一、實(shí)驗(yàn)的目的及意義
通過(guò)將瀝青熱融，經(jīng)機(jī)械的作用以細(xì)小的微滴狀態(tài)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(shí)，不需加熱，可以在常溫下進(jìn)行噴灑、貫入或拌和攤鋪，鋪筑各種結(jié)構(gòu)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(wěn)定基層的養(yǎng)護(hù)。在提高道路質(zhì)量、擴(kuò)大瀝青使用范圍、節(jié)約能源、節(jié)省材料、環(huán)保安全等方面有其獨(dú)特的優(yōu)越性。
二、實(shí)驗(yàn)理論原理及技術(shù)要求
a) 瀝青乳化的基本原理
將瀝青分散到水相中，必然需要做功，所做的功（W）等于瀝青表面積的增大值（△A）乘以表面張力γ，即：
W=△A•γ
從上式可以看出，降低界面張力，可以使機(jī)械功明顯減小。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，乳化前將瀝青加熱融化；乳化時(shí)加入乳化劑（降低表面張力）；使用膠體磨研磨（機(jī)械能）；三者結(jié)合起來(lái)才能使瀝青乳化。乳化劑、乳化設(shè)備、乳化工藝是乳化瀝青生產(chǎn)的三要素，此外基質(zhì)瀝青、水、添加劑等也對(duì)瀝青的乳化和性能產(chǎn)生影響。
b) 乳化劑的作用
在乳化瀝青中，水是分散介質(zhì)，瀝青是分散相。單純的將水和瀝青混合是做不到的，為了使乳狀液穩(wěn)定，必須加入物質(zhì)使兩相不聚集，降低兩相間的界面張力，這種物質(zhì)就是乳化劑。乳化劑所起的作用有：
i. 降低水和瀝青之間的界面張力差。使體系總表面能降低，熱力學(xué)穩(wěn)定性提高。
ii. 使瀝青微粒界面產(chǎn)生界面膜，界面膜的強(qiáng)度和緊密程度是乳化瀝青存在的重要因素。
iii. 使瀝青微粒表面形成帶電離子基團(tuán)，電荷間的靜電斥力阻礙了瀝青微粒的聚集。
乳化劑是生產(chǎn)乳化瀝青的關(guān)鍵，直接關(guān)系著瀝青能否乳化，和乳化瀝青的穩(wěn)定性、破乳速度等使用性能。生產(chǎn)時(shí)應(yīng)根據(jù)原材料、用途、成本等因素綜合考慮使用什么乳化劑，并做好生產(chǎn)小試來(lái)確定是否使用該乳化劑。
c）瀝青乳化劑的類型、應(yīng)用
瀝青乳化劑大致可分為合成乳化劑、天然產(chǎn)物乳化劑、無(wú)機(jī)粉末乳化劑等類型，而合成乳化劑是目前應(yīng)用**多、性能**好的類型，因此一般所講的瀝青乳化劑都是指一類有機(jī)合成的可以乳化瀝青的表面活性劑。
瀝青乳化劑從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講是一種“兩親性”分子，分子的一部分具有親水性質(zhì)，一部分具有親油性質(zhì)。親油部分一般由碳?xì)湓訄F(tuán)，特別是由長(zhǎng)鏈烷基構(gòu)成，差別較小。親水部分原子團(tuán)則種類繁多，結(jié)構(gòu)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(jù)離子電性的不同又可以分為陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子型。
1、 陰離子乳化劑
陰離子乳化劑是在溶于水中時(shí)能電離成為離子或者離子膠束，親水基團(tuán)帶有負(fù)電荷的乳化劑。
人們**早就是使用陰離子乳化劑制作乳化瀝青的。由于原料易得，來(lái)源廣泛，陰離子乳化劑在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)作為**主要的乳化劑類型，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
