1.定義與組成
乳化瀝青是一種將瀝青(石油瀝青或煤瀝青)分散在水中,借助乳化劑的作用形成的一種乳狀液。主要由瀝青、水和乳化劑組成。瀝青是核心成分,提供了粘結(jié)性等基本性能;水是分散介質(zhì),使得瀝青能夠以微小顆粒的形式存在;乳化劑是關(guān)鍵的添加劑,它具有親水基和疏水基,能夠降低瀝青與水之間的表面張力,使瀝青均勻地分散在水中。通常,乳化瀝青中瀝青含量在 40% - 70% 左右,其余為水和乳化劑。
2.乳化原理
乳化劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一端為親水基團(tuán),另一端為疏水基團(tuán)。在乳化過(guò)程中,疏水基團(tuán)與瀝青微粒相結(jié)合,而親水基團(tuán)則伸向水中。這樣,瀝青微粒就被乳化劑分子包裹起來(lái),形成了穩(wěn)定的乳化瀝青。例如,當(dāng)把瀝青和含有乳化劑的水混合并經(jīng)過(guò)高速攪拌后,乳化劑就像一個(gè)個(gè) “小衛(wèi)士”,將瀝青微粒分散開(kāi),阻止它們重新聚集。
3.物理特性
外觀和顏色:乳化瀝青一般呈褐色或黑褐色的液體,外觀類似乳液,具有一定的流動(dòng)性。其流動(dòng)性大小取決于乳化瀝青的配方和瀝青微粒的大小等因素。
顆粒大小和穩(wěn)定性:瀝青微粒大小通常在 1 - 10 微米之間。微粒越小,乳化瀝青越穩(wěn)定,但生產(chǎn)難度也相對(duì)較大。穩(wěn)定性是乳化瀝青的一個(gè)重要指標(biāo),它表示乳化瀝青在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中保持其乳液狀態(tài)的能力。好的乳化瀝青在常溫下可以穩(wěn)定存放數(shù)天甚至數(shù)周。
4.性能特點(diǎn)
施工性能好:由于是液體狀態(tài),乳化瀝青可以很方便地使用噴灑設(shè)備進(jìn)行施工,如在道路施工中可以均勻地噴灑在路面上。相比熱瀝青,它不需要高溫加熱,減少了能源消耗和施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。
粘結(jié)性能良好:當(dāng)乳化瀝青中的水分蒸發(fā)后,瀝青微粒會(huì)重新聚集,形成連續(xù)的瀝青膜,發(fā)揮粘結(jié)作用。它可以很好地粘結(jié)集料(如砂石),用于道路基層或面層的鋪設(shè)。
環(huán)保性能相對(duì)較好:乳化瀝青在生產(chǎn)和使用過(guò)程中,由于以水為分散介質(zhì),減少了瀝青揮發(fā)產(chǎn)生的有害氣體,降低了對(duì)環(huán)境和施工人員健康的危害。
5.應(yīng)用領(lǐng)域
道路工程:
透層油:在新建道路的基層和面層之間,噴灑乳化瀝青作為透層油。它可以滲透到基層表面,增強(qiáng)基層與面層之間的粘結(jié),同時(shí)防止水分從面層滲入基層。例如,在高速公路的路面施工中,透層油的使用能夠有效提高路面的整體性。
粘層油:用于舊路面加鋪新面層或者在不同結(jié)構(gòu)層之間(如瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面之間),作為粘層油使用。它可以使相鄰的兩層路面材料緊密粘結(jié)在一起,防止層間分離。
封層油:可以作為道路表面的封層材料,如微表處施工。在路面上噴灑乳化瀝青后,再鋪上一層細(xì)集料,能夠有效密封路面微小裂縫,提高路面的防水性和耐磨性。
建筑工程:
防水工程:在屋面防水和地下防水工程中,乳化瀝青可以作為防水涂料的一種成分。它可以與其他防水添加劑配合,增強(qiáng)防水層的粘結(jié)性和防水性能。
6.生產(chǎn)方法
機(jī)械法:將瀝青加熱到一定溫度(通常在 120 - 160℃左右),然后將熱瀝青和含有乳化劑的水溶液通過(guò)膠體磨或高速攪拌機(jī)等設(shè)備進(jìn)行混合。在高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械作用下,瀝青被分散成微小顆粒,形成乳化瀝青。這種方法生產(chǎn)效率高,能夠生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的乳化瀝青。
化學(xué)法:通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備乳化瀝青。例如,利用一些化學(xué)試劑與瀝青反應(yīng),使其能夠在較低溫度下分散在水中。這種方法相對(duì)復(fù)雜,但可以根據(jù)需要調(diào)整乳化瀝青的性能。
儲(chǔ)存和使用注意事項(xiàng)
儲(chǔ)存條件:乳化瀝青應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、通風(fēng)的地方,避免陽(yáng)光直射和高溫環(huán)境。因?yàn)楦邷乜赡軐?dǎo)致乳化瀝青中的水分蒸發(fā)過(guò)快,使瀝青微粒聚集,影響其穩(wěn)定性。理想的儲(chǔ)存溫度一般在 5 - 30℃之間。
使用前檢查:在使用乳化瀝青之前,要檢查其穩(wěn)定性?梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的觀察,如果乳液出現(xiàn)分層、沉淀或者破乳現(xiàn)象(瀝青和水分離),則說(shuō)明乳化瀝青質(zhì)量可能出現(xiàn)問(wèn)題,不宜使用。
保質(zhì)期:一般乳化瀝青的保質(zhì)期在 3 - 6 個(gè)月左右,具體保質(zhì)期會(huì)因產(chǎn)品配方和儲(chǔ)存條件等因素而有所不同。超過(guò)保質(zhì)期后,乳化瀝青的性能可能會(huì)下降,需要重新評(píng)估其是否可以使用。