改性乳化沥青制作技术

改性乳化沥青制作技术 改性乳化沥青制作技术 上世纪九十年代以来，我国公路事业迅猛发展，里程大幅增加，但有相当一部分出现早期病害。养护工作量很大，当前迫切需要加快养护速度，提高养护质量，降低养护成本。经过十年的实践证明，稀浆封层及微处理等预防性养护技术是适合当前我国养护的施工要求。而实现这一养护技术的应用，必需掌握其关键性——各种类型乳化沥青的制作。我公司自2006开始投入一套国产乳化沥青生产设备，用于生产各类普通乳化沥青和少量的改性乳化沥青，为适应技术进步，于2011年上半年对设备进行了技术改造，核心部分胶体磨采用德国bws原装进口，流量计、皂液泵采用丹麦进口设备。自动控制补偿系统由(软件)中国矿业大学研发。并与美德维实维克公司中国实验室、阿克苏诺贝尔中国研发中心展开技术合作。根据工程施工的具体情况产出具有合适配伍性的改性乳化沥青，在各高速公路养护工程中取得了良好的效果。以下以生产实践为基础谈论改性乳化沥青的制作。 一、概述 所谓乳化沥青是指将沥青热熔，经过机械作用，使沥青微粒悬浮于乳化剂水溶液中，行成水包油型(或油包水型)的一种乳液。使用这种沥青乳液进行公路养护施工时，不需加热(包括粗细骨料也不需烘干和加热)，可以在常温状态下进行喷洒、灌入、搅拌和摊铺。这种常温施工与热沥青相比是有以下优点: 1、节省能源;热沥青施工前一般加热到165?以上，倒运时重复加热一次，停工后必须持续保温。所用石料也必须烘干、加热至160?，而使用乳化沥青只需在生产时将沥青加热至135?，以后无论倒运、贮存、施工均无需加热，所用材料在潮湿状态下也可使用。因此节约了大量的热能，减少污染气体和可吸入粉尘颗粒物。 2、改善施工条件，减少环境污染;热沥青加热时会产生各种污染气体，含有致病物质，施工时因为混合料的炙热而产生沥青蒸汽和热浪危害工人健康，乳化沥青施工可以减少劳动强度。 3、延长施工季节，因为是常温施工;一年内使修路时间延长2,4个月。 4、综合效益好，乳化沥青相比热沥青加热时间短，热老化损失少。无论是对酸性骨料还是对碱性骨料都具有良好的粘附性。 二、乳化原理 改性乳化沥青是由沥青、乳化剂、改性剂、助剂和水五个部分组成，其中乳化剂所占的比例虽小，但却起至关重要的作用。乳化剂是一种表面活性剂，是由亲水的极性基和亲油的极性基所组成。在油水溶液中加入乳化剂后，乳化剂的两个基因产生定向排列，在油、水两个界面连接起来，从而防止它们之间的相互排斥作用，搅拌分散后，沥青可以微粒形式稳定的分散在水中。作为合适的乳化剂应有良好的吸附性、配向性、胶体离子形成性和造膜性。为达到这种效果就必须让乳化剂的亲油基与所乳化沥青的成分和匹配。 三、乳化工艺: (一)乳化设备: 1、基质沥青贮存罐(带加热系统); 2、皂液罐; 3、流量、压力、温度控制仪表及自动控制补偿系统; 4、乳化机(胶体磨); 5、乳化沥青贮存罐; 6、皂液配置系统。 (二)材料: 1、基质沥青:为保证良好的路用性，改性乳化沥青一般采用重交70#沥青，这类沥青的密度大、含蜡量低、低温延度好，软化点高。但乳化相对困难，乳化后储存性能略差。 2、乳化剂:乳化剂的选择至关重要，也是影响成本的重要因素，主要考虑一下情况:?沥青的类型;?施工设备、施工的气候温度;?骨料的表面性质;?改性剂的品种、胶乳的ph值须乳化剂的要求一致，否则容易出现胶乳离析、团聚现象。?生产设备，有的乳化剂要求溶解温度高，会对电子仪表造成伤害。由于改性沥青要求浓度高、颗粒细、粒径分布均匀，本公司采用美德维实维克和阿克苏若贝尔等进口乳化剂。 3、改性剂:尽量与乳化剂匹配，采用同一厂家的，要求固含量达60,以上。 4、盐酸:调整乳化时的ph值，激活乳化剂。 5、水:饮用水即可，不可以用重水。 6、稳定剂:大部分是一种增稠剂，一般不使用，乳化沥青成分复杂，各微粒表面电荷易受环境影响改变，加入过多的化合物影响这种乳液结构。 (三)生产步骤: 1、加热基质沥青至135??2?