乳化瀝青是微小的瀝青液滴穩(wěn)定地分散在水中形成水包油(O/W)型的乳濁液,或?qū)⑽⑿〉乃畏€(wěn)定地分散在瀝青中形成的油包水(W/O)型的乳濁液。其中應(yīng)用Z多的為水包油(O/W)型的乳化瀝青。乳化瀝青分類
乳化瀝青種類很多,以瀝青材料、乳化劑、用途和性能的不同,可分為許多種。常用的分類方法有以下幾種。
一、按瀝青材料的不同分類
制造乳化瀝青的主要材料是瀝青。兇選用瀝青材料的不同可分為乳化石油瀝青、乳化煤焦油瀝青、乳化橡膠瀝青和乳化塑料瀝青等。常用的有乳化石油瀝青、氯丁膠乳改性乳化瀝青、丁苯膠乳改性乳化瀝青、乙烯一醋酸乙烯乳液改性乳化瀝青、乳化SBS瀝青、乳化PVC煤焦油瀝青等。
二、按乳化劑的不同分類
乳化劑同樣是制造乳化瀝青的主要材料,按照所用乳化劑的不同,可分為以有機(jī)表面活性劑為乳化劑的液體乳化瀝青,或稱薄質(zhì)乳化瀝青;以無機(jī)膠體為乳化劑的膏狀體乳化瀝青,或稱為厚質(zhì)乳化瀝青。
有機(jī)乳化劑制成的液體乳化瀝青,因帶電性能不同,又可分為陰離子乳化瀝青、陽離子乳化瀝青、非離子乳化瀝青、兩性離子乳化瀝青和復(fù)合乳化劑制成的乳化瀝青。例如:陽離子乳化瀝青、陰離子乳化瀝青、非離子乳化瀝青等均屬于以有機(jī)乳化劑制成的液體乳化瀝青;膨潤土乳化瀝青、石棉乳化瀝青、石灰膏乳化瀝青、黏土乳化瀝青等均屬于無機(jī)膠體乳化瀝青,或稱無機(jī)固體乳化瀝青。
在乳化聚合物瀝青中,以有機(jī)表面活性劑為瀝青乳化劑的乳化聚合物瀝青為液體乳化瀝青,或稱薄質(zhì)乳化聚合物瀝青。例如:陽離子氯丁膠乳改性乳化瀝青、陰離子丁苯膠乳改性乳化瀝青、非離子天然膠乳改性乳化瀝青等均屬于薄質(zhì)乳化瀝青;
以無機(jī)膠體為乳化劑的乳化聚合物瀝青為膏狀乳化瀝青,亦稱厚質(zhì)乳化聚合物瀝青。例如:丁苯膠乳改性石棉乳化瀝青、天然膠乳改性膨潤土乳化瀝青、膨潤土乳化SBS瀝青等均屬于厚質(zhì)乳化瀝青。
三、按照用途不同分類
按照乳化瀝青的用途不同,可分為筑路用乳化瀝青、建筑用乳化瀝青和水工用乳化瀝青等。
在筑路中用的乳化瀝青又可分為代替透層油用的乳化瀝青、代替黏層油用的乳化瀝青、貫入式路面用的乳化瀝青、拌合用的乳化瀝青和稀漿封層用的乳化瀝青等。
在建筑上用的乳化瀝青俗稱水乳性瀝青防水涂料,以有機(jī)活性劑為乳化劑的水乳性瀝青防水涂料稱為薄質(zhì)水乳性瀝青防水涂料,以無機(jī)膠體為乳化劑的稱為厚質(zhì)水乳性瀝青防水涂料。
在水工建筑中使用的乳化劑多為水乳性瀝青防水涂料,代替透層油的乳化瀝青和代替黏層油的乳化瀝青。
在農(nóng)業(yè)上使用的乳化瀝青稱為農(nóng)用乳化瀝青。
還有用于防火功能的阻燃性乳化瀝青,為增加美觀的著色乳化瀝青,造紙工業(yè)制造防水紙用的紙張用乳化瀝青,音響制品用消聲乳化瀝青,鐵路建設(shè)中使用的道床專用乳化瀝青等。
四、按分裂速度不同分類
在道路鋪筑中,因乳化瀝青的用途不同,對乳化瀝青的性能要求也不相同,同集料接觸以后要求有一定的分裂速度。根據(jù)乳化瀝青的分裂速度的不同,可分為快裂型乳化瀝青、中裂型乳化瀝青、慢裂型乳化瀝青(又分為慢裂快凝型和慢裂慢凝型乳化瀝青)等。
快裂型乳化瀝青主要用于貫入式路面、表面處治和黏層油;中裂型乳化瀝青主要用于拌合瀝青混合料;慢裂慢凝型乳化瀝青主要用于透層油、拌合瀝青混合料;慢裂快凝型乳化瀝青主要用于稀漿封層。
在建筑防水上,應(yīng)用Z多的為中裂型乳化瀝青和慢裂型乳化瀝青,農(nóng)用乳化瀝青多為快裂型乳化瀝青。造紙工業(yè)主要用慢裂型無機(jī)膠體乳化瀝青。
此外,乳化瀝青還可分為水包油(O/W)型乳化瀝青和油包水(W/O)型乳化瀝青,通常所指的乳化瀝青為水包油(O/W)型乳化瀝青。按施工方法的不同還可分為拌合型和灑布型,即B型(拌合用)和P型(噴灑用)。瀝青乳化劑
瀝青乳化劑是即能溶于水相,又能溶于瀝青相的表面活性劑,其乳化劑分子內(nèi)具有易溶于水的親水基和易溶于瀝青的親油基。因此,一種物質(zhì)做瀝青乳化劑,則必須同時(shí)具有親油基和親水基兩種原子基團(tuán)。
瀝青乳化劑按其化合物的親水功能,可分為離子型瀝青乳化劑和非離子型瀝青乳化劑。且離子型乳化劑按分子在水中溶解所帶的電荷不同,又可分為陰離子,陽離子,兩性離子瀝青乳化劑。
1、陰離子瀝青乳化劑
陰離子瀝青乳化劑是在水溶液中乳化劑電離成離子或離子膠團(tuán),且發(fā)揮表面活性的原子基團(tuán)帶有陰電荷。
