当前位置:首页 > 旋转蒸发器法沥青回收试验探讨-上海一恒科学仪器有限公司

旋转蒸发器法沥青回收试验探讨-上海一恒科学仪器有限公司

[导读]旋转蒸发器法回收沥青的溶剂有几种, 除常用的三氯乙烯 (工业用) , 还有甲苯、甲苯与乙醇混合溶液 (乙醇20%) 等, 经华南理工大学道路研究所的研究发现, 沥青更易溶于三氯乙烯, 而溶于甲苯、甲苯与乙醇混合溶液相对较慢

结合海南东线高速公路左幅大修就地热再生课题沥青回收的大量试验, 对旋转蒸发器回收沥青的试验方法进行了分析、总结, 取得了较好的效果。

由于人们对资源、环保等方面的日益重视, 沥青混凝土路面再生利用技术越来越多地受到关注。沥青混凝土路面的再生利用不仅能够节约沥青、砂石原材料从而节省工程投资, 而且有利于处理废料、保护环境, 因此已成为公路工程建设中有待进一步发展的重要技术[1]。

沥青混凝土路面再生利用一般采取如下技术措施:旧料性能评价→沥青活性激发→再生沥青混合料设计。其中旧沥青性能评价作为旧料评价的核心内容, 是沥青活性激发、再生混合料设计等一系列后续工作的前提。因此, 旧沥青性能评价的准确程度就显得尤为重要。旧沥青性能指标测定通常分为两步:第一步是采用沥青回收方法将旧沥青混合料中的沥青进行回收;第二步是测定回收沥青的性能指标。由此可见, 老化沥青的性能是通过回收沥青指标进行表征的。

从沥青混合料中回收沥青的方法主要有阿布森法和旋转蒸发器法。工程中常用的是阿布森法, 而旋转蒸发器法却使用较少, 可供借鉴的经验较少, 现行《沥青和沥青混合料试验规程》 (JTJ 052-2000) 对旋转蒸发器法试验虽然有明确的规定, 但我们在实践中遇到了一系列的技术问题, 在此基础上对试验过程和相关问题进行了探讨, 提出了完善旋转蒸发器法沥青回收试验的各项措施, 为今后采用此法提供借鉴和参考。

1 主要仪器设备及溶剂的选择

1.1 离心式沥青混合料抽提仪

由于常规抽提仪存在无法很好去除矿粉的问题, 所以为了尽量减少矿粉对回收沥青的影响, 本研究采用德国赢华泰公司生产的自动沥青抽提仪20-1120型自动分离沥青混合料中的沥青, 确定沥青含量。将加热至80℃的沥青混合料置于筛网的顶部, 利用三氯乙烯通过振动和离心作用将混合料分离为矿料、矿粉以及沥青溶剂混合液。三氯乙烯通过加热装置被自动回收一部分, 以备下次抽提使用。抽提仪每次抽提的沥青混合料最大质量为3 500 g。

1.2 旋转蒸发器

本研究采用上海一恒科学仪器有限公司 生产的RV-211A旋转蒸发器。加热温度20~180℃, 过温保护190℃, 水浴锅温度数显, 水浴锅直径240 mm。

1.3 回收溶剂的选择

旋转蒸发器法回收沥青的溶剂有几种, 除常用的三氯乙烯 (工业用) , 还有甲苯、甲苯与乙醇混合溶液 (乙醇20%) 等, 经华南理工大学道路研究所的研究发现, 沥青更易溶于三氯乙烯, 而溶于甲苯、甲苯与乙醇混合溶液相对较慢;另外, 比较而言, 蒸发过程中三氯乙烯更容易被脱去, 而甲苯、甲苯与乙醇混合溶液则速度较慢, 并且更易残留, 对试验结果影响较大。

需要强调的是, 使用化学纯的三氯乙烯时, 因无稳定剂, 容易与空气氧化生成过氧化物, 继而生成多种化合物, 而且价格较高, 使试验费用大幅提高。因此, 加有稳定剂的工业用三氯乙烯是较合适的试验材料;另外, 三氯乙烯的纯度也要达到一定要求, 一般要达到99%以上, 纯度越高回收效果越理想。

2 旋转蒸发器法沥青回收试验操作方法

2.1 试样准备

取有代表性的沥青混合料, 如果混合料直接从路面钻芯或挖取回来, 则应该将其晾晒干燥, 并且把它置于135℃恒温干燥箱内加热1 h, 使混合料成松散状态, 以利于混合料溶于三氯乙烯溶剂中。按照试验操作经验, 沥青三大指标试验所需的沥青用量为80~90 g, 但由于回收沥青时有一部分沥青黏附于烧瓶内壁, 大约为30 g, 所以, 取沥青混合料时, 必须先估算回收120 g沥青所需沥青混合料的重量。

由于三氯乙烯溶剂易挥发, 而且对人体有毒害作用, 所以, 旋转蒸发器法整套试验必须在通风良好的室内进行, 操作人员也要配备必要的防护用品, 如橡皮手套和防护面罩等。

2.2 沥青溶液的抽提

待松散的沥青混合料冷却至80℃或将冷却松散的沥青混合料置于95~100℃恒温干燥箱中预热1 h, 至料温达到80℃左右, 称取3 200 g左右沥青混合料置于抽提仪筛网的顶部, 将抽提仪抽提时间设定为40 min, 进行抽提。对于沥青含量未知的旧沥青混合料, 需先测定其沥青含量, 方法是将筛网上混合料质量减去抽提后筛网上的矿料和离心筒中矿粉的烘干质量, 这样可计算出抽提后的沥青溶液的浓度 (溶液中沥青与三氯乙烯的质量比) 。

2.3 蒸馏和回收

(1) 因为抽提仪通过加热对三氯乙烯回收, 所以沥青抽提液温度较高, 为防止负压蒸馏时抽提液发生沸腾, 须待抽提液冷却后才能装入洁净的旋转烧瓶中, 沥青抽提液约350~400 ml, 并已知浓度。

(2) 开动真空泵, 使整个系统形成负压, 因为旋转烧瓶首先是在50℃±5℃的油浴中蒸馏, 真空度可采用旋转蒸发仪自动搜索三氯乙烯的沸点为50℃时真空度, 本研究设置真空度为4.6 kPa。

在此需要特别说明的是:按试验规程的做法是“真空度97.4 kPa (719 mmHg) , 绝对负压6.67 kPa (50 mmHg) 以下”。但经多次试验发现, 在此真空度下蒸馏效果非常不好,



相关文章