，宜用柴油燃烧器锅炉加油导热油，能够比较准确的控制温度。 2、配置皂液，将自来水引入配料罐加热至50?，配料依次加入乳化剂、改性剂(准确至0.5?)，最后加入盐酸，不可一次加完，可先加入计算用量的80,，同时测量皂液的ph值，边测边加，使其较为准确的达到乳化剂所要求的乳化环境，最后补齐没加足的水，让皂液定容到计算用量(根据其容量而定)，继续加热皂液至55?。 3、检查各个仪表，看各部位温度是否符合要求。手动运行胶体磨，检查其转动间隙，一般改性乳化沥青生产时要求转子和定子间隙小于1.5mm。手动运行沥青泵，作初润滑。 4、操作控制系统，首先开动皂液泵，让皂液先进入胶体磨，防止沥青先进产生糊磨现象。系统全部开动后，注意观察个温度仪表和压力表显示是否正常。特别是胶体磨压力表，胶体磨内工作压力是乳化效果的关键。生产稳定后可在取样口取样检测。 5、生产完毕后、先关闭沥青泵，让剩下的皂液通过胶体磨，起到清洗的作用。 四、成品质量检测 1、乳化沥青筛上剩余量试验 此项试验是为了检验乳液中沥青微粒的均匀程度，也就是检验沥青乳化的效果。在乳化完成后，沥青颗粒应分布均匀稳定，。不应含有大量的粗颗粒及结块。如果乳化效果不好，乳液中含有大量的颗粒微粒及结块就会使乳液产生结皮或沉淀，这就会影响乳液中的沥青含量;另外，在用此乳液施工时，容易造成喷洒设备的堵塞或与矿料和不匀影响施工质量。 2、乳化沥青的粘度试验 对于不同的施工方法、施工季节和路面结构，对乳液有不同的粘度要求，乳液粘度不适当，造成路面过早破坏的教训是不少的。因此，对于乳液的粘度要求会越来越高。良好的粘度有利于沥青与骨料的粘附性能和混合料的工作性。 3、乳化沥青与矿料的粘附性试验。 该试验是测定乳液薄膜与石料表面的粘附性，以评定其粘结力及抗剥落的性能，阳离子乳化沥青是表面电荷化学破乳的原理。与酸性材料和碱性材料都有很好的粘附性。本项检测采用乳化沥青粘附性试验仪。 4、乳化沥青储存稳定性试验 此试验是检验乳液的存放稳定性。乳化沥青储存稳定性是在储存规定时间后，容器中上、下乳液浓度的变化程度以判断乳液储存后的稳定性能。影响乳化沥青的储存稳定性的因素很多，主要是乳化剂的性能和用量、沥青微粒尺寸、乳液中沥青含量及外界气温、湿度等。 此试验法根据我国实际情况规定储存温度以乳液制造时的室温为;储存时间采用5天，并参照astmd244，乳化沥青标准规定需要时也可用1天、5天储存时间，乳液的储存稳定性要小于5%，一天的储存稳定性要小于1%。 5、乳化沥青微粒离子电荷试验 乳化沥青微粒离子电荷试验用以确定乳液所带电荷类型。 6、乳液中沥青微粒直径的测定 乳液中沥青微粒直径的大小是乳液储存稳定性的重要因素之一，也是检验乳化剂和乳化机械性能的重要指标。要求3-5微米粒径占95%以上，有条件的可以采用乳化沥青粒径分析仪进行测定。能非常准确的测出试样中微粒粒径分布。无条件时可采用显微镜，要求是显微镜目镜配有2-5微米的刻度尺，放大倍数一般在500-600倍。测定前将乳液用分散剂稀释，然后做成涂片，为了防止水分蒸发保持颗粒稳定，应在涂片上盖上薄膜盖片，以便在显微镜下能进行观察和计测，计测时动作要快，因为时间拖长可能产生破乳，凝聚影响测试，最好显微镜带有照相设备，把图片摄制下来，制成相片后 在相片上计测就方便多了。 四 乳化沥青的发展前景 1.随着路网的逐渐形成与完善，低等级道路的升级，乳化沥青使用量将越来越大;随着环保意识的增强和能源的逐渐紧张，乳化沥青占沥青的比例也越来越高。 2.乳化沥青的应用早以不只是透层、粘层等喷洒用作层间结合了，已广泛用于柔性基层。改善半刚性基层的收缩裂缝。除了新建道路外，更重要的应用领域是预防性养护和矫正性养护。特别是近年来乳化沥青再生技术的发展，进一步拓宽了乳化沥青的用途。 3.乳化沥青更趋于专用化，这有利于施工工艺和路面质量的提高。同时将使乳化沥青的破乳特性、残留物的技术性能和改性乳化沥青的技术要求成为今后几年的研究重点。