陰離子乳化劑**主要的親水基團(tuán)有羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽等三種類型。
常用的陰離子乳化劑類型包括：
（1） **脂肪酸鹽類
**脂肪酸鹽類的化學(xué)式為R—COOM，R為C
14~C
18的烴基，M為Na、K元素。**脂肪酸鹽類是**古老而又大量應(yīng)用的表面活性劑類型，該類乳化劑的缺點(diǎn)是R—COO
-羧酸根離子會(huì)與硬水中的鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物，降低了乳化劑的作用。
（2） 磺酸鹽類
磺酸鹽的化學(xué)式為R—SO
3Na，碳鏈中的碳數(shù)在8~20之間。以造紙黑夜為原料，從中提取木質(zhì)素，經(jīng)磺化處理得到的木質(zhì)素磺酸鹽可以用于瀝青的乳化。
（3） 硫酸酯鹽類
硫酸酯鹽的化學(xué)通式為R—OSO
3M，M為Na、K元素，烴基中的碳數(shù)為8~18。這類乳化劑在硬水中穩(wěn)定，在水溶液中呈中性或微堿性。
陰離子乳化劑是乳化瀝青出現(xiàn)后在**初的40年內(nèi)廣泛應(yīng)用的乳化劑。隨著20世紀(jì)50年代陽(yáng)離子乳化劑的出現(xiàn)，陰離子乳化瀝青逐漸被陽(yáng)離子乳化瀝青取代，目前在世界范圍內(nèi)的用量已經(jīng)很小。這是因?yàn)?，陰離子乳化劑雖然價(jià)格便宜，但其使用性能往往不及陽(yáng)離子乳化劑：陰離子乳化瀝青中微粒表面帶負(fù)電荷，潮濕狀態(tài)下大多數(shù)石料表面同樣為負(fù)電荷，由于同性電荷的靜電斥力，兩者接觸后瀝青微粒不能盡快、牢固的粘附到石料表面，影響乳化瀝青的路用性能。
陽(yáng)離子乳化瀝青的微粒帶正電荷，濕礦料表面帶負(fù)電荷，兩者在有水膜的情況下仍可以吸附結(jié)合，陽(yáng)離子乳化劑可以增強(qiáng)瀝青與石料表面的粘附力，同時(shí)它對(duì)酸性礦料和堿性礦料都有很好的粘附力，提高路面的早期強(qiáng)度，鋪后可以較快地開(kāi)放交通。因而陽(yáng)離子乳化劑彌補(bǔ)了陰離子乳化劑的缺點(diǎn)。
陰陽(yáng)離子乳化瀝青性能比較
|
性 能 |
乳 化 瀝 青 |
|
陰離子型 |
陽(yáng)離子型 |
路面成型
低溫陰濕氣候施工
遇雨損失
適于粘附的骨料
適應(yīng)的瀝青品種
對(duì)水質(zhì)要求
冷拌冷鋪
制作高濃乳化瀝青 |
較 慢
較 差
較 大
石灰石
環(huán)烷基瀝青較好
軟 水
差
差 |
較 快
較 好
較 小
石灰石、花崗巖石英石
石蠟基、環(huán)烷基均可
軟、硬水均可
好
好 |
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2、陽(yáng)離子乳化劑是在溶于水中時(shí)能電力為離子或離子膠束，親水基帶有正電荷的乳化劑。
按化學(xué)結(jié)果主要有季銨鹽類、烷基胺類、酰胺類、咪唑啉類、環(huán)氧乙烷二胺類、胺化木質(zhì)素類等。
（1） 季銨鹽
季銨鹽類乳化劑由于乳化能力強(qiáng)，使用時(shí)無(wú)需調(diào)酸，受到我G廣大乳化瀝青生產(chǎn)企業(yè)的青睞，是我G中裂、快裂乳化劑應(yīng)用**多的類型之一。
（2） 烷基胺類
烷基胺類使用時(shí)需要調(diào)酸，使其成為胺鹽，常為烷基二胺、烷基多胺乳化劑。這類乳化劑乳化力良好，對(duì)集料粘附性也好。烷基胺類乳化劑是G外用于瀝青乳化的主要乳化劑之一。
N-十八烷基-丙撐二胺
（3） 木質(zhì)素胺類
木質(zhì)素胺類乳化劑是由造紙廢液中的主要成分之一，木質(zhì)素為原料合成的，可用于慢裂乳化劑的生產(chǎn)。該類乳化劑有效成分低、質(zhì)量不穩(wěn)定
、破乳速度慢。但由于成本低廉，還為造紙工業(yè)減輕了污染，有一定的應(yīng)用價(jià)值，在我G使用比較普遍。
（4） 咪唑啉類
