改性乳化瀝青制作技術(shù)

1、改性乳化瀝青制作技術(shù)上世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)公路事業(yè)迅猛發(fā)展，里程大幅增加，但有相當(dāng)一部分由現(xiàn)早期病害。養(yǎng)護(hù)工作量很大，當(dāng)前迫切需要加快養(yǎng)護(hù)速度，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，降低養(yǎng)護(hù)成本。經(jīng)過(guò)十年的實(shí)踐證明，稀漿封層及微表處理等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是適合當(dāng)前我國(guó)養(yǎng)護(hù)的施工要求。而實(shí)現(xiàn)這一養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，必需掌握其關(guān)鍵性材料一一各種類型乳化瀝青的制作。我公司自2006開(kāi)始投入一套國(guó)產(chǎn)乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備，用于生產(chǎn)各類普通乳化瀝青和少量的改性乳化瀝青，為適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步，于2011年上半年對(duì)設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，核心部分膠體磨采用德國(guó)BWS原裝進(jìn)口，流量計(jì)、皂液泵采用丹麥進(jìn)口設(shè)備。自動(dòng)控制補(bǔ)償系統(tǒng)由（軟件）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研發(fā)。并

2、與美德維實(shí)維克公司中國(guó)實(shí)驗(yàn)室、阿克蘇諾貝爾中國(guó)研發(fā)中心展開(kāi)技術(shù)合作。根據(jù)工程施工的具體情況產(chǎn)生具有合適配伍性的改性乳化瀝青，在各高速公路養(yǎng)護(hù)工程中取得了良好的效果。以下以生產(chǎn)實(shí)踐為基礎(chǔ)談?wù)摳男匀榛癁r青的制作。一、概述所謂乳化瀝青是指將瀝青熱熔，經(jīng)過(guò)機(jī)械作用，使瀝青微粒懸浮于乳化劑水溶液中，行成水包油型（或油包水型）的一種乳液。使用這種瀝青乳液進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，不需加熱（包括粗細(xì)骨料也不需烘干和加熱），可以在常溫狀態(tài)下進(jìn)行噴灑、灌入、攪拌和攤鋪。這種常溫施工方法與熱瀝青相比是有以下優(yōu)點(diǎn)：1、節(jié)省能源；熱瀝青施工前一般加熱到165c以上，倒運(yùn)時(shí)重復(fù)加熱一次，停工后必須持續(xù)保溫。所用石料也必須烘干

3、、加熱至160C,而使用乳化瀝青只需在生產(chǎn)時(shí)將瀝青加熱至135C,以后無(wú)論倒運(yùn)、貯存、施工均無(wú)需加熱，所用材料在潮濕狀態(tài)下也可使用。因此節(jié)約了大量的熱能，減少污染氣體和可吸入粉塵顆粒物。2、改善施工條件，減少環(huán)境污染；熱瀝青加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種污染氣體，含有致病物質(zhì)，施工時(shí)因?yàn)榛旌狭系闹藷岫a(chǎn)生瀝青蒸汽和熱浪危害工人健康，乳化瀝青施工可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度。3、延長(zhǎng)施工季節(jié)，因?yàn)槭浅厥┕?；一年?nèi)使修路時(shí)間延長(zhǎng)24個(gè)月。4、綜合效益好，乳化瀝青相比熱瀝青加熱時(shí)間短，熱老化損失少。無(wú)論是對(duì)酸性骨料還是對(duì)堿性骨料都具有良好的粘附性。二、乳化原理改性乳化瀝青是由瀝青、乳化劑、改性劑、助劑和水五個(gè)部分組成，其中

