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    改性乳化瀝青的種類及應用

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    改性乳化瀝青的種類及應用

    發布日期:2015-08-20 14:30 來源:http://www.mon43.com 點擊:

    改性塑料廠改性乳化瀝青的種類及應用



     一、改性塑料廠改性劑 

      改性劑一般可分為非聚合物改性劑和聚合物改性劑兩大類:

    (1)非聚合物改性劑包括填充料類、天然瀝青、礦物纖維類等;

    (2)聚合物改性劑包括熱塑性樹脂類、熱塑性彈性體類和橡膠類三類。 

     ?。ㄒ唬崴苄詷渲?nbsp;

      熱塑性樹脂,如乙烯一乙酸乙烯醋共聚物(EVA),聚乙烯(PE)、無規聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺、乙烯丙烯類共聚物(APAO)等;熱固性樹脂也有作為改性劑使用的,如環氧樹脂(EP)等。這類材料對瀝青的高溫性能的改善較為明顯,改性后瀝青的軟化點大幅度上升;但熱塑性樹脂的加入,并不能使瀝青混合料的彈性增加,改善瀝青的低溫性能,而且加熱后容易離析,再次冷卻時會產生眾多的彌散體。熱塑性樹脂共同的特點是加熱后軟化,冷卻時固化變硬。 

     ?。ǘ崴苄詮椥泽w 

      主要是苯乙烯類嵌段共聚物,如苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)、苯乙烯—異戊二烯—苯乙烯(SIS)、苯乙烯—聚乙烯/丁基—聚乙烯(SB)等嵌段共聚物及聚烯烴等,由于它兼具橡膠和樹脂兩類改性瀝青的性質,故也稱橡膠樹脂類。常用的熱塑性彈性體以SBS為代表。SBS改性劑最大的特點就是高溫下不軟化,低溫下不發脆,用它做改性劑,不僅改善瀝青的高溫性能,同時瀝青的低溫性能也得到改善。 

     ?。ㄈ┫鹉z類 

      常用的橡膠改性劑有天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)、異戊二烯(IR)、乙丙橡膠(EPDM)、丙烯睛丁二烯共聚物(ABR)等,其中SBR膠乳應用最為廣泛。橡膠改性道路瀝青的機理是,橡膠首先分散于瀝青中,然后瀝青中的飽和分和芳香分與橡膠結構單元中的烷烴結構和芳香結構發生物理化學作用,使橡膠的鏈結構在瀝青中溶脹、延展,從而使瀝青具有高分子物質的性質,最終改善了瀝青的路用性能。 

     ?。ㄋ模├w維類

            如聚酯纖維、丙烯酸纖維等。 

     ?。ㄎ澹峁绦原h氧樹脂 

      水性環氧樹脂是把環氧樹脂以微?;蛞旱蔚男问椒稚⒃谝运疄檫B續相的分散介質中而配得的穩定樹脂材料。環氧樹脂分子與瀝青分子構成的立體空間網狀結構,交聯的環氧樹脂網絡是比較牢固的,不僅能保持良好的耐久性,而且能保持良好的高溫穩定性和低溫抗裂性。 

     ?。┘{米SiO2 

      納米SiO2為無定型白色粉末,是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料,這種材料明顯呈現出絮狀和網狀的準顆粒結構,顆粒尺寸大?。?nm~15nm),比表面積大,表面存在大量不飽和殘鍵及不同鍵合狀態的羥基,具有很高的活性。納米SiO2小尺寸效應和宏觀量子隧道效應使其產生滲透作用,通過一定的分散手段,可以使其深入到高分子化合物 π 鍵附近,與其電子云發生重疊,形成空間網狀結構,從而大幅度提高高分子材料的力學強度、韌性、耐老化性和耐磨性等。 

      二、乳化劑 

      瀝青乳化劑的基本作用是降低表面張力,其分子帶有親水性的極性基團和憎水性的非極性基團。在瀝青-水體系中,乳化劑分子的憎水基團吸附于瀝青的表面,并使其帶有電荷,而親水基團則進入水相,從而將瀝青顆粒與水連結起來,降低了兩者之間的界面張力。同時,由于瀝青粒子帶有同樣電荷而互相排斥,阻止了它們之間的互相凝聚,使瀝青乳液一定時期內保持均勻和穩定。 