咪唑啉型乳化劑的親水基部分為含有雜環(huán)基咪唑啉的基團(tuán)，通過(guò)咪唑啉基團(tuán)的變化可制成慢裂到快裂的各類型乳化劑。
（5） 酰胺基胺類
酰胺基胺類乳化劑有脂肪酸和多乙烯多胺縮合而成，通過(guò)合成材料的選擇和值得快、中、慢裂各型，適合于不同用途。
3、乳化劑的復(fù)配
單一的乳化劑在使用過(guò)程中可能不能很好的滿足乳化瀝青生產(chǎn)和使用的需要，如乳化瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性不理想，乳化瀝青的生產(chǎn)成本太高，乳化瀝青的破乳、成型情況不能滿足要求等。為此，經(jīng)常需要將不同的乳化劑配合使用，或者摻加其它的助劑，以起到改善乳化瀝青的加工性能、經(jīng)濟(jì)性、路用性能的作用。
乳化劑之間的復(fù)配可以有不同的形式，同類離子乳化劑間的復(fù)配，如陽(yáng)離子乳化劑與陰離子乳化劑間的復(fù)配，陽(yáng)離子乳化劑與非離子乳化劑間的復(fù)配，陰離子乳化劑與非離子乳化劑間的復(fù)配等。**常用的是相同離子類型乳化劑間或離子型與非離子型乳化劑間的復(fù)配。陽(yáng)離子與陰離子乳化劑間的復(fù)配，常常由于電性中和而失效。
d ） 我G《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004對(duì)乳化瀝青的種類及技 術(shù)要求如下：
乳化瀝青品種及適用范圍
|
分類 |
品種及代號(hào) |
適用范圍 |
|
陽(yáng)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(yǎng)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(yǎng)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(wěn)定集料同時(shí)使用(基層路拌或再生) |
道路用乳化瀝青技術(shù)要求 表4.3.2
|
試驗(yàn)項(xiàng)目 |
單位 |
品種及代號(hào) |
試驗(yàn)
方法 |
|
陽(yáng)離子 |
陰離子 |
非離子 |
|
噴灑用 |
拌和用 |
噴灑用 |
拌和用 |
噴灑用 |
拌和用 |
|
PC-1 |
PC-2 |
PC-3 |
BC-1 |
PA-1 |
PA-2 |
PA-3 |
BA-1 |
PN-2 |
BN-1 |
|
破乳速度 |
|
快裂 |
慢裂 |
快裂或中裂 |
慢裂或中裂 |
快裂 |
慢裂 |
快裂或中裂 |
慢裂或中裂 |
慢裂 |
慢裂 |
T 0658 |
|
粒子電荷 |
|
陽(yáng)離子(+) |
陰離子(-) |
非離子 |
T 0653 |
|
篩上殘留物(1.18mm篩) 不大于 |
% |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
T 0652 |
|
粘度 |
恩格拉粘度計(jì)E25#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# |
|
2-10 |
1-6 |
1-6 |
2-30 |
2-10 |
1-6 |
1-6 |
2-30 |
1-6 |
2-30 |
T 0622 |
|
道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)C25.3 |
s |
10-25 |
8-20 |
8-20 |
10-60 |
10-25 |
8-20 |
8-20 |
10-60 |
8-20 |
10-60 |
T 0621 |
|
蒸發(fā)殘留物 |
殘留分含量 不小于 |
％ |
50 |
50 |
50 |
55 |
50 |
50 |
50 |
55 |
50 |
55 |
T 0651 |
|
溶解度，不小于 |
％ |
97.5 |
97.5 |
97.5 |
T 0607 |
