提高乳化瀝青乳化效果的研究

杜雪潔

(長安大學(xué)，陜西 西安 710064)

復(fù)合瀝青路面綜合了熱力學(xué)上互不相容的有機(jī)結(jié)合料乳化瀝青和無機(jī)結(jié)合料水泥的膠結(jié)特性，與石料進(jìn)行拌和后，乳化瀝青凝聚并破乳形成粘結(jié)力，水泥水化結(jié)晶固化并放熱，水泥水化產(chǎn)物與瀝青膜交織纏繞，復(fù)合形成一種新的路面材料［1］。乳化瀝青作為第一結(jié)合料被認(rèn)為是該路面材料組成中的最關(guān)鍵部分，它的工作原理，制備過程以及破乳凝結(jié)速度都直接關(guān)系到混合料的力學(xué)特性和路用性能。

1 乳化劑影響乳化效果分析

影響乳液穩(wěn)定性的因素很多，如生產(chǎn)工藝、試驗(yàn)條件、乳化劑、穩(wěn)定劑等等。通過乳液的乳化劑試驗(yàn)，研究了乳化劑劑量等對乳液穩(wěn)定度值的影響。

性能良好、乳化能力強(qiáng)、適用范圍廣、純度高的乳化劑有利于瀝青乳液的穩(wěn)定。由于瀝青成分復(fù)雜，復(fù)配乳化劑比單一乳化劑效果好。乳化劑的作用是形成油水界面膜，降低表面張力。不同劑量下乳液1 d儲(chǔ)存穩(wěn)定性見表1，圖1。

表1 SBT乳化劑對SK-90乳化瀝青乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響 %

圖1 SBT乳化劑對SK-90乳化瀝青乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響圖

試驗(yàn)結(jié)果表明:乳化劑劑量是影響乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素。乳化劑的用量越大，在瀝青微粒表面聚集的乳化劑分子就越多，從而形成的油水界面膜的強(qiáng)度越大，擴(kuò)散層就會(huì)越厚，ξ電位就會(huì)越大，界面膜及雙電層的破壞就越慢，乳液穩(wěn)定性越好［2］。

2 復(fù)配技術(shù)在乳化劑選擇上的應(yīng)用

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

選用慢裂快凝型瀝青乳化劑MQK-1M和慢裂慢凝型瀝青乳化劑SBT進(jìn)行試驗(yàn)研究。分別使用1.5%的MQK-1M和1.8%的SBT，均能制得性能良好的瀝青乳液，如表2所示，乳液M表示用MQK-1M制得的乳化瀝青，乳液S表示用SBT制得的乳化瀝青。

由表2乳液的性能試驗(yàn)檢測結(jié)果表明，兩種乳化瀝青的性能指標(biāo)均滿足道路拌和用乳化瀝青的要求。采用集料總質(zhì)量的8%的乳化瀝青，分別與集料總質(zhì)量的3%的水泥，在相同的級(jí)配和外加水用量下拌制混合料，成型試件，養(yǎng)生好后，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，結(jié)果見表3，穩(wěn)定度M表示使用乳液M制備的試件，穩(wěn)定度S表示使用乳液S制備的試件［3］。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

表2 兩種乳化瀝青的性能檢驗(yàn)

表3 基于不同乳化瀝青的混合料馬歇爾穩(wěn)定度

圖2 脫模后放置30 min的混合料M和混合料S

圖3 乳化瀝青的選擇指導(dǎo)

在混合料的拌和過程中，兩種混合料在相同乳液、水泥及外加水量的情況下，所表現(xiàn)出來的干濕狀態(tài)相同，但是在擊實(shí)的過程中，混合料M有水慢慢從試模底部滲出，換面擊實(shí)時(shí)有小的水珠飛濺出來，而混合料S則沒有這些現(xiàn)象，這說明混合料M在擊實(shí)過程中慢慢破乳，水分析出，或者說在拌和的時(shí)候混合料M已經(jīng)開始慢慢破乳了，擊實(shí)使得這一現(xiàn)象有了更明顯的體現(xiàn)。為了進(jìn)一步說明，將兩種混合料擊實(shí)后立即脫模，如圖2所示，30 min后，混合料M有明顯的水分析出，且試件顏色逐漸變黑。而混合料S干濕合宜，紙上水漬較少，且混合料仍保持棕褐色，說明混合料S破乳程度較混合料M輕。可見乳液M與集料拌和時(shí)具有更快的破乳凝結(jié)速度，而乳液S則擁有更充裕的拌和時(shí)間。

所以說乳化瀝青的破乳凝聚過程并非越快越好，有時(shí)候越是相對緩慢的凝聚過程，最后形成的膠結(jié)效力反而可能更大。在選擇乳化瀝青時(shí)，一定要注意乳液的破乳速度，務(wù)必保證混合料在拌和擊實(shí)或者說是在拌和攤鋪好以后，才開始破乳。圖3給出了不同的用途下，應(yīng)該選擇何種破乳速度的乳化瀝青來滿足最基本使用性能的建議［4］。

［1］交通部陽離子乳化瀝青課題協(xié)作組.陽離子乳化瀝青路面［M］.北京:人民交通出版社，1997.

［2］江 龍.膠體化學(xué)概論［M］.北京:科學(xué)出版社，2002.

［3］賀 華.改性乳化瀝青及微表處性能研究［D］.西安:長安大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

［4］譚慶華.稀漿封層/微表處材料的選擇及配伍性［A］.成都:第四屆瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)交流培訓(xùn)會(huì)［C］.2010.