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乳化瀝青生產技術及影響因素

發布日期:2023-05-08點擊:80

隨著交通運輸事業的繁榮發展,公路的車流量與重載車輛迅速增加,這些因素大大加劇了路麵的磨耗,導致大部分公路提前出現路麵病害。為避免雨水下滲,保證路麵使用年限,提高車輛行駛安 全性及舒 適性,避免車轍進一步發展,對通過處治的路段進行檢查,發現采用微表處的路段路麵平整、耐磨、防滑、防水等性能均較以前有了很大的提高。大量的研究與事實證明乳化瀝青具有節能、施工方便和環境汙染小的特點。隨著新技術新工藝的廣泛應用,人們深刻認識到發展和應用乳化瀝青技術在公路養護維修中具有很大的發展潛力。

1 乳化瀝青生產技術

1.1 乳化瀝青的生產流程

主要有四個環節:瀝青的儲備、皂液的配製、瀝青乳化、乳液貯存。瀝青關鍵是溫度的控製,溫度控製在130-135℃之間。溫度低,瀝青的粘度大,乳化困難;溫度高,一是容易老化,二是乳液的溫度也高,影響乳化劑的穩定性和質量。皂液的溫度一般控製在55-65℃之間,調至pH值≈1.8-2.0。

1.1.1 瀝青的乳化

將合理配比的瀝青和皂液一起進入膠體磨,經過增壓、剪切、研磨等機械作用使瀝青形成均勻、細小的顆粒,穩定均勻地分散在皂液中,形成水包油的瀝青乳狀液。乳化瀝青的出口溫度不能高於100℃。

用改性劑生產改性乳化瀝青有兩種摻配方法:

①先製備乳化瀝青,然後再將改性劑加入乳化瀝青進行二次乳化得到成品改性乳化瀝青;

②將改性劑加入到皂液中然後與基質瀝青一起進行乳化,通過試驗,第 二種方法可操作性強,效果較好。

乳化瀝青

1.1.2 室內試驗

改性乳化瀝青是一種新型材料,它與普通乳化瀝青具有相似的性質,但又有區別。

若將這種材料應用到實際生產中,以下問題須解決:

一是須有好的貯存穩定性;

二是須以較少的投入使材料性能得到較大的提高;

三是有工業生產的可行性。

1.2 乳化瀝青生產主要指標

重載交通道路及用於填補車轍時,BCR蒸發殘留物的軟化點應不低於57℃。

乳化瀝青重要的指標有:乳化瀝青的粘度、貯存穩定性、破乳速度和微粒大小分布等。

如果要想改變乳化瀝青的性能,其基本的方法有三種:即更換瀝青的品種及牌號,變更乳化液配方及更換乳化劑類型,相同廠家的瀝青或者相同加工工藝的瀝青,粘度較小者、針入度較大者、標號較高者易乳化,乳化瀝青的性能相對質量穩定。

乳化瀝青的貯存穩定性是一個很重要的問題,乳液的穩定性與分散相的粘度成正比,與密度差成反比。注意三個方麵:密度差的影響,為了提高乳液的穩定性,選擇膠乳時要考慮其與水的密度比,膠乳密度不同的主要原因在於橡膠的本身密度不同。這樣容易造成膠乳的上浮或者下沉。

我們試驗室做過很多組試驗證明:克煉90#瀝青、MQK-1D乳化劑與美德維實偉克1468膠乳製成的乳液膠乳下沉,貯存穩定性不合格;韓國SK70#瀝青、MQK-1D乳化劑與美德維實偉克1468膠乳製成的乳液膠乳上浮,貯存穩定性合格,但達到了j限值。中海油90#瀝青MQK-1D乳化劑與美德維實偉克1468膠乳製成的乳液膠乳均勻分布在乳液中,貯存穩定性合格。

2 影響乳化瀝青的主要因素及注意事項

2.1 基質瀝青對乳化瀝青的影響

基質瀝青是乳化瀝青基本的成分之一,也是乳化瀝青的有效成分。基質瀝青本身的性能也決定了乳化瀝青生產的難易程度和性能指標,對瀝青品種、標號、起著舉足輕重的作用。試驗室宜選用與改性劑相容性較好的石油瀝青。