陰離子瀝青乳化劑中Z重要、Z多的親水原子基團(tuán)有羧基(-COOMe)、硫酸酯(-OSO3H)、磺酸基(-SO3H)三種。對耐硬水性,耐水解性、耐鹽析性等方面穩(wěn)定性Z差的瀝青乳化劑為羧酸鹽(如皂腳),穩(wěn)定性Z好的瀝青乳化劑為磺酸鹽(如605,十二烷基苯磺酸鈉),硫酸酯介于它們兩者之間(如月桂醇硫酸酯鈉)。
2、陽離子瀝青乳化劑
陽離子瀝青乳化劑是在水溶液中乳化劑電離成離子或離子膠團(tuán),且發(fā)揮表面活性的原子基團(tuán)帶有陽電荷。
陽離子瀝青乳化劑按其不同結(jié)構(gòu)形式,分為胺鹽型和季銨鹽型乳化劑。
3、兩性離子瀝青乳化劑
兩性瀝青乳化劑是在水溶液中乳化劑電離成離子或離子膠團(tuán),且發(fā)揮表面活性的原子基團(tuán)即帶有陽電荷又帶有陰電荷。
兩性離子瀝青乳化劑可分為氨基酸型甜菜堿型及咪唑啉型乳化劑。
4、非離子瀝青乳化劑
非離子瀝青乳化劑是在水溶液中乳化劑不能電離成離子或離子膠團(tuán),而由分子本身所含有的羧基和醚鍵做弱水性親水基,且發(fā)揮表面活性性能。
非離子瀝青乳化劑按著不同結(jié)構(gòu)形式大體分為聚乙二醇型和多元醇型瀝青乳化劑。
乳化瀝青的應(yīng)用
一、乳化瀝青在道路上的作用
公路交通事業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。我國的公路事業(yè)正以日新月異的發(fā)展,截至2005年年底,我國公路總里程已達(dá)196萬公里,其中高速公路4.1萬公里,預(yù)計(jì)到2010年,我國公路總里程將超過300萬公里,高速公路近10萬公里。在高速發(fā)展的公路事業(yè)中,中國每年需高質(zhì)量的瀝青達(dá)4Mt,其中70%左右用于修建道路路面。
乳化瀝青是以瀝青為分散相,水為分散介質(zhì)組成的水乳性液體瀝青材料,可以冷拌冷施工,可防止污染環(huán)境,有利于操作人員的身體健康,以水代油、大大降低了工程造價(jià)。
乳化瀝青在道路修筑中主要用于瀝青混凝土路面的透層油、黏層油;用于路面的稀漿封層、冷拌冷鋪瀝青碎石路面、冷拌冷鋪瀝青混凝土路面等,大大提高了路面的防水性、抗滑性和對路面的保護(hù)性,延長了路面使用壽命。乳化瀝青路面可提高車輛的行車速度,減少車輛的磨損和油耗,大大提高了運(yùn)輸效率,降低了運(yùn)輸成本。
據(jù)資料介紹,瀝青路面與一般砂石路面相比,車速從30~40km/h提高到60~80km/h,節(jié)省油料20%以上。輪胎使用壽命,由平均6.0×104km延長至2.4×105km,提高出車率13.6%,降低運(yùn)輸成本20%~35%,而且行車平穩(wěn)又舒服。可見乳化瀝青在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中同樣起著重要作用。
二、乳化瀝青在建筑中的作用
建筑事業(yè)同樣是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,建筑事業(yè)的發(fā)展速度直接決定和制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在建筑工程中離不開建筑防水工程,而瀝青材料是建筑防水工程中重要的建筑防水材料。
瀝青具有較好的耐老化性能,這是任何高分子防水材料所不能相媲美的。以瀝青為主要成分制成的乳化瀝青或乳化聚合物瀝青,主要用于建筑物的屋面防水、地下防水和廁浴間防水工程。
對不規(guī)則的基面用乳化瀝青或乳化聚合物瀝青作防水涂層,可形成天衣無縫的防水層。施工時(shí)可以冷施工,免除了過去支鍋盤火,熔化瀝青,趁熱施工的弊病,可減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,加快施工速度,降低工程造價(jià),延長建筑物使用壽命。
乳化瀝青還可用于洞庫防潮,在地下建筑物及洞庫用的混凝土、砂漿或磚石等墻體的內(nèi)外表面上,涂刷乳化瀝青防水涂膜,可以防止地下水的滲析,減少壁面的散濕能力,提高洞庫的防潮能力。
石膏制品耐水性較差,在石膏制品中摻入少量的乳化瀝青,則使石膏制品的密實(shí)性增大,孔隙率減少,疏水性增強(qiáng),耐水性提高。其防水性隨著乳化瀝青的摻量增加而增強(qiáng),從而擴(kuò)大了石膏制品的應(yīng)用范圍。