|
針入度(25℃) |
dmm |
50-200 |
50-300 |
45-150 |
50-200 |
50-300 |
45-150 |
50-300 |
60-300 |
T 0604 |
|
延度(15℃),不小于 |
cm |
40 |
40 |
40 |
T 0605 |
|
與粗集料的粘附性，裹附面積 不小于 |
|
2/3 |
— |
2/3 |
— |
2/3 |
— |
T 0654 |
|
與粗、細(xì)粒式集料拌和試驗(yàn) |
|
－ |
均勻 |
－ |
均勻 |
－ |
T 0659 |
|
水泥拌和試驗(yàn)的篩上剩余 不大于 |
% |
－ |
－ |
－ |
3 |
T 0657 |
常溫貯存穩(wěn)定性：
1d 不大于
5d 不大于 |
% |
1
5 |
1
5 |
1
5 |
T 0655 |
三、實(shí)驗(yàn)試劑
乳化瀝青由一些三種主要物質(zhì)組成：瀝青、水、乳化劑，除此之外可以含有其他添加劑，如穩(wěn)定劑、特殊助劑、改性劑等。
（1）瀝青
瀝青是乳化瀝青中的**主要組成部分，一般占到乳化瀝青總質(zhì)量的50%~65%。當(dāng)乳化瀝青噴灑或拌和使用后，其中的水分蒸發(fā)**終留在路面的是瀝青，乳化瀝青的各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)的高低瀝青是一項(xiàng)決定性因素。石油瀝青是由碳、氫等復(fù)雜有機(jī)物組成的混合物，其化學(xué)組成及膠體結(jié)構(gòu)隨油源不同、加工工藝不同，瀝青的路用性質(zhì)、乳化的難易程度、改性的方法都會(huì)有所區(qū)別。因此生產(chǎn)乳化瀝青shou先考慮的是選擇適宜的瀝青品牌和標(biāo)號(hào)，除了滿足**終的應(yīng)用要求外，還應(yīng)滿足乳化生產(chǎn)的要求。芳香份和膠質(zhì)含量多的容易乳化，飽和份和瀝青質(zhì)含量越多越不易乳化。從膠體結(jié)構(gòu)來(lái)講，溶膠型瀝青比凝膠型瀝青容易乳化。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
隨著改性瀝青的出現(xiàn)，改性瀝青用于乳化的現(xiàn)象也隨之出現(xiàn)。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(chǎn)乳化瀝青時(shí)應(yīng)充分試驗(yàn)。
（2）水
水是瀝青分散的介質(zhì)，水的潔凈度和硬度會(huì)對(duì)乳化瀝青產(chǎn)生影響。鈣、鎂離子的存在對(duì)陽(yáng)離子型乳化劑來(lái)說(shuō)有利有弊，一方面需要消耗一定酸來(lái)中和，一方面中和產(chǎn)物CaCl
2作為乳化瀝青穩(wěn)定劑存在。對(duì)陰離子型乳化劑來(lái)說(shuō)有弊，可溶性的鈣、鎂離子與陰離子型乳化劑的陰離子反應(yīng)生產(chǎn)不溶性物質(zhì)，消耗了乳化劑。水中雜質(zhì)微粒也會(huì)影響瀝青的乳化，所以生產(chǎn)乳化瀝青的水**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(zhì)量），乳化劑的作用使得乳化瀝青可以以穩(wěn)定的乳狀液的形式存在，實(shí)現(xiàn)了從瀝青到瀝青乳液的轉(zhuǎn)變。除了起乳化作用外，乳化劑對(duì)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(zhì)不同。例如，使用木質(zhì)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(huì)較快。對(duì)于同一類型的乳化劑化學(xué)結(jié)構(gòu)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(duì)瀝青指標(biāo)的影響
