乳化沥青的起源
若要提高乳化沥青-集料界面粘附,使沥青微粒裹覆到骨料表面,必须待乳液中水分蒸发完全。2者在有水膜的情况下,难以相互结合。这种沥青乳液与骨料的裹覆只是单纯的粘附。沥青与骨料之间的粘附力低,若在施工中遇上阴湿或低温季节,乳液中的水分蒸发缓慢,沥青裹覆骨料的时间延长,影响路面的早期成型,延迟开放交通时间。
随着近代界面化学与胶体化学的发展,近年来,阳离子乳化沥青发展速度很快。这种沥青乳液是使沥青的微粒上带有阳离子电荷,当与骨料表面接触时,异性相引的作用,使沥青微粒吸附在骨料的表面上。乳液沥青微粒带正电荷,湿骨料表面带负电荷,2者在有水膜的情况下,仍可以吸附结合。因而,即使在阴湿或低温季节(5℃以上),阳离子沥青乳液仍可照常施工。由于阳离子乳化沥青可以增强与骨料表面粘附力,提高路面的早期强度,因而铺后可以尽早通车。筑路的实践证明:阳离子乳化沥青发挥了阴离子乳化沥青的优点,同时又弥补了它的缺点。这样,就使乳化沥青的发展进入了一个新的历史阶段。
乳化沥青的应用现状
目前,世界上有许多国家,在低交通量支线和大交通量的干线上,均大量应用阳离子乳化沥青铺筑道路的面层和基层。尤其在旧沥青路面的维修与养护中,由于施工简便,现场不需加热,用量节省,效果显著,深受养护施工者的欢迎,从而使阳离子乳化沥青的产量成倍的增长。
一、改性乳化沥青的生产
所谓乳化沥青是将沥青热融至流动状态(不同标号的沥青加热温度不同),再经剪切、研磨等机械作用,使沥青以细小的微粒分散于乳化剂水溶液中,形成水包油状的常温可流动的多项分散体系,也称为沥青乳液。国内常见的分散设备有胶体磨、剪切机、装有桨叶的搅拌器、带喷嘴的齿轮泵等。
(一)先乳化后改性
将热沥青与乳化液以一定的流量一起通过胶体磨生产普通乳化沥青,再加入胶乳改性剂,通过机械搅拌的作用使胶乳与乳化沥青分散均匀,制作改性乳化沥青。该方法的优点是对设备要求不高,操作简单,缺点是改性剂选择单一,只适合水性胶乳、乳液。再者简单的机械搅拌难以使胶乳与乳化沥青均匀分散,影响储存稳定性及使用。
(二)边乳化边改性
将胶乳改性剂与乳化剂同时添加到皂液罐,生产改性乳化沥青的方法是目前常用的一种工艺。其优点是生产工艺与普通乳化沥青一致,不用做设备改动;其缺点是改性剂的添加量受到限制,必须考虑改性剂的耐酸碱性。
(三)先改性后乳化
将改性沥青加热到一定温度,与乳化液一起通过胶体磨生产改性乳化沥青,该方法通常需将改性沥青加热至160℃以上,增加能耗,且乳化沥青出料温度过高,需要改造设备装置冷却系统;其优点是乳化后的微粒均匀分布,储存稳定性较好。