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细说影响“乳化沥青”稳定性的九大因素

发布时间:2023-07-20 浏览:544

       乳化沥青是将沥青热融后,经过机械的作用,以细小的微粒状态分散于含有沥青乳化剂的水溶液之中,形成水包油状的沥青乳液。乳化沥青是一种不稳定体系,稳定性只是相对而言的。分析影响乳液稳定性的因素,意在乳液生产、储存、运转、使用过程中,尽量避开这些不利因素,保持乳化沥青的相对稳定性,减少因此带来的经济损失。

      乳化沥青主要应用在:

(1)高铁的CA砂浆生产上面;

(2)建筑屋面及洞库防水;

(3)金属材料表面的防腐;

(4)农业上面的改良土壤、沙漠固沙、土壤改良、植物栽培等;

(5)乳化沥青还作为油田钻井液、油田堵水剂等使用。

       在筑养路工程中,乳化沥青可用于路面的维修、路面层间的粘结、桥面铺装、水泥稳定碎石基础上的透层油、稀浆封层防水层等。应用在养护工程的精表处微表处、稀浆封层、开普封层等工程施工中。它具有冷施工、安全、环保、节约资源、节省燃料、延长施工季节,改善施工条件等优点。近些年来,乳化沥青生产水平的提高,积极推动了乳化沥青的技术进步和推广应用。然而,在乳化沥青生产和使用过程中往往会出现结皮、絮凝、油水分层、凝聚成团等不良现象,给使用带来不必要的麻烦。为此,小编从乳化设备、沥青乳化剂、基质沥青、PH值、温度、储存温度、机械作用、冻结及熔化、长期放置等九个方面,进行如下分析:

1、乳化设备的影响

        衡量乳化沥青质量的一项重要指标是沥青微粒的均细化程度。均细化程度越高,乳化沥青的使用性能及贮存稳定性越好。均细化程度的高低与生产乳化沥青所用的核心设备一乳化机有直接关系,它是乳化设备的心脏。用乳化机剪切、研磨、破碎沥青液相的过程是一个很复杂的力学作用过程,一般都是利用剪切、挤压、摩擦、冲击和膨胀扩散等作用完成沥青液相的粉碎分散,其性能的优劣对乳液的质量和稳定性有重要影响。目前,应用于沥青乳化的设备主要有三类。按照生产乳化沥青均细化程度由高到低的顺序依次为:胶体磨类乳化机、均化器类乳化机、搅拌式乳化机。因而,在购置乳化设备时应选择均细化程度高的乳化机,确保乳化沥青的生产质量和稳定性。随着稀浆封层和微表处的施工工艺普遍应用,稀浆封层和微表处用的乳化沥青要求浓度及稳定性。此两项性能影响到了施工质量,所以建议在选用乳化沥青生产设备的时候,应尽量选用生产浓度高、耐腐蚀、产品种类多的设备,减少后期设备升级费用。

全自动乳化设备

2、沥青乳化剂的影响

       乳化剂的种类、乳化剂的浓度以及影响乳化剂乳化作用的各种因素都会影响乳化沥青的稳定性。乳化剂有快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝。制备的乳化沥青也相应的分为快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝。用同一种乳化剂制备乳化沥青,所用乳化剂用量不同,在一定程度上也影响乳化沥青的稳定性。随着乳化剂用量的增加,沥青微粒变乳液的质量和稳定性提高。但是,当乳化剂增加到一定量后,其稳定性不再发生明显的变化。因而,正确选择乳化剂适宜的用量范围,保证了乳化液的质量和稳定性。建议配置乳化沥青试验机,在批量进行乳化沥青生产前,判断乳化效果和产品稳定性。

3、基质沥青影响

       基质沥青,占乳化沥青总量的50%-70%。路用乳化沥青大多选用针入度为100-250(0.1mm)基质沥青。基质沥青的针入度,组成和化学结构对其乳化的难易有较大的影响。通常饱和分子含量高和酸值低的基质沥青较难乳化,要求乳化剂具有较长的烷基链。基质沥青的含量可以改变乳化沥青的粘度和其他性能,其含量越高,乳液的粘度越大,储存稳定性越好。

4、PH值影响

       乳液的PH值与其乳化稳定性和储存稳定性关系密切,不同类型乳化剂适应PH值范围不同,阴离子型乳化沥青需加入碱性化合物,如NaOH、KOH等,将乳液的PH值调节到10-12。对于胺型乳化剂水溶液,必须添加无机酸或有机酸才能溶于水,PH值在3-5之间。使用季胺盐类乳化剂时,添加无机酸或有机酸,可以增强乳化剂的活性,在提高乳化沥青的乳化稳定性和储存稳定性的同时,可以降低乳化剂的用量;用季胺盐类乳化剂制备乳化沥青时,其乳液的PH值为5-6。

5、温度的影响

       沥青和水的温度是比较重要的工艺参数,温度过高或过低都将影响沥青的乳化效果。温度低了,流动性不好,过高,不仅消耗能源,增加成本,而且还会使水汽化,导致乳液的浓度变化,即沥青同水的比例发生变化,同时产生大量的气泡,降低产品质量,乳化沥青的稳定性下降。水温在60-70℃,沥青温度在120-130℃。

6、储存温度

     乳化沥青随着储存温度的升高,其稳定性越来越差,甚至会结团(块),这是由于乳液的水分不断蒸发,温度越高,蒸发的越快。尤以表层水分散失严重,明显改变油水比,使得表层破乳结皮,从而分层结团,内部乳液在较高温度下,沥青微粒布朗运动加快,微粒与微粒之间的碰撞机会增多,少部分乳液破乳,致使油水分离,从而影响产品质量。因此,产品生产出来后,要尽快将将沥青乳液温度降下来,避免影响产品的储存稳定性。建议:选购乳化设备的时候应选用配置有防腐性能换热器的乳化沥青生产设备。

7、机械作用

       在乳液存放,运转过程中的泵送、转移,以及在应用过程中的混合、处理等都会使乳液受到各种形式的机械剪切作用。这会给予沥青微粒相当大的能量,当这个能量超过了聚结活化能时,沥青微粒就会越过势能屏障,使乳液失去稳定性而发生凝聚。它会给乳液的生产、各种处理及应用带来困难,尤其是在需要直接利用乳液的场合,凝聚的结果就使其失去了使用价值。

8、冻结及溶化

      乳化沥青中含35%-50%的水,且乳化沥青是水包油的状态。当乳液遇到低温条件时就会发生冻结,冻结和消融会影响乳液的稳定性。乳化沥青应在高于5℃,低于50℃的范围内进行存放。

9、长期放置的影响

      乳液在长期放置过程中由于布朗运动会发生沥青微粒之间的碰撞而导致凝聚。同时,由于重力的作用也会导致沥青微粒的沉降或升浮,而形成凝聚层。无论乳液具有多么高的稳定性,在长期放置过程中终将不可避免的形成不可逆的凝聚体而遭破乳。所以,对于沥青乳液应规定存放期限。   

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