文档介绍：硫磺沥青 20 世纪初,人们就发现在沥青混合料中加入硫磺能够改善混合料的物理结构和力学性能。 20世纪 80年代早期,美国洛克邦得公司通过在硫磺中添加一种烟雾抑制剂研制成功 SEAM 颗粒。 SEAM 在 150℃以下不产生 H 2S和SO 2 ,硫蒸汽的浓度也很低,对环境污染比其它改性剂要少许多。和其它常规沥青相比,使用SEAM 改性沥青混合料的路面几乎看不到泛油现象。强度、耐久性和抗车辙性能明显提高,道路的使用寿命延长。对于一些由较差的石料组成的沥青混凝土, 适量添加 SEAM 则对其有明显的补强作用。 SEAM (Sulphur —Extended Asphalt Modifierde )即硫磺强化改性剂,是在硫磺里面添加了烟雾抑制剂和增塑剂等成分制成的半球状黑褐色固体颗粒。单质硫的熔点只有 115 ℃,在沥青混凝土拌和的高温过程中易产生硫蒸汽、二氧化硫、硫化氢等刺鼻的有害气体和烟雾。因此,直接加入硫副作用太大,而 SEAM 是在硫磺里添加烟雾抑制剂和增塑剂成分。经试验该改性剂在 150 ℃以下不产生有害气体,增塑剂则提高了硫的质量及硫磺改性的强度和耐久性。硫与沥青有很好的相容性,与集料也有很好的粘结性。在适当的温度和骨科的剪切下,SEA M 可迅速融化,并以非常细的液滴均匀地分散在沥青和沥青混合料中。与沥青中部分呈化学结合。硫在沥青中的溶解、分散,可以使粘稠的沥青变稀,最终形成结晶,达到改性的效果。添加硫磺的胶结料拌和出的沥青混合料使结构增强。通过试验,发现加入 SEAM 沥青改性剂后,改性沥青的耐高温性能和低温性能都得到了改善[1],提高了混合料的抗水损害能力。一、相容性 SEA M 改性剂微粒在沥青中的形态和溶胀程度主要取决于SEA M改性剂和沥青的相容性。根据高聚物共混的有关理论,极性相近、溶度参数相近、表面张力相近、分子量相近和粘度相近的两相物质能够实现良好共混【2】。由于 SEAM 改性剂和沥青在分子量、粘度和表面张力等方面相差悬殊,因此不能通过渗透、扩散等作用在分子级上达到均匀共混。依据表面最小能量原理, 沥青中的改性剂微粒将自发地倾向于收缩成球形。试验研究证明,SEAM 改性剂--沥青为部分相容体系。首先,改性剂微粒能吸收沥青中的饱和分和芳香分(可统称油分)而溶胀。改性剂和沥青混合后,由于二者在表面张力、粘度和分子量等方面相差悬殊, 所以改性剂不可能完全溶胀并扩散于沥青中, 与沥青成为一相而实现共混或互溶, 它只能以粒子态弥散于沥青中。而SEAM 改性剂的溶胀与时间、温度、沥青和 SEAM 改性剂的性质密切相关。温度升高时可以加速 SEAM 改性剂分子的振动和松弛, 同时也加快了沥青中的分子运动速度更有利于油分进入到改性剂与沥青形成的网络中, 但是温度过高会加速沥青的老化。 SEAM 改性剂对沥青中部分油分的吸收和吸附作用还受到沥青胶体结构的影响。因为沥青本身也是一种胶体平衡结构, 而改性剂的加入并且对沥青组分的吸收必然会破坏沥青胶体体系的平衡。随着这部分组分的减少,沥青各组分的平衡将发生移动, 直到形成新的平衡体系, 其中包括新的沥青胶体结构的平衡和改性剂的溶胀平衡。二、化学反应机理 SEAM 沥青改性剂中 S 可与沥青发生交联反应, 可以设想硫与沥青的反应属于非均相反应, 在沥青中硫以颗粒状存在并随着反应的进行, 硫磺颗粒开