在乳化瀝青破乳、水分蒸發(fā)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(qiáng)，有利于改善瀝青與石料的粘結(jié)，對(duì)于瀝青針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)則有不同增減，使用時(shí)應(yīng)具體分析。
我G各種不同乳化劑的類型
|
類 型 |
瀝青乳化劑 |
代 號(hào) |
|
快裂型 |
烷基二甲基羥乙基氯化銨
烷基羥基酰胺基多胺
十六烷基三甲基溴化銨
十八烷基三甲基氯化銨 |
1621
JSA—3
1631
DT |
|
中裂型 |
牛脂烷基酰胺基多胺
N—烷基三甲基氯化銨
N—烷基丙撐二胺 |
JSA—2
NDT
遼ASF DDA |
|
慢裂型 |
硬脂酸烷基酰胺基多胺
木質(zhì)素胺類
雙季銨鹽 |
JSA—1
RH—C01
HY |
（3）添加劑
在乳化瀝青生產(chǎn)中, 如果能加人少量的化學(xué)添加劑, 既可以減少乳化劑用量, 降低生產(chǎn)成本,又可以提高乳化劑的活性, 改善乳化瀝青的貯存穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 加入以下添加劑有不同的作用
①加入鹵素?zé)o機(jī)鹽能增強(qiáng)乳化瀝青顆粒之間的雙電子層效應(yīng), 增加電勢(shì)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(wǎng)狀、線狀的形式存在, 對(duì)乳化瀝青微粒起到隔離作用, 同時(shí)還能增強(qiáng)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(shí)當(dāng)它與乳化劑混溶于水后, 能起到復(fù)合乳化的效果, 使乳化能力大大的增強(qiáng)。
如果能同時(shí)選用多種化學(xué)添加劑, 并將其用量的比例調(diào)節(jié)到**佳點(diǎn), 則可將乳化劑的用量降****低點(diǎn), 同時(shí)又能制備出穩(wěn)定性良好的乳化瀝青。
各類化學(xué)添加劑的典型代表物, 及其在生產(chǎn)中的用量, 節(jié)省乳化劑效果如表所示。
|
添加劑類別 |
代表物 |
生產(chǎn)用量 |
鹵素?zé)o機(jī)鹽 |
氯化鈣、氯化銨 |
0.1 % |
|
無(wú)機(jī)凝膠 |
水玻璃 |
0.3% |
水溶性高分子
|
PVA、纖維素類
|
0.2 % |
|
非離子表面活性劑 |
OP-10、TX-10 |
0.1 % |
四、實(shí)驗(yàn)步驟
生產(chǎn)流程可以分為以下四個(gè)過(guò)程：瀝青的準(zhǔn)備、皂液配制、瀝青乳化、乳液儲(chǔ)存。
(1)瀝青的準(zhǔn)備
瀝青的準(zhǔn)備過(guò)程主要是將瀝青加熱并保持在適宜的溫度的過(guò)程。瀝青準(zhǔn)備過(guò)程中溫度的控制十分重要，如果瀝青溫度過(guò)低，會(huì)造成瀝青粘度大，流動(dòng)困難，從而乳化困難；如果瀝青溫度過(guò)高，一方面會(huì)造成瀝青老化，同時(shí)也會(huì)使乳化瀝青的出口溫度過(guò)高，影響乳化劑的穩(wěn)定性和乳化瀝青質(zhì)量。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
普通瀝青在進(jìn)入乳化設(shè)備時(shí)的溫度一般在130℃左右。
(2)皂液的制備
