纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

崔平

(山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030012)

由于纳米材料具有特殊的表面特性，将纳米材料用于沥青改性，能较好地改善沥青诸多方面的性能。相关研究表明：将纳米TiO2单掺在沥青中时，纳米粒子能均匀分散在沥青中，且能有效提高沥青的高温性能，但由于纳米TiO2价格较高，大掺量的纳米TiO2会抬高工程造价，因此如何在保证沥青优良性能的同时减少纳米TiO2的掺量至关重要。而纳米CaCO3由于价格低廉，受到众多学者的关注，将纳米TiO2和纳米CaCO3同时用于沥青改性，不仅能提高沥青的高温性能，而且能降低工程造价。纳米TiO2/CaCO3复合改性虽然改善了沥青的高温性能，但对沥青低温性能的改善作用不大，而SBS作为一种聚合物改性剂，具有良好的柔韧性和变形能力，能同时改善沥青的高低温性能。因此用纳米TiO2、纳米CaCO3和SBS改性剂对基质沥青进行复合改性，有望同时改善沥青的高低温性能。该文通过在基质沥青中添加纳米TiO2、纳米CaCO3和SBS，通过试验研究复合改性沥青的高低温流变性能。

1 试验

1.1 原材料

沥青选用HK70#基质沥青，基本技术指标如表1所示。SBS改性剂选用星型SBS，具有良好的物理力学性能；纳米TiO2的平均粒径小于30 nm，比表面积大于30 m2/g；纳米CaCO3外观为白色粉末状固体，平均粒径为15～40 nm，比表面积大于50 m2/g。

表1 基质沥青的基本技术指标

1.2 复合改性沥青的制备

将基质沥青加热至160 ℃后，加入纳米TiO2和纳米CaCO3颗粒，并用玻璃棒手动搅拌5 min，待纳米颗粒均分分布在沥青中后，保持恒温160 ℃，再加入SBS改性剂，同时利用高速剪切机以5 000 r/min的速率剪切45 min，制得纳米TiO2/CaCO3/SBS复合改性沥青。……