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          乳化瀝青的成分組成和種類講解
          [2018/8/6]

           

           

          一、乳化瀝青概念


          所謂乳化瀝青就是將瀝青熱融,經過機械的作用以細小的微滴狀態分散于含有乳化劑的水溶液之中,形成水包油狀的瀝青乳液。使用這種瀝青乳液修路時,不需加熱,可以在常溫下進行噴灑、貫入或拌和攤鋪,鋪筑各種結構路面的面層及基層,也可以用作透層油、粘層油以及用于各種穩定基層的養護。

          相比于稀釋瀝青和熱瀝青,乳化瀝青不需要耗費大量汽油、煤油等溶劑,也無需大量熱能加熱瀝青和集料,具有獨特的應用特點。乳化瀝青以水為分散介質而形成水乳液型分散體系,使用乳化瀝青施工時,不需加熱,可以在常溫下自由流動,并且可以根據需要制造出各種類型和濃度的乳化瀝青,并且方便地進行改性,施工過程可以容易地控制瀝青的用量。

          乳化瀝青在道路工程中的主要應用
          路面工程
          表面處治
          其它
          冷拌和乳化瀝青混凝土
          冷拌和再生瀝青混凝土
          乳化瀝青貫入式路面
          稀漿封層
          微表處
          霧封層
          層鋪法乳化瀝青表面處治
          透層油
          粘層油
          基層穩定
          坑槽填補料
          裂縫填補料

          二、乳化瀝青的特點及優越性

          1)提高道路質量:乳化瀝青的特點決定了它有普通熱瀝青所不易達到的效果,用作透層油、粘層油、層鋪法施工、噴灑時可精確控制撒布量,有良好透入效果和粘附性,乳化瀝青的瀝青含量可任意調整,可達67%,拌和更加均勻,瀝青膜厚很薄。另外由于乳化瀝青表面帶有電荷,瀝青微粒能緊密吸附到礦料表面,乳化劑同時起到抗剝落劑的作用,可以增強瀝與石料間的粘結。

          2)擴大瀝青使用范圍:隨著乳化瀝青技術的不斷發展,已有許多熱瀝青不可能做到的,用乳化瀝青都能夠實現。

          3)節約能源:乳化瀝青生產時只需一次加熱,而且瀝青溫度只需120~140℃,盡管乳化劑水溶液需要加熱、乳化機械消耗電能等。但據統計計算,用乳化瀝青筑養路比用熱瀝青可節約熱能在50%以上。

          4)節省材料:乳化瀝青中含有40%左右的水,相當于用水將瀝青稀釋成60%的濃度,因此施工時可以更準確控制瀝青用量;此外乳化瀝青可以在礦料表面形成很薄的、均勻的瀝青膜,保證礦料間有足夠結構瀝青的同時使自由瀝青降低到適宜程度,因此可以顯著降低瀝青用量。平均節約瀝青材料15%~45%。

          5)環保、安全:乳化瀝青在生產過程中不需要高溫長時間加熱,施工過程為常溫只有水分蒸發,避免了熱瀝青的環境污染和燙傷事故。

          6)使用方便:乳化瀝青可以在常溫下長期存放,噴灑和拌和使均無需加熱,也不需要加熱礦料,在陰濕低溫的情況下可以施工,大大方便了生產和施工。

           


          三、乳化瀝青的種類

          我國《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004對乳化瀝青的種類如下:

          乳化瀝青品種及適用范圍
          分類
          品種及代號
          適用范圍
          陽離子乳化瀝青
          PC-1
          表處、貫入式路面及下封層用
          PC-2
          透層油及基層養生用
          PC-3
          粘層油用
          BC-1
          稀漿封層或冷拌瀝青混合料用
          陰離子乳化瀝青
          PA-1
          表處、貫入式路面及下封層用
          PA-2
          透層油及基層養生用
          PA-3
          粘層油用
          BA-1
          稀漿封層或冷拌瀝青混合料用
          非離子乳化瀝青
          PN-2
          透層油用
          BN-1
          與水泥穩定集料同時使用(基層路拌或再生)

          四、乳化瀝青的組成
          乳化瀝青由一些三種主要物質組成:瀝青、水、乳化劑,除此之外可以含有其他添加劑,如穩定劑、特殊助劑、改性劑等。

          1)瀝青
          瀝青是乳化瀝青中的最主要組成部分,一般占到乳化瀝青總質量的50%~65%。當乳化瀝青噴灑或拌和使用后,其中的水分蒸發最終留在路面的是瀝青,乳化瀝青的各項檢驗指標的高低瀝青是一項決定性因素。