根據(jù)所需乳化瀝青的不同和實(shí)際乳化效果，選擇適宜的乳化劑種類和劑量以及添加劑種類和劑量，配制乳化劑水溶液（皂液）。乳化劑使用時(shí)現(xiàn)將其溶解于水中配置成乳化劑皂液，確定其溶解是必要的，因?yàn)橹挥腥芙庥谒械娜榛瘎┎耪嬲鹱饔?。調(diào)節(jié)皂液溫度和酸堿度能改變?nèi)榛瘎┤芙獾碾y易程度，并影響著乳化劑的活性。有的皂液需要調(diào)節(jié)PH值，有些常溫固態(tài)的乳化劑需要在熱水中攪拌較長(zhǎng)時(shí)間使其溶解。乳化劑的用量和皂液PH值調(diào)節(jié)應(yīng)參考乳化劑生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)，在實(shí)際生產(chǎn)中合理掌握。乳化劑用量不足將造成乳化不完全穩(wěn)定性差，PH值不合適將會(huì)出現(xiàn)同樣的情況。
對(duì)于一般的半連續(xù)式或間歇式生產(chǎn)設(shè)備，需要按照配方要求人工配制皂液。
乳化劑皂液在進(jìn)入乳化設(shè)備前的溫度一般控制在55~75℃之間。
(3)瀝青的乳化
將合理配比的瀝青和皂液一起進(jìn)入
乳化機(jī)，經(jīng)過(guò)增壓、剪切、研磨等機(jī)械作用，使瀝青形成均勻、細(xì)小的顆粒，穩(wěn)定均勻地分散在皂液中，形成水包油的瀝青乳狀液。
合適的乳化瀝青出口溫度應(yīng)在85℃左右。
(4)乳化瀝青的儲(chǔ)存
乳化瀝青從
乳化機(jī)中出來(lái)，直接進(jìn)入儲(chǔ)罐或經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入儲(chǔ)罐，冷卻的目的在于利用余熱，熱的乳化瀝青粘度比冷的乳化瀝青粘度小，更有利于噴灑使用。大型的儲(chǔ)罐中應(yīng)配置攪拌裝置，定期進(jìn)行攪拌，以減緩乳化瀝青的離析。
研究方案路線
一、原材料的優(yōu)選及檢測(cè)
1、瀝青。生產(chǎn)乳化瀝青shou先考慮的是選擇適宜的瀝青品牌和標(biāo)號(hào)，除了滿足**終的應(yīng)用要求外，還應(yīng)滿足乳化生產(chǎn)的要求。芳香份和膠質(zhì)含量多的容易乳化，飽和份和瀝青質(zhì)含量越多越不易乳化。本實(shí)驗(yàn)初步選用道路石油瀝青sk90
# 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
檢測(cè)的指標(biāo)及方法
|
指標(biāo) |
檢測(cè)方法 |
指標(biāo) |
檢測(cè)方法 |
|
針入度(25℃) |
T0604 |
閃點(diǎn) |
T0611 |
|
針入度指數(shù)PI |
T0604 |
溶解度 |
T0607 |
|
軟化點(diǎn) |
T0606 |
密度 |
T0603 |
|
延度(10℃) |
T0605 |
蠟含量 |
T0615 |
|
動(dòng)力粘度(60℃) |
T0602 |
|
|
RTFOT后 |
|
質(zhì)量變化 |
T0609 |
殘留針入度(25℃) |
T0604 |
|
殘留延度(10℃) |
T0605 |
|
|
2、乳化劑
乳化劑品種的不同，決定了乳化瀝青破乳速度的本質(zhì)不同。本實(shí)驗(yàn)選用了陽(yáng)離子快裂、慢裂、中裂等來(lái)自五個(gè)廠家的瀝青乳化劑。分別是
1、美德維實(shí)偉克 2、漯河天龍 3、天津康澤威
4、山東派尼 5、鎮(zhèn)江金陽(yáng)道路材料
3、水
水是瀝青分散的介質(zhì)，水的潔凈度和硬度會(huì)對(duì)乳化瀝青產(chǎn)生影響，鈣、鎂離子的存在對(duì)陽(yáng)離子型乳化劑來(lái)說(shuō)有利有弊，水中雜質(zhì)微粒也會(huì)影響瀝青的乳化。本實(shí)驗(yàn)選用潔凈的硬度低的自來(lái)水
4、酸
從使用效果，經(jīng)濟(jì)安全、實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的多少考慮，我們選用鹽酸，使用標(biāo)定過(guò)的酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量pH值
二、摻量確定
|
陽(yáng)離子快裂乳化瀝青 |
|
瀝青， % |
乳化劑, % |
水, % |
