降低,有助于減少溫室氣體排放。
[錢伯章摘譯自chemweek,2016-01-22]
香山科學會議推動“烴加工”向“烴合成”轉變
香山科學會議第545次學術討論會在北京召開。與會專家呼吁,應推進前沿催化科學與技術的研究,以促進相關烴類制備技術的重大創 新,最終有效推動石化行業烴類制備由“烴加工”向“烴合成”轉變。
與會專家認為,通過與材料學科、表征學科和信息學科的交叉,催化學科不僅在催化反應機理的研究方面獲得了重要發展,一些基于高性能催化材料的新反應路線與工藝也相繼取得突破。因此,在此基礎上發展以分子拼接與組裝為技術特點的烴合成路線,用于替代或補充現有的石油基烴加工路線,也是未來石化行業可持續發展的必然趨勢。
[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]