[发明专利]一种恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备与操作方法

说明书

本发明提供了一种恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备与操作方法，该恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备由恒温系统、真空系统和剪切系统组成，其中，恒温系统可对沥青进行均匀加热及精准控温；真空系统可改变烘箱内气压，并集中收集废气；剪切系统可对改性沥青进行剪切制备。本发明提供的恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备与操作方法可以精准控制剪切过程中沥青的温度，保证沥青温度的均匀性，能够避免传统加热方法因受热不均导致的沥青老化，并且有效消除基质沥青内部本身的气泡及剪切过程中引入的气泡对改性沥青性能的影响，此外，能够排除固体改性剂表面的空气，改善沥青与改性剂的结合状态，进而提高改性沥青的性能。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，特别是涉及一种恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备与操作方法。

背景技术

改性沥青的制备工艺对其性能起关键性作用。制备工艺中最重要的一项控制参数是沥青的剪切温度，现常用加热设备主要是螺旋板式或列管式换热器通过导热油对沥青进行加热至剪切制备温度。导热油加热确保了剪切过程中的精准控温，但试验室室内制备改性沥青时，往往采用各式各样的电炉加热，无论是从底部还是从底部与侧面加热，该方法下容器壁的温度往往远高于沥青温度，容器内沥青温度存在一定的梯度。有研究者结合剪切设备与温度计，以期对沥青进行精准控温，但温度计测定点位为容器内沥青中间位置，该处沥青的温度与其他处的存在一定的差异，且加热方法下控温存在较大程度的滞后。导致容器内沥青过热产生较大的老化、受热不均影响改性沥青的剪切效果。试验室室内制备工艺与工厂制备工艺存在的这一差异，导致难以通过室内试验准确评估改性沥青性能及确定工厂制备工艺参数。

此外，沥青本身内部存在微气泡，且在剪切过程中也会搅入空气，加剧沥青老化的同时，增加了沥青内部的微气泡。这些微气泡的存在不仅降低了沥青与集料的粘附性能，同时影响了沥青的均质性，导致内部应力集中现象，降低了沥青的性能，但是本领域人员在沥青的剪切过程中并没有注意过该问题。同时，对于固体改性剂而言，表面存在开口孔隙，剪切搅拌过程中，沥青难以100％裹覆于改性剂表面。改性剂与沥青的接触状态直接影响改性沥青性能的稳定性，现有设备中并不能很好的解决这些问题。

同时，沥青的制备产生大量有害气体，任之排放，不仅危害实验员身心健康，同时污染环境，而现有剪切设备中也没有提供专门用于排出有害气体的装置。

为此，有必要研发一种加热系统合理、控温精准、环保且能消除沥青内部微气泡的剪切制备设备与操作方法，以提高改性沥青性能。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供了一种恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备与操作方法，解决了现有技术中沥青剪切过程中温度控制不准确、受热不均匀、沥青内部会产生微气泡、剪切成产生的有害气体随意排放等问题。

为解决上述技术问题，本发明所提供了一种恒温、真空、环保的改性沥青剪切设备，包括恒温系统、真空系统和剪切系统，所述恒温系统包括烘箱，所述烘箱内部设有剪切仓，剪切仓的外表面与烘箱内表面之间具有间隙；所述烘箱内壁两侧设置有加热装置；所述烘箱顶部中央设置有圆孔；所述剪切仓内壁装有温度传感器和压力传感器；所述烘箱侧面开有废气收集口；所述真空系统包括真空泵，真空泵一侧与剪切仓相连通，一侧与废气收集口相连通；所述烘箱顶部安装有玻璃密封罩，烘箱和玻璃密封罩之间设置有硅胶软垫；所述排气阀安装在剪切仓与外界连通的管路上；所述剪切仓的仓门与剪切仓之间通过密封条密封。

进一步地，所述剪切系统由剪切电机，剪切转速调节旋钮，剪切电机电流显示器，剪切电机电源开关组成，所述剪切电机从烘箱顶部圆孔插入烘箱内部，剪切电机机体位于烘箱外，剪切电机的剪切头深入烘箱内部；所述剪切转速调节旋钮、剪切电机电流显示器、剪切电机电源开关与剪切电机之间通过内置于烘箱箱体中的电线进行连接；所述剪切转速调节旋钮、剪切电机电流显示器、剪切电机电源开关均位于烘箱外表面，分别用于控制剪切电机的转速大小、显示剪切电机的电流大小、控制剪切电机的开断。