pH, % |
|
60 |
0.3~0.5 |
**100 |
1.5~2.5 |
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
|
陽(yáng)離子中裂乳化瀝青 |
|
瀝青， % |
乳化劑, % |
水, % |
pH, % |
|
60 |
0.8~1.0 |
**100 |
不用調(diào) |
|
陽(yáng)離子慢裂乳化瀝青 |
|
瀝青， % |
乳化劑, % |
水, % |
pH, % |
|
55~60 |
2.3~3.0 |
**100 |
1.5~2.5 |
|
改性稀漿封層，微表處 |
|
瀝青， % |
乳化劑, % |
水, % |
pH, % |
膠乳改性劑，% |
|
60 |
1.3~1.8 |
**100 |
1.5~2.5 |
2~3 |
三、提出初步配方
美德維實(shí)偉克
（一）
|
INDULIN®MQK—1D |
|
瀝青， % |
INDULIN®MQK—1D， % |
水， % |
INDULIN 1468，％ |
PH |
|
50~65 |
1.6~2.4 |
35~50 |
0，1，3，5 |
2.0 |
(二）
|
INDULIN AA-63D |
|
瀝青， % |
INDULIN AA-63D， % |
水， % |
PH |
|
50~65 |
0.3~0.5 |
35~50 |
1.8 |
鎮(zhèn)江金陽(yáng)道路材料科技發(fā)展有限公司
（一）
|
陽(yáng)離子快裂 |
|
瀝青， % |
JY-R1， % |
水， % |
PH
|
|
50~65 |
0.3~0.5 |
35~50 |
1.5~2.5 |
（二）
|
陽(yáng)離子慢裂 |
|
瀝青， % |
JY-R3， % |
水， % |
PH
|
|
>50 |
2.4~2.8 |
**100 |
1.5~2.5 |
（三）
|
陽(yáng)離子中裂 |
|
瀝青， % |
JY-R2， % |
水， % |
PH
|
|
>50 |
0.8~1.0 |
**100 |
不用調(diào) |
（四）
|
微表處用瀝青乳化劑 |
|
瀝青， % |
JY-R5， % |
水， % |
PH
|
SBR膠乳改性劑，% |
|
>60 |
1.3~1.8 |
**100 |
1.5~2.5 |
2~3（固含量） |
|
乳化劑主要技術(shù)指標(biāo) |
1.活性物含量: ≥65%
2.溶解度: 1:100的酸性水完全溶解
3.PH值: 8-9
4.拌和試驗(yàn): 慢裂快凝
5.外觀: 棕褐色粘稠液體 |
|
生產(chǎn)工藝 |
a.將乳化劑和膠乳分別按比例加入55-60℃的水中攪拌使其充分溶解混合。（乳化劑用量應(yīng)根據(jù)膠乳的用量而定，膠乳的用量高，乳化劑用量應(yīng)相應(yīng)提高。膠乳的用量根據(jù)不同的瀝青在軟點(diǎn)不低于規(guī)范要求的情況下進(jìn)行調(diào)整。）
b.向乳液中加入鹽酸，攪拌充分后測(cè)PH值，逐步加入，逐步檢測(cè)，**后PH應(yīng)在1.5-2.5，此時(shí)記下鹽酸占乳液的比例，以后照此量加入，誤差不會(huì)太大。
c.將瀝青加熱**140-145℃和乳化劑、膠乳、膠乳穩(wěn)定劑的水溶液一起泵入膠體磨進(jìn)行乳化。 |
#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
（五）
|
陽(yáng)離子慢裂 （稀漿封層） |
|
瀝青， % |
JY-R4， % |
水， % |
PH
|
|
55~60 |
1.8~2.2 |
40~45 |
不用調(diào) |
|
乳化劑主要技術(shù)指標(biāo) |
1.活性物含量：45%
2.溶解度： 易溶于水
3.PH值： 5-7
4.拌和試驗(yàn)： 慢裂快凝
5.外觀： 淺棕色粘稠狀液體或半固態(tài) |
（一）
|
瀝青，% |
60 |
|
kzw-801M，% |
1.5-2.0 |
|