4、乳化劑所占的比例雖小，但卻起至關(guān)重要的作用。乳化劑是一種表面活性劑，是由親水的極性基和親油的極性基所組成。在油水溶液中加入乳化劑后，乳化劑的兩個(gè)基因產(chǎn)生定向排列，在油、水兩個(gè)界面連接起來(lái)，從而防止它們之間的相互排斥作用，攪拌分散后，瀝青可以微粒形式穩(wěn)定的分散在水中。作為合適的乳化劑應(yīng)有良好的吸附性、配向性、膠體離子形成性和造膜性。為達(dá)到這種效果就必須讓乳化劑的親油基與所乳化瀝青的成分和匹配。三、乳化工藝：（一）乳化設(shè)備：1、基質(zhì)瀝青貯存罐（帶加熱系統(tǒng)）；2、皂液罐；3、流量、壓力、溫度控制儀表及自動(dòng)控制補(bǔ)償系統(tǒng)；4、乳化機(jī)（膠體磨）；5、乳化瀝青貯存罐；6、皂液配置系統(tǒng)。（二）材料：1、基質(zhì)瀝

5、青：為保證良好的路用性，改性乳化瀝青一般采用重交70#瀝青，這類瀝青的密度大、含蠟量低、低溫延度好，軟化點(diǎn)高。但乳化相對(duì)困難，乳化后儲(chǔ)存性能略差。2、乳化劑：乳化劑的選擇至關(guān)重要，也是影響成本的重要因素，主要考慮一下情況：瀝青的類型；施工設(shè)備、施工的氣候溫度；骨料的表面性質(zhì)；改性劑的品種、膠乳的PH值須乳化劑的要求一致，否則容易由現(xiàn)膠乳離析、團(tuán)聚現(xiàn)象。生產(chǎn)設(shè)備，有的乳化劑要求溶解溫度高，會(huì)對(duì)電子儀表造成傷害。由于改性瀝青要求濃度高、顆粒細(xì)、粒徑分布均勻，本公司采用美德維實(shí)維克和阿克蘇若貝爾等進(jìn)口乳化劑。3、改性劑：盡量與乳化劑匹配，采用同一廠家的，要求固含量達(dá)60%以上。4、鹽酸：調(diào)整乳化時(shí)的

6、PH值，激活乳化劑。5、水：飲用水即可，不可以用重水。6、穩(wěn)定劑：大部分是一種增稠劑，一般不使用，乳化瀝青成分復(fù)雜，各微粒表面電荷易受環(huán)境影響改變，加入過(guò)多的化合物影響這種乳液結(jié)構(gòu)。（三）生產(chǎn)步驟：1、加熱基質(zhì)瀝青至135C±2C,宜用柴油燃燒器鍋爐加油導(dǎo)熱油，能夠比較準(zhǔn)確的控制溫度。2、配置皂液，將自來(lái)水引入配料罐加熱至50C,配料依次加入乳化劑、改性劑（準(zhǔn)確至0.5?K）,最后加入鹽酸，不可一次加完，可先加入計(jì)算用量的80%,同時(shí)測(cè)量皂液的PH值，邊測(cè)邊加，使其較為準(zhǔn)確的達(dá)到乳化劑所要求的乳化環(huán)境，最后補(bǔ)齊沒(méi)加足的水，讓皂液定容到計(jì)算用量（根據(jù)其容量而定），繼續(xù)加熱皂液至55Co

7、3、檢查各個(gè)儀表，看各部位溫度是否符合要求。手動(dòng)運(yùn)行膠體磨，檢查其轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，一般改性乳化瀝青生產(chǎn)時(shí)要求轉(zhuǎn)子和定子間隙小于1.5mmo手動(dòng)運(yùn)行瀝青泵，作初潤(rùn)滑4、操作控制系統(tǒng)，首先開(kāi)動(dòng)皂液泵，讓皂液先進(jìn)入膠體磨，防止瀝青先進(jìn)產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象。系統(tǒng)全部開(kāi)動(dòng)后，注意觀察個(gè)溫度儀表和壓力表顯示是否正常。特別是膠體磨壓力表，膠體磨內(nèi)工作壓力是乳化效果的關(guān)鍵。生產(chǎn)穩(wěn)定后可在取樣口取樣檢測(cè)。5、生產(chǎn)完畢后、先關(guān)閉瀝青泵，讓剩下的皂液通過(guò)膠體磨，起到清洗的作用。四、成品質(zhì)量檢測(cè)1、乳化瀝青篩上剩余量試驗(yàn)此項(xiàng)試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)乳液中瀝青微粒的均勻程度，也就是檢驗(yàn)瀝青乳化的效果。在乳化完成后，瀝青顆粒應(yīng)分布均勻穩(wěn)定，。不

