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沥青乳化剂
沥青乳化剂是能用于沥青乳化的表面活性剂。在加入很少量时就能使水的表面张力大幅度的降低,能明显改变体系的界面性质和状态,从而产生润湿、乳化、起泡、洗涤、分散、抗静电、润滑、加溶等一系列作用,以达到实际应用的要求。
乳化剂介绍
沥青乳化剂是一种表面活性剂的一种类型。其化学结构由亲油基和亲水基组成。它能吸附在沥青颗粒与水界面,从而显着降低沥青与水界面的自由能,使其构成均匀而稳定的乳浊液的一种表面活性剂。
表面活性剂是这样一种物质:在加入很少量时就能使水的表面张力大幅度的降低,能明显改变体系的界面性质和状态,从而产生润湿、乳化、起泡、洗涤、分散、抗静电、润滑、加溶等一系列作用,以达到实际应用的要求。
不论何种类型的表面活性剂,在其分子中总是由非极性的、疏水亲油的碳氢链部分和极性的、疏油亲水的基团组成,这两部分往往分处于表面活性剂分子的两端,形成不对称的结构。因此表面活性剂分子结构的特征是一种既亲油又亲水的两亲分子,具有把油水两相连接起来的作功能。
表面活性剂在水中**过某一特定浓度时(临界胶束浓度),可通过疏水效应缔结成胶团。乳化沥青的较佳乳化剂用量远远大于临界胶束浓度。
使用方法
不同沥青乳化剂添加量各有不同。
沥青乳化剂BH-Z1添加量为乳化沥青的8-10‰,即生产每吨乳化沥青用8-10kg乳化剂,乳化剂水溶液温度控制在60-70℃。**次使用时,乳化剂应采用中下限用量,即较佳添加量为每吨乳化沥青添加8公斤,或每吨水添加16公斤。
沥青乳化剂BH-Z2的用量为乳化沥青的6-8‰,即每吨乳化沥青用6-8kg乳化剂,乳化剂水溶液温度控制在60-70℃。**次使用时乳化剂应采用中下限用量,以确保能生产成功,较佳每吨乳化沥青用7公斤,或每吨水添加14公斤,生产顺利后,可按照实际状况增加用量。沥青泵温度控制在130℃以上,以确保具有较好的活动性;
发展历程
从本世纪初就进行乳化沥青的研究,自商品化的乳化沥青生产以来,至今已有60多年的历史。在前40年的发展中主要是阴离子乳化沥青,但这种阴离子乳化沥青的微粒带有阴离子电荷,当乳液与骨料表面接触时,由于湿润骨料表面也带有阴离子电荷,同性相斥的原因,致使沥青微粒不能尽快地粘附到骨料表面上。若使沥青微粒裹覆到骨料表面必须待乳液中水分的蒸发。 随着近代界面与胶体化学的进展,近20年来,阳离子乳化沥青发展速度很快。这种沥青乳液是使沥青微粒带有阳离子电荷,当与骨料表面接触时,异性相吸的作用,使沥青微粒吸附在骨料表面上。 日本使用沥青乳化剂是在1925年东京大地震恢复时期。1930年开始有商品提供市场,战后有得到迅速恢复与发展。 1951年法国开始研制阳离子乳化剂。1957年美国把阳离子乳化剂应用在道路施工上,并于1959年开始商业化。 60年代苏联仅应用阴离子乳化剂,随着化学工业的发展开始试制某些类型的阳离子表面活性剂,并发现了它作为道路沥青乳化剂是可行的。于1972年试制阳离子乳化剂烷基**基氯化铵,利用它作为沥青乳化剂。 80年代以后,阳离子沥青乳化剂又有新应用,它可防止原子铀尾渣的放射性污染,采用阳离子沥青乳化剂和水泥砂浆混合物制成的密封剂,可减少99.9%氡放射物密封的长期稳定性试验正在进行中。 我国阳离子沥青乳化剂的研制和应用起步较晚,1977年研制成功,1978年由交通部组织完成了“阳离子乳化沥青及其路用性能研究”课题协作组。为发展我国阳离子乳化沥青做了大量工作。1981年列为交通部重点科研项目,1983年列为国家计委与经委的节能应用项目。1985年由交通部进行了技术鉴定。并决定“七五”期间在全国范围推广应用。1987年在杭州召开的阳离子乳化沥青推广会,并提出1990年我国有1/3路面使用阳离子沥青乳化剂。 到目前为止,全国有14个省市已广泛用于筑路修路,由于原料短缺,阳离子沥青乳化剂产量远远满足不了实际应用的需要,今后要在国内阳离子沥青乳化剂的新品种和制备工艺上加强开发和推广应用,提高我国筑路技术水平,促进国民经济的发展。
发展优势
采用优质乳化剂生产出的乳化沥青铺路,现场施工简化,不需将沥青加热到170~180℃高温后再去使用,砂石等矿料也不需烘干加热,可以节省大量的燃料与热能。由于沥青乳液具有良好的工作度,可以均匀地分布在骨料表面上,并与其产生较好的粘附性,因而可节省沥青用量,简化施工程序,改善施工条件,也减少对周围环境的污染。由于这些优点,乳化沥青不仅适用于铺筑路面,而且在填方路堤的边坡保护,建筑屋面及洞库防水,金属材料表面防腐,农业土壤改良及植物养生,铁路的整体道床,沙漠固沙等许多工程中得到广泛的应用。由于乳化沥青既能改善热沥青的施工技术,又使沥青的应用范围得到不断扩大,因此乳化沥青得到迅速的发展。
阴离子乳化沥青和阳离子乳化沥青的优缺点
阳离子乳化沥青和阴离子乳化沥青主要区别在于它们使用的沥青乳化剂不同,顾名思义,阳离子乳化沥青用的是阳离子沥青乳化剂,阴离子乳化沥青用的为阴离子沥青乳化剂。
乳化沥青
阴离子乳化沥青的优点:使用方便、节省能源、沥青乳化剂来源广成本低、易涂刷。缺点:使用区域小,施工时间受限,受气温和湿度的影响较大。与矿料的粘附性不好,特别是酸性矿料的粘附性更不好。主要原因是,阴离子乳化沥青中沥青的微粒表面带有阴离子电荷,当乳化沥青与矿料表面接触时,由于湿润矿料表面普遍也带有阴离子电荷,同性相斥的原因,使沥青微粒不能尽快的粘附到矿料表面。只有待到乳化沥青中水分蒸发掉后才能使沥青微粒裹覆到矿料表面,只有在气温高且比较干燥的地方适合选用阴离子乳化沥青。
阳离子乳化沥青的优点:使用范围广、施工时间长,在低温和阴湿的地方都可以使用。阳离子乳化沥青可以增强与矿料表面的粘附力,提高路面的早期强度,施工后可以较快的开放交通,同时他对酸性矿料和碱性矿料都有较好的粘附能力。缺点:成本高。
不管是在公路行业还是在建筑防水行业,以及其他的行业的使用上,大多选用阳离子乳化沥青。