水，% |
40 |
|
鹽酸 |
調(diào)節(jié)PH2—3 |
（二）
|
瀝青，% |
60 |
|
kzw-802，% |
0.6-0.8 |
|
水，% |
40 |
（三）
|
瀝青，% |
60 |
|
kzw-801U，% |
1.2-2.0 |
|
水，% |
40 |
|
鹽酸 |
調(diào)節(jié)PH2—3 |
|
kzw-801U應(yīng)加入溫水中攪拌溶解，然后用酸調(diào)節(jié)PH**2—3，所需加入的鹽酸量取決于鹽酸的濃度，調(diào)酸過(guò)程使用酸度計(jì) |
|
瀝青，% |
60 |
|
kzw-803E，% |
2.0-2.5 |
|
水，% |
40 |
（四）
（五）
|
瀝青，% |
60 |
|
kzw-802K-1，% |
0.3-0.5 |
|
水，% |
40 |
|
鹽酸 |
調(diào)節(jié)PH**1.8—2.5 |
四、確定生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)工藝包括：瀝青和皂液的加熱溫度、皂液PH值的調(diào)節(jié)
（1）瀝青和皂液的加熱溫度
瀝青要達(dá)到很好的流動(dòng)狀態(tài)需要瀝青有較高溫度，乳化劑在水中溶解、乳化劑皂液活性的提高、水和瀝青界面張力降低，等需要皂液處于一定的溫度。同時(shí)乳化瀝青生產(chǎn)后的溫度不能高于100℃，否則將引起水的沸騰，綜合這些因素，選擇瀝青加熱溫度為120~140℃，皂液溫度為55~75℃，乳化瀝青出口溫度不高于85℃。
（2）皂液PH值的調(diào)節(jié)
乳化劑本身由于化學(xué)結(jié)構(gòu)而有一定的酸堿性，離子型乳化劑溶解于水中形成皂液，PH值對(duì)乳化劑的活性有影響，調(diào)**合適的PH值使皂液的活性增強(qiáng)，甚**有些乳化劑如果不調(diào)皂液PH值就無(wú)法溶解。酸性使陽(yáng)離子乳化劑活性增強(qiáng)，堿性使陰離子乳化劑活性增強(qiáng)，非離子乳化劑活性與PH值無(wú)關(guān)。使用乳化劑時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的產(chǎn)品說(shuō)明進(jìn)行PH值的調(diào)節(jié)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
五、乳化瀝青制備
六、乳化瀝青檢測(cè)：
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檢測(cè)項(xiàng)目 |
檢測(cè)方法 |
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乳化瀝青微粒離子電荷實(shí)驗(yàn) |
T 0653 |
|
破乳速度實(shí)驗(yàn) |
T 0658 |
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篩上殘留物(1.18mm篩)實(shí)驗(yàn) |
T 0652 |
|
粘度實(shí)驗(yàn) |
T 0621 |
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蒸發(fā)殘留物 |
殘留分含量 |
T 0651 |
|
溶解度 |
T 0607 |
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針入度(25℃) |
T 0604 |
|
軟化點(diǎn) |
T 0606 |
|
延度(15℃) |
T 0605 |
|
與礦料的粘附性實(shí)驗(yàn) |
T 0654 |
|
與粗、細(xì)粒式集料拌和試驗(yàn) |
T 0659 |
|
與水泥拌和實(shí)驗(yàn) |
T 0657 |
常溫貯存穩(wěn)定性：
1d
5d |
T 0655 |
