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石油沥青的改性及乳化研究(图文)
论文导读:改性乳化沥青是继乳化沥青之后的一种新型沥青路面结合
料,既可以用于新建公路的铺筑,如透层、封层和粘层等,也可以用于路
面的养护维修,具有施工速度快、路面质量好、省燃料、沥青用量少、工
程造价低、减少环境污染、降低劳动强度、延长施工季节等特点。改性剂
是指在沥青或者沥青混合料中加入天然的或人工的有机或无机材料,可熔
融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能的材料。按离子的类型分类,
分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂。关键词:改性乳化沥青,改性剂,
乳化剂,综述
前言:
随着我国经济发展,交通量迅速增加,公路使用条件日益苛刻,沥青
混凝土路面面临严峻的考验。对已铺路面的养护维修,使路面长期保持良
好的路用性能和运输状况;在筑路与养路工程中,如何改善沥青路面的施
工条件,节省能源和资源,降低工程造价,减少环境污染等问题,愈来愈
引起人们的重视。
改性乳化沥青是继乳化沥青之后的一种新型沥青路面结合料,既可以
用于新建公路的铺筑,如透层、封层和粘层等,也可以用于路面的养护维
修,具有施工速度快、路面质量好、省燃料、沥青用量少、工程造价低、
减少环境污染、降低劳动强度、延长施工季节等特点。
改性乳化沥青是指以沥青为基料,以沥青改性材料为外加改性材料,
在一定的设备和工艺条件下,通过乳化剂及助剂的作用,使沥青、改性剂
与水混溶而成的乳液。改性乳化沥青具有两个鲜明的特点:一是保留着乳
化沥青的特性,二是具有改性材料的优点。
1改性剂
1.1橡胶类
应用于沥青改性的,主要有丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、聚
苯乙烯-异戊二烯(SIR)、乙丙橡胶(EPOM)、丙烯酸丁二烯共聚物
(ABR)等。现在用得最多的是SBR胶乳,它具有良好的耐老化性、耐热
性和耐腐蚀性以及较高的稀释稳定性,品种多,价格便宜,在沥青乳化改
性中得到广泛应用。
1.2树脂类
树脂类可分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂主要有聚乙烯
(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚苯乙烯等。热固性树脂应用不
普遍。
1.3热塑性橡胶类
热塑性橡胶类称为热塑性弹性体,主要有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段
共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)等。在实际
应用中,以SBS为多见。SBS既具有橡胶的弹性性质,又有树脂的热塑性
质,因而具有弹性好、抗拉强度高、低温变形性能好等优点。近年来,我
国开发研制了一种NA-I型SBS胶乳改性剂,利用它进行稀浆封层,能够
显著提高沥青路面的防水、抗滑、耐磨性能,并能在1小时内开放交通。
2乳化剂
按离子的类型分类,分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂。其中,离
子型乳化剂按生成的离子电荷种类又有阳离子型、阴离子形、两性离子型
之分。我国研制的S某K-1型阳离子乳化剂,生产改性乳化沥青酸耗小或
无酸耗,对设备腐蚀性小,封层达到慢裂快凝的效果。
3改性乳化沥青的制备
4.1沥青的选择
一般情况下,通过乳化,沥青的蒸发残留物的针入度和软化点变化不
大,但延度有所下降,通常认为延度损失量在20%以内属于正常范畴。另
外,高标号比低标号沥青容易乳化,同标号沥青,沥青质含量低,腊含量
低的容易乳化。
4.2改性剂添加量
目前通常用的沥青改性剂是SBR,掺量一般在2.5%~6%之间(干胶
量)。如果具备生产条件,采用SBS改性剂,据产品指标掺量可在
3.5%~6%之间。
4.3乳化剂添加量
乳化剂用量直接关系到乳化效果和产品的贮存稳定性。添加量偏少,
筛上剩余量增加,沥青微粒容易凝聚而分层;偏多增加了生产成本,同时
增加了原沥青的性能损失。
4.4稳定剂的种类选择和添加量取定
无机稳定剂和有机稳定剂均能提高沥青乳液的稳定性。适量地添加无
机稳定剂,可以减少乳化剂用量20%~40%,但是无机稳定剂对沥青乳液
蒸发残留物的延度影响较明显。阳离子乳化剂与水中呈中性的有机稳定剂
复配较为合适,如聚乙烯醇、甲基纤维素;而阴性乳化剂可与多种有机稳
定剂复配,但效果各异。为了求得乳液的稳定,有时往往需要既加无机稳
定剂又加有机稳定剂。
4.5改性乳化沥青的工艺流程
(1)对乳化沥青进行改性
对乳化沥青进行改性是以乳化沥青为基料,以乳状液的高分子
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