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企業(yè)新聞8大影響乳化瀝青的因素
發(fā)布日期：2017年04月07日
乳化瀝青是將瀝青熱融，經(jīng)過(guò)機(jī)械作用，以細(xì)小的微粒狀態(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。在筑養(yǎng)路工程中，乳化瀝青可用于路面的維修、路面層間的粘結(jié)、橋面鋪裝、水泥穩(wěn)定碎石基礎(chǔ)上的透層油、稀漿封層防水層等。它具有冷施工、安全、環(huán)保、節(jié)約資源、節(jié)省能源、延長(zhǎng)施工季節(jié)，改善施工條件等優(yōu)點(diǎn)。它在市政等道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中起到了非常重要的作用，尤其是近些年來(lái)，乳化瀝青生產(chǎn)水平的提高，積極推動(dòng)了乳化瀝青的技術(shù)進(jìn)步和推廣應(yīng)用。然而，在乳化瀝青生產(chǎn)和使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)結(jié)皮、絮凝、油水分層、凝聚成團(tuán)等不良現(xiàn)象，給施工帶來(lái)不必要的麻煩。為此，筆者從乳化設(shè)備、乳化劑、基質(zhì)瀝青、PH值、溫度、儲(chǔ)存溫度、機(jī)械作用、凍結(jié)及熔化、長(zhǎng)期放置等九個(gè)方面，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出影響乳化瀝青穩(wěn)定性的因素，現(xiàn)分析如下：
1、乳化瀝青設(shè)備的影響
衡量乳化瀝青質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)是瀝青微粒的均細(xì)化程度。均細(xì)化程度越高，乳化瀝青的使用性能及貯存穩(wěn)定性越好。均細(xì)化程度的高低與生產(chǎn)乳化瀝青所用的核心設(shè)備一乳化機(jī)有直接關(guān)系，它是乳化設(shè)備的心臟。用乳化機(jī)破碎、分散瀝青液相的過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的力學(xué)作用過(guò)程，一般都是利用剪切、擠壓、摩擦、沖擊和膨脹擴(kuò)散等作用完成瀝青液相的粉碎分散，其性能的優(yōu)劣對(duì)乳液的質(zhì)量和穩(wěn)定性有重要影響。目前，應(yīng)用于瀝青乳化的設(shè)備主要有三類。按照生產(chǎn)乳化瀝青均細(xì)化程度由高到低的順序依次為：膠體磨類乳化機(jī)、均化器類乳化機(jī)、攪拌式乳化機(jī)。因而，在購(gòu)置乳化瀝青設(shè)備時(shí)應(yīng)選擇均細(xì)化程度高的乳化機(jī)，乳化瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定性。
2、乳化劑對(duì)穩(wěn)定性的影響
乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會(huì)影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。乳化劑本身就有快裂、中裂、慢裂三種類型。制備的乳化瀝青也相應(yīng)的分為快裂、中裂、慢裂三種。它們的穩(wěn)定性逐次增強(qiáng)。用相同的乳化劑制備乳化瀝青，由于所用乳化劑用量的不同，在一定程度上也影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。隨著乳化劑用量的增加，瀝青微粒變小，沉降速度減慢，瀝青微粒間的電位值增加，乳液的粘度升高，貯存的沉降值降低，進(jìn)而乳液的質(zhì)量和穩(wěn)定性提高。但是，當(dāng)乳化劑增加到一定量后，其穩(wěn)定性不再發(fā)生明顯的變化。因而，正確選擇乳化劑適宜的用量范圍，既了乳化液的質(zhì)量和穩(wěn)定性，又不造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。
3、基質(zhì)瀝青影響
基質(zhì)瀝青是乳化瀝青基本的成分之一，占總量的50%-70%。路用乳化瀝青大多選用針入度為100-250(0.1mm)基質(zhì)瀝青。基質(zhì)瀝青的針入度，組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)其乳化的難易有較大的影響。通常飽和分子含量高和酸值低的基質(zhì)瀝青較難乳化，要求乳化劑具有較長(zhǎng)的烷基鏈?；|(zhì)瀝青的含量可以改變?nèi)榛癁r青的粘度和其他性能，其含量越高，乳液的粘度越大，儲(chǔ)存穩(wěn)定性越好。
4、PH值影響