在水泥砂漿、水泥混凝土中摻人乳化瀝青同樣可提高砂漿和混凝土的抗?jié)B能力和減振性能。
以上可以充分說明,乳化瀝青,尤其是乳化聚合物瀝青已成為建筑工程中不可缺少的建筑防水材料,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要的作用。
三、乳化瀝青在水工建筑中的作用
在水工建筑中,乳化瀝青同樣是必不可少的防水材料。在水庫大壩的瀝青混凝土防滲墻中,乳化瀝青代替液體瀝青(溶劑稀釋液體瀝青)已成功用于瀝青混凝土鋪筑中的透層油和黏層油,節(jié)省了大量有機(jī)溶劑,降低了筑壩成本。
乳化瀝青已成功用于渠道、渡槽防滲,減少水的滲漏,提高水的利用效率,增加灌溉面積有利于農(nóng)作物的生長和增產(chǎn)。對解決缺水地區(qū)節(jié)約用水起著積極作用。我國是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家,人均占有水量很小,節(jié)約用水,減少水的流失或浪費(fèi),哪怕是節(jié)約一滴水對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都十分重要。
四、乳化瀝青在農(nóng)業(yè)上的作用
土壤是農(nóng)作物生長的基礎(chǔ),是人類賴以生存的根本。保護(hù)土壤,改良土壤,防止土壤流失,提高農(nóng)作物產(chǎn)量,做到人們豐衣足食,國民經(jīng)濟(jì)才能有個(gè)大的飛躍。
經(jīng)過多年研究,人們逐漸認(rèn)識到,在土壤表面噴灑乳化瀝青,可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒的形成,改良土壤的結(jié)構(gòu),固定表土,保護(hù)耕層,抑制土壤中水分的蒸發(fā),增溫保墑及防止水土流失,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,增加農(nóng)作物產(chǎn)量,有著重要的作用。
我國是一個(gè)山多河多的國家,丘陵起伏,溝塹縱橫,水土流失嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道,中國北方黃土高原,每年黃土流失量高達(dá)16億噸。土壤流失,土地砂化比較嚴(yán)重。保護(hù)土壤,減少流失,防止砂化,尤其山坡地,這項(xiàng)工作更為重要。在這些土壤的表面,噴灑一層乳化瀝青,則可將土壤黏結(jié)在一起而封閉表土,形成一層保護(hù)膜,使之不易被風(fēng)吹走被水帶走,起到防止風(fēng)蝕和水蝕的作用。
五、乳化瀝青在鐵路建設(shè)中的作用
鐵路是國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,擔(dān)負(fù)著物資流動(dòng),人們的出走旅行的重任。鐵路的發(fā)展速度,在一定程度上反映了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。
過去鐵路道床多為碎石道床,行車速度慢,現(xiàn)已不能滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要,需建設(shè)大量的高速鐵路,高速鐵路已成為一個(gè)國家現(xiàn)代化的標(biāo)志。以水泥、乳化瀝青和砂子制成的水泥瀝青砂漿,是修筑高速鐵路的重要減振材料,用來代替碎石的作用。由于這種減振材料的研制成功,大大促進(jìn)了高速鐵路的發(fā)展。
水泥瀝青砂漿灌注到碎石道床中,可制成填充道床。這種填充道床大大增加了道床的穩(wěn)定性,提高了行車的安全性,還減少了對道床的維修,成為維修保養(yǎng)省力化的軌道,達(dá)到了道床無須養(yǎng)護(hù)的目的。不僅節(jié)省了財(cái)力,也大大節(jié)省了勞動(dòng)力??梢哉f乳化瀝青在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用,大大促進(jìn)了鐵路的高速發(fā)展,尤其是高速鐵路的發(fā)展。
2018-08-14 910