8、應(yīng)含有大量的粗顆粒及結(jié)塊。如果乳化效果不好，乳液中含有大量的顆粒微粒及結(jié)塊就會(huì)使乳液產(chǎn)生結(jié)皮或沉淀，這就會(huì)影響乳液中的瀝青含量；另外，在用此乳液施工時(shí)，容易造成噴灑設(shè)備的堵塞或與礦料和不勻影響施工質(zhì)量。2、乳化瀝青的粘度試驗(yàn)對(duì)于不同的施工方法、施工季節(jié)和路面結(jié)構(gòu)，對(duì)乳液有不同的粘度要求，乳液粘度不適當(dāng)，造成路面過(guò)早破壞的教訓(xùn)是不少的。因此，對(duì)于乳液的粘度要求會(huì)越來(lái)越高。良好的粘度有利于瀝青與骨料的粘附性能和混合料的工作性。3、乳化瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)。該試驗(yàn)是測(cè)定乳液薄膜與石料表面的粘附性，以評(píng)定其粘結(jié)力及抗剝落的性能，陽(yáng)離子乳化瀝青是表面電荷化學(xué)破乳的原理。與酸性材料和堿性材料都有很好的粘

9、附性。本項(xiàng)檢測(cè)采用乳化瀝青粘附性試驗(yàn)儀。4、乳化瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)此試驗(yàn)是檢驗(yàn)乳液的存放穩(wěn)定性。乳化瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性是在儲(chǔ)存規(guī)定時(shí)間后，容器中上、下乳液濃度的變化程度以判斷乳液儲(chǔ)存后的穩(wěn)定性能。影響乳化瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性的因素很多，主要是乳化劑的性能和用量、瀝青微粒尺寸、乳液中瀝青含量及外界氣溫、濕度等。此試驗(yàn)法根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況規(guī)定儲(chǔ)存溫度以乳液制造時(shí)的室溫為標(biāo)準(zhǔn)；儲(chǔ)存時(shí)間采用5天，并參照ASTMD244,乳化瀝青標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要時(shí)也可用1天、5天儲(chǔ)存時(shí)間，乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性要小于5%,一天的儲(chǔ)存穩(wěn)定性要小于1%。5、乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)用以確定乳液所帶電荷類型。6、乳液中瀝

10、青微粒直徑的測(cè)定乳液中瀝青微粒直徑的大小是乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性的重要因素之一，也是檢驗(yàn)乳化劑和乳化機(jī)械性能的重要指標(biāo)。要求3-5微米粒徑占95%以上，有條件的可以采用乳化瀝青粒徑分析儀進(jìn)行測(cè)定。能非常準(zhǔn)確的測(cè)生試樣中微粒粒徑分布。無(wú)條件時(shí)可采用顯微鏡，要求是顯微鏡目鏡配有2-5微米的刻度尺，放大倍數(shù)一般在500-600倍。測(cè)定前將乳液用分散劑稀釋，然后做成涂片，為了防止水分蒸發(fā)保持顆粒穩(wěn)定，應(yīng)在涂片上蓋上薄膜蓋片，以便在顯微鏡下能進(jìn)行觀察和計(jì)測(cè)，計(jì)測(cè)時(shí)動(dòng)作要快，因?yàn)闀r(shí)間拖長(zhǎng)可能產(chǎn)生破乳，凝聚影響測(cè)試，最好顯微鏡帶有照相設(shè)備，把圖片攝制下來(lái)，制成相片后在相片上計(jì)測(cè)就方便多了。四乳化瀝青的發(fā)展前景1 .隨著路網(wǎng)的逐漸形成與完善，低等級(jí)道路的升級(jí)，乳化瀝青使用量將越來(lái)越大；隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和能源的逐漸緊張，乳化瀝青占瀝青的比例也越來(lái)越高。2 .乳化瀝青的應(yīng)用早以不只是透層、粘層等噴灑用作層間結(jié)合