          石油瀝青是由碳、氫等復雜有機物組成的混合物,其化學組成及膠體結構隨油源不同、加工工藝不同,瀝青的路用性質、乳化的難易程度、改性的方法都會有所區別。因此生產乳化瀝青首先考慮的是選擇適宜的瀝青品牌和標號,除了滿足最終的應用要求外,還應滿足乳化生產的要求。芳香份和膠質含量多的容易乳化,飽和份和瀝青質含量越多越不易乳化。從膠體結構來講,溶膠型瀝青比凝膠型瀝青容易乳化。

          隨著改性瀝青的出現,改性瀝青用于乳化的現象也隨之出現。由于改性瀝青的粘度大幅度增加、且改性劑大部分是高分子聚合物,其可乳化性大大降低,因此在生產乳化瀝青時應充分試驗。

          2)水
          水是瀝青分散的介質,水的潔凈度和硬度會對乳化瀝青產生影響。鈣、鎂離子的存在對陽離子型乳化劑來說有利有弊,一方面需要消耗一定酸來中和,一方面中和產物CaCl2作為乳化瀝青穩定劑存在。對陰離子型乳化劑來說有弊,可溶性的鈣、鎂離子與陰離子型乳化劑的陰離子反應生產不溶性物質,消耗了乳化劑。水中雜質微粒也會影響瀝青的乳化,所以生產乳化瀝青的水最好是潔凈的硬度低的水。

          3)乳化劑
          乳化劑在乳化瀝青中的比例很小,一般在0.2%~1.8%之間(占瀝青乳液的質量),乳化劑的作用使得乳化瀝青可以以穩定的乳狀液的形式存在,實現了從瀝青到瀝青乳液的轉變。除了起乳化作用外,乳化劑對乳化瀝青的路用性能影響巨大。

          ① 乳化劑是乳化瀝青破乳速度的主要影響因素
          乳化劑品種的不同,決定了乳化瀝青破乳速度的本質不同。例如,使用木質素胺類乳化劑的破乳速度很慢,而使用脂肪酸胺類的乳化劑破乳速度會較快。對于同一類型的乳化劑化學結構的不同也影響破乳速度。

          乳化劑劑量越大,乳化瀝青中游離的乳化劑就越多,破乳速度就越慢。

          ② 乳化劑對瀝青指標的影響

          在乳化瀝青破乳、水分蒸發后,乳化瀝青中的乳化劑、酸等留在了瀝青中。乳化劑的存在使瀝青的極性增強,有利于改善瀝青與石料的粘結,對于瀝青針入度、軟化點、延度等指標則有不同增減,使用時應具體分析。

          4)添加劑

          在乳化瀝青生產中, 如果能加人少量的化學添加劑, 既可以減少乳化劑用量, 降低生產成本,又可以提高乳化劑的活性, 改善乳化瀝青的貯存穩定性。根據經驗,加入以下添加劑有不同的作用

          ①加入鹵素無機鹽能增強乳化瀝青顆粒之間的雙電子層效應, 增加電勢電位,阻止乳化瀝青微粒的相互聚集。

          ②加入水溶性高分子聚合物能在乳化瀝青中以網狀、線狀的形式存在, 對乳化瀝青微粒起到隔離作用, 同時還能增強乳化瀝青的粘附性。

          ③加人一些非離子表面活性劑, 能降低水的表面張力, 同時當它與乳化劑混溶于水后, 能起到復合乳化的效果, 使乳化能力大大的增強。

          如果能同時選用多種化學添加劑, 并將其用量的比例調節到最佳點, 則可將乳化劑的用量降至最低點, 同時又能制備出穩定性良好的乳化瀝青。


          五、瀝青乳化劑的類型

          瀝青乳化劑大致可分為合成乳化劑、天然產物乳化劑、無機粉末乳化劑等類型,而合成乳化劑是目前應用最多、性能最好的類型,因此一般所講的瀝青乳化劑都是指一類有機合成的可以乳化瀝青的表面活性劑。

          瀝青乳化劑從化學結構上講是一種“兩親性”分子,分子的一部分具有親水性質,一部分具有親油性質。親油部分一般由碳氫原子團,特別是由長鏈烷基構成,差別較小。親水部分原子團則種類繁多,結構差異大。按照親水基在水中是否可以電離,瀝青乳化劑可以分為離子型和非離子型兩大類。離子類根據離子電性的不同又可以分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型。

           

           

          (來源:網絡)

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