      乳化劑的分類有多種,按離子類型分有陰離子乳化瀝青、陽離子乳化瀝青、兩性離子乳化瀝青、非離子乳化瀝青等幾種。 

     ?。ㄒ唬╆庪x子乳化劑 

      此類乳化劑原料便宜易得,工藝簡單,技術成熟,不必調節pH值就可直接使用,在乳化瀝青的發展初期受到了重視。主要包括羧酸鹽類、磺酸鹽類、硫酸脂鹽類、磷酸脂鹽類等。 

     ?。ǘ╆栯x子乳化劑 

      此類乳化劑發展較晚,但實踐發現它與各種礦料有更好的黏附性,用量也可以較少,因此得到了更廣泛的應用。陽離子乳化劑主要有烷基胺類、酰胺類、咪唑啉類、季銨鹽類、環氧乙烷雙胺、胺化木質素等。其中二烷基或三烷基胺類一般沒有乳化性,含有C12~C22 的單烷基胺類乳化劑效果較好。由于烷基單胺缺乏足夠的乳化能力,所以現在常用有 C12~C22烷基、2~4 個亞甲基的 N-烷基聚亞甲基二胺鹽類乳化劑。 

     ?。ㄈ﹥尚噪x子乳化劑 

      它的分子結構與氨基酸相似,即分子中同時存在酸性基和堿性基,易形成“內鹽”。主要有甜菜堿型、氨基酸型、咪唑啉型等,也有雜元素代替 N、P 的,如 S為陽離子基團活性中心的兩性表面活性劑。其耐硬水、鈣分散能力較強,與其他各類型的乳化劑有良好的配伍性,但價格較高。除甜菜堿型乳化劑外,表面活性劑的性質一般與溶液的pH 值有關。 

     ?。ㄋ模┓请x子乳化劑 

      非離子乳化劑大多是由環氧乙烷與帶活潑氫的化合物(如酚、醇、羧、酸、胺等)反應得到的,其活性不僅與疏水烷基有關,還與聚氧乙烯鏈的長短有關。它具有高表面活性、穩定性以及良好的乳化能力,與其他乳化劑及其助劑的配伍性較好,并對金屬離子有一定的螯合作用。它的活性與溶液的 pH 值無關,在轉相點形成的乳液最穩定。 

     ?。ㄎ澹r青乳化劑的選擇 

      1)優先選用陽離子型乳化劑。

           2)選擇和瀝青具有類似結構的乳化劑,并且乳化劑分子和瀝青有很好的相容性,這樣可以獲得較好的乳化效果。

           3)將離子型乳化劑和非離子型乳化劑配合使用常常會取得良好的乳化效果,使得到的乳液更加穩定。 

      三、改性乳化瀝青的制備 

      實際制備改性乳化瀝青時,應該注意添加改性劑的方式和順序,以避免出現改性乳液破乳現象。改性乳化瀝青的制備工藝基本采用下面三種方法: 

     ?。ㄒ唬┫扔酶男圆牧蠈r青改性,再將改性瀝青進行乳化,如圖


         改性瀝青乳化


        改性乳化瀝青制備工藝 

      這種工藝一般需要兩個工序,即改性瀝青制備和改性瀝青的乳化,因此改性乳化瀝青制備效率不高。 

     ?。ǘ┫戎瞥鋈榛癁r青,然后摻配膠乳。 

      該工藝首先將瀝青進行乳化,而后將瀝青乳液與橡膠乳液在強力攪拌下混合來制備改性乳化瀝青。此工藝條件下,由于膠乳和瀝青顆粒都在較大尺寸范圍內機械混合,加上膠乳中橡膠粒子和瀝青粒子的相對密度和沉降速度差別,影響改性瀝青的均勻性和穩定性,制得的改性乳化瀝青效果不好,因此現在一般以不采用該工藝。 