乳液的PH值與其乳化穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性關(guān)系密切，不同類型乳化劑適應(yīng)PH值范圍不同，陰離子型乳化瀝青需加入堿性化合物，如NaOH、KOH等，將乳液的PH值調(diào)節(jié)到10-12。對(duì)于胺型乳化劑水溶液，必須添加無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸才能溶于水。這是因?yàn)榘奉惢衔镒鳛闉r青乳化劑時(shí)必須先轉(zhuǎn)化成胺鹽，用不同的酸調(diào)整PH值，就能得到不同的HLB值(親水親油平衡值)的胺鹽類瀝青乳化劑，其佳PH值在3-5之間。使用季胺鹽類乳化劑時(shí)，添加無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸，可以增強(qiáng)乳化劑的活性，在提高乳化瀝青的乳化穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的同時(shí)，可以降低乳化劑的用量；用季胺鹽類乳化劑制備乳化瀝青時(shí)，其乳液的佳PH值為5-6。
5、溫度的影響
瀝青和水的溫度是比較重要的工藝參數(shù)，溫度過(guò)高或過(guò)低都將影響瀝青的乳化效果。溫度低了，流動(dòng)性不好，過(guò)高，不僅消耗能源，增加成本，而且還會(huì)使水汽化，導(dǎo)致乳液的濃度變化，即瀝青同水的比例發(fā)生變化，同時(shí)產(chǎn)生大量的氣泡，降低產(chǎn)品質(zhì)量，乳化瀝青的穩(wěn)定性下降。此外，對(duì)于非離子型乳化劑，隨著溫度升高，氫鏈逐漸被破壞，其親水性下降，尤其是接近乳化劑的“濁點(diǎn)”時(shí)，乳液的穩(wěn)定性明顯下降。一般來(lái)說(shuō)，瀝青和水混合后的平均溫度(即乳液溫度)控制在80℃-70℃以下為好。
6、儲(chǔ)存溫度
乳化瀝青隨著儲(chǔ)存溫度的升高，其穩(wěn)定性越來(lái)越差，甚至?xí)Y(jié)團(tuán)(塊)，這是由于乳液的水分不斷蒸發(fā)，溫度越高，蒸發(fā)的越快。尤以表層水分散失嚴(yán)重，明顯改變油水比，使得表層破乳結(jié)皮，從而分層結(jié)團(tuán)，內(nèi)部乳液在較高溫度下，瀝青微粒布朗運(yùn)動(dòng)加快，微粒與微粒之間的碰撞機(jī)會(huì)增多，少部分乳液破乳，致使油水分離，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后，要盡快將將乳液溫度降下來(lái)，避免影響產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
7、機(jī)械作用
在乳液存放，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的泵送、轉(zhuǎn)移，以及在應(yīng)用過(guò)程中的混合、處理等都會(huì)使乳液受到各種形式的機(jī)械剪切作用。這會(huì)給予瀝青微粒相當(dāng)大的能量，當(dāng)這個(gè)能量超過(guò)了聚結(jié)活化能時(shí)，瀝青微粒就會(huì)越過(guò)勢(shì)能屏障，使乳液失去穩(wěn)定性而發(fā)生凝聚。它會(huì)給乳液的生產(chǎn)、各種處理及應(yīng)用帶來(lái)困難，尤其是在需要直接利用乳液的場(chǎng)合，凝聚的結(jié)果就使其失去了使用價(jià)值。
8、凍結(jié)及溶化
當(dāng)乳液遇到低溫條件時(shí)就會(huì)發(fā)生凍結(jié)，凍結(jié)和消融會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。凍結(jié)的乳液消融之后，輕則造成乳液表面粘度升高，重則造成乳液的凝聚。故在運(yùn)輸或存放過(guò)程中應(yīng)注意防凍。凍結(jié)之所以會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性，是因?yàn)樗Y(jié)冰后要發(fā)生膨脹，對(duì)聚集在冰晶之間的瀝青微粒產(chǎn)生巨大的壓力迫使其相互接近，終聚結(jié)在一起。常用的防凍措施是向乳液中加入防凍劑。常用的防凍劑有甲醇、乙二醇及甘油等，這些物質(zhì)可降低乳液的凍結(jié)溫度。
9、長(zhǎng)期放置的影響
乳液在長(zhǎng)期放置過(guò)程中由于布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生瀝青微粒之間的碰撞而導(dǎo)致凝聚。同時(shí)，由于重力的作用也會(huì)導(dǎo)致瀝青微粒的沉降或升浮，而形成凝聚層。無(wú)論乳液具有多么高的穩(wěn)定性，在長(zhǎng)期放置過(guò)程中終將不可避免的形成不可逆的凝聚體而遭破乳。所以，對(duì)于乳液應(yīng)規(guī)定存放期限。實(shí)踐證明，乳液放置穩(wěn)定性與瀝青微粒的大小，體系粘度及環(huán)境條件等因素有關(guān)。
綜上所述，乳化瀝青是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，穩(wěn)定性只是相對(duì)而言的，瀝青乳液的破壞終究會(huì)發(fā)生，通過(guò)分析影響乳液穩(wěn)定性的因素，意在乳液生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)轉(zhuǎn)、使用過(guò)程中，盡量避開(kāi)這些不利因素，保持乳液的相對(duì)穩(wěn)定性。