2.2 乳化劑對乳化瀝青性能的影響

乳化瀝青是通過瀝青與水在乳化劑作用下形成的瀝青材料,對於其終路用性能,破乳後的改性瀝青起關鍵作用,乳化劑是一種使用載體。由於乳化瀝青表麵帶有電荷,瀝青微粒能緊密吸附到礦料表麵,乳化劑同時起到抗剝落劑的作用,可以增強瀝青與礦料間的粘結。

乳化劑是生產乳化瀝青的關鍵,直接關係著瀝青能否乳化和乳化瀝青的穩定性、破乳速度等使用性能。生產時應根據原材料用途、成本等因素綜合考慮使用什麼乳化劑,並做好生產的試驗來確定使用哪種乳化劑。

2.2.1 起泡性

乳化瀝青生產完成後在運輸和施工過程中常常會有發泡現象,這個與乳化劑的特性有直接關係。過多的泡沫影響乳化瀝青的儲存和運輸。

2.2.2 儲存穩定性

乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會影響乳化瀝青的穩定性。

乳化劑本身就有快裂、中裂、慢裂三種類型。分為快裂、中裂、慢裂的三種,它們的穩定性逐次增強,用相同的乳化劑製備乳化瀝青,由於所用乳化劑用量的不同,在一定程度上也影響乳化瀝青的穩定性。

隨著乳化劑用量的增加,瀝青微粒變小,沉降速度減慢,瀝青微粒間的電位值增加,乳液的粘度升高,儲存的沉降值降低,進而乳液的質量和穩定性提高。但是當乳化劑增加到一定量後,其穩定性不再發生明顯的變化。因而,正確選擇乳化劑的適宜的用量範圍,既保證了乳化液的質量和穩定性,又不造成經濟上的浪費。

2.2.3 乳化劑對蒸發殘留物的影響

乳化瀝青隻是使用過程中的暫存形勢,終表現的性能依然是瀝青性能,殘留的乳化劑會對瀝青性能產生影響。這與乳化劑的種類、加量、質量優劣有一定的關係,在實際應用中要考慮。

2.2.4 改性劑對乳化瀝青的影響

改性劑要與乳化劑、瀝青有良好的配伍性才行。摻量小而蒸發殘留物後瀝青三大指標大大提高,尤其是抗車轍的能力增強。改性劑的加入,提高改善了瀝青材料的耐久性與抗老化能力。

2.3 乳化設備對乳化瀝青性能的影響

衡量乳化瀝青質量的一項重要指標是瀝青微粒的均細化程度,均細化程度越高,乳化瀝青的使用性能及貯存穩定性越好。均細化程度的高低與生產乳化瀝青所用的膠體磨有著接的關係,同時乳化瀝青設備的計量和控溫係統也影響著乳化瀝青的性能。

2.4 蒸發殘留物試驗注意

163℃烘幹法易使殘留物發生老化,在加熱獲取乳化瀝青蒸發殘留物的過程中,試樣溫度會首先上升並維持在100℃呈沸騰狀態,試樣表麵印有大量的氣泡逸出;待試樣表麵不再有大量氣泡,逐漸呈現糊狀時,試樣溫度開始迅速上升。

此時,如果維持原來的加熱速度,試樣溫度會很快超過163℃,但試樣中的水分並沒有蒸發完全。所以在加熱的過程中實時檢測試樣溫度,當試樣溫度超過105℃後改用小火慢慢加熱,保持在140℃以下直至試樣表麵不再冒出氣泡,然後將乳化瀝青升溫至163℃後停止加熱。

嚴格按照以上步驟認真操作,才能準確反映蒸發後瀝青三大指標的準確性。尤其是軟化點的變化,本來考慮到軟化點對熱穩定性和抗車轍能力的重要性,注重軟化點不低於57℃,如果不注意以上操作,溫度過高很容易使瀝青老化,軟化點偏高,偏離配方的要求,起不到改性的真作用。

3 結語

通過室內試驗,可以看出改性乳化瀝青無論在高溫還是低溫性能方麵都具有優良的性能。

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