     ?。ㄈ⒏男圆牧蠀⑷肴榛瘎┧芤褐?,而后與瀝青同時加入乳化機進行乳化 。

      此工藝只需要一個工序就能完成,具有制備效率高、過程易控制、操作方便的優點,而且制得的改性乳化瀝青還具有存儲穩定性好等優點,因此該工藝被較為普遍的采用。 

      四、改性乳化瀝青的應用 

      改性乳化瀝青在路面工程中應用較多,主要集中于透層、粘層、封層、微表處、超薄磨耗層及瀝青路面冷再生等方面。 

     ?。ㄒ唬┩笇?。適用于在瀝青路面的級配砂礫、級配碎石基層及水泥、石灰、粉煤灰等無機結合料穩定土或粒料的半剛性基層上澆灑透層瀝青;在無機結合料穩定半剛性基層上澆灑透層瀝青后,宜立即撒布用量為2 m3/1 000 m2~3 m3/1 000 m2的石屑或粗砂。透層改性乳化瀝青灑布后應待其充分滲透、水分蒸發后方可鋪筑瀝青面層。 

     ?。ǘ┱硨?。雙層式或三層式熱拌熱鋪瀝青混合料路面在鋪筑上層前,其下面的瀝青層已被污染,所以應澆灑粘層;橋面混凝土鋪裝層與瀝青面層之間也要撒布粘結層。粘層SBR改性乳化瀝青灑布后應待其破乳、水分蒸發后方可鋪筑瀝青層。 

     ?。ㄈ┫{封層。鋪筑改性乳化瀝青稀漿封層作粘結層,目的在于防水和增加剛柔界面之間的粘結力,從而起到防止水的浸入和提高路面的整體性,達到路面使用壽命的功能。稀漿封層施工應在干燥情況下進行;稀漿封層施工應用稀漿封層機鋪筑。稀漿封層鋪筑后,須待乳液破乳、水分蒸發碾壓成型后方可開放交通。 

     ?。ㄋ模┪⒈硖?。微表處是路面預防性養護的一個重要的技術手段,是一種高效的路面預防養護方法,可一次性解決路面麻面、脫皮、松散、裂縫、車轍等問題,延緩路面破壞,減少零碎修補次數。改性乳化瀝青性能的好壞直接影響微表處性能的發揮,是影響微表處鋪設成功的關鍵因素之一。 

     ?。ㄎ澹┏∧ズ膶?。超薄磨耗層技術是一種新型的預防性養護技術,主要適應于交通量大、路面性能要求高的高等級路面的預防性養護,可改善平整度,抗滑,耐磨,降噪,耐久性好;同時施工簡單、快捷。為保證層與層之間的連續性,結,防止磨耗層發生脫層,在面層間需做好粘結層,使新舊面層牢固粘結,防止磨耗層發生脫層,在面層間需做好粘結層,就需用到改性乳化瀝青。 

     ?。r青路面冷再生。舊瀝青混合料的再生利用技術屬于道路維修的范疇,其分類很多。舊瀝青面層材料中含有一定量的瀝青結合料,而瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質量和壽命的最主要因素。路面鋪筑時受加熱作用,路面建成后受交通荷載和自然因素作用,瀝青的技術性能向著不理想的方向發生不可逆的變化及瀝青的老化。在瀝青路面冷再生過程中加入改性乳化瀝青是有效的解決措施之一。 

      五、結語 

      改性乳化瀝青以其優異的環保及路用性能,在路面工程中的應用日益增多。同時改性乳化瀝青的種類也在不斷地增加,每種改性乳化瀝青具有自身的優勢與不足,所以不能簡單地定義某種改性乳化瀝青的性能就具有絕對優勢,而是要根據使用的交通條件、氣候環境及經濟投資,綜合考慮選用適合的改性乳化瀝青。改性塑料廠對改性乳化瀝青的種類及應用做了綜合分析,希望能夠為道路工作者在今后改性乳化瀝青的使用方面提供技術支持。


        改性塑料廠.jpg


        


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