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影響乳化瀝青穩(wěn)定性的因素有哪些？
在筑養(yǎng)路工程中，乳化瀝青可用于路面的維修、層間的粘結(jié)層、橋面鋪裝的防水層、水泥穩(wěn)定碎石基礎(chǔ)上面的透層油、稀漿封層防水層等。它具有冷施工、安全、環(huán)保、節(jié)約資源、延長施工季節(jié)，改善施工條件等優(yōu)點。
乳化瀝青在新路面的建設(shè)和老路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中起到了非常重要的作用，尤其是近些年來，乳化瀝青生產(chǎn)水平的提高，使乳化瀝青的應(yīng)用更廣泛，積極有效的推動了乳化瀝青的技術(shù)革新。然而，在乳化瀝青生產(chǎn)和使用過程中往往會出現(xiàn)結(jié)皮、絮凝、油水分層、凝聚成團(tuán)等不良現(xiàn)象，給施工帶來不必要的麻煩。
為此，小編從乳化設(shè)備、瀝青乳化劑、基質(zhì)瀝青、PH值、溫度、儲存溫度、機械作用、凍結(jié)及熔化、長期放置等九個方面，進(jìn)行了大量的實驗，總結(jié)出影響乳化瀝青穩(wěn)定性的因素，現(xiàn)分析如下：
1、乳化設(shè)備的影響
衡量乳化瀝青質(zhì)量的一項重要指標(biāo)是瀝青微粒的均細(xì)化程度。均細(xì)化程度越高，乳化瀝青的使用性能及貯存穩(wěn)定性越好。均細(xì)化程度的高低與生產(chǎn)乳化瀝青所用的核心設(shè)備乳化機有直接關(guān)系，它是乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的心臟。用乳化機破碎、分散瀝青液相的過程是一個很復(fù)雜的力學(xué)作用過程，一般都是利用剪切、擠壓、摩擦、沖擊和膨脹擴(kuò)散等作用完成瀝青液相的粉碎分散，其性能的優(yōu)劣對乳液的質(zhì)量和穩(wěn)定性有重要影響。目前，應(yīng)用于瀝青乳化的設(shè)備主要有三類。按照生產(chǎn)乳化瀝青均細(xì)化程度由高到低的順序依次為：膠體磨類乳化機、均化器類乳化機、攪拌式乳化機。因而，在購置乳化設(shè)備時應(yīng)選擇均細(xì)化程度高的乳化機，保證乳化瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量和穩(wěn)定性。隨著稀漿封層和微表處的施工工藝普遍應(yīng)用，稀漿封層和微表處用的乳化瀝青要求濃度及穩(wěn)定性。此兩項性能影響到了施工質(zhì)量，所以建議在選用乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的時候，應(yīng)盡量選用性價比高的設(shè)備，一機多用。新鄉(xiāng)市龍騰公路科技有限公司生產(chǎn)的瀝青膠體磨采用定子轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)普通乳化瀝青、改性乳化瀝青、慢裂快凝型乳化瀝青等多種乳化瀝青。
2、乳化劑對穩(wěn)定性的影響
瀝青乳化劑的種類、乳化劑的濃度以及影響乳化劑乳化作用的各種因素都會影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。乳化劑分為快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝等。制備的乳化瀝青也相應(yīng)的分為快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝等。用相同的乳化劑制備乳化瀝青，所用的乳化劑劑量不同，在一定程度上也影響乳化瀝青的穩(wěn)定性。隨著乳化劑用量的增加，瀝青微粒變?nèi)橐旱馁|(zhì)量和穩(wěn)定性提高。但是，當(dāng)乳化劑增加到一定量后，其穩(wěn)定性不再發(fā)生明顯的變化。因而，正確選擇乳化劑適宜的用量范圍，既保證了乳化瀝青的質(zhì)量和穩(wěn)定性，又不造成經(jīng)濟(jì)上的浪費。另外生產(chǎn)微表處用乳化瀝青需要加鹽酸，其中的酸性也會影響到乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的性能，如若選用材質(zhì)一般的乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備，長期經(jīng)過酸性的腐蝕必然影響設(shè)備的使用性能。因此在選購乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的時候需要考慮到防腐的因素。
3、基質(zhì)瀝青影響
乳化瀝青的主要成分就是瀝青和水，瀝青乳化劑的劑量占整噸乳化瀝青的成品的比例比較小。基質(zhì)瀝青是乳化瀝青***基本的成分之一，占總量的50%-70%。路用乳化瀝青大多選用針入度為100-250(0.1mm)基質(zhì)瀝青。基質(zhì)瀝青的針入度，組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)對其乳化的難易有較大的影響。通常飽和分子含量高和酸值低的基質(zhì)瀝青較難乳化，要求乳化劑具有較長的烷基鏈。基質(zhì)瀝青的含量可以改變?nèi)榛癁r青的粘度和其他性能，其含量越高，乳液的粘度越大，儲存穩(wěn)定性越好。
4、PH值影響
乳液的PH值與其乳化穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性關(guān)系密切，不同類型乳化劑適應(yīng)PH值范圍不同，陰離子型乳化瀝青需加入堿性化合物，如NaOH、KOH等，將乳液的PH值調(diào)節(jié)到10-12。對于胺型乳化劑水溶液，必須添加無機酸或有機酸才能溶于水。這是因為胺類化合物作為瀝青乳化劑時必須先轉(zhuǎn)化成胺鹽，用不同的酸調(diào)整PH值，就能得到不同的HLB值(親水親油平衡值)的胺鹽類瀝青乳化劑，其***佳PH值在3-5之間。使用季胺鹽類乳化劑時，添加無機酸或有機酸，可以增強乳化劑的活性，在提高乳化瀝青的乳化穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性的同時，可以降低乳化劑的用量；用季胺鹽類乳化劑制備乳化瀝青時，其乳液的***佳PH值為5-6。
5、溫度的影響
瀝青和水的溫度是比較重要的工藝參數(shù)，溫度過高或過低都將影響瀝青的乳化效果。溫度低了，流動性不好，過高，不僅消耗能源，增加成本，而且還會使水汽化，導(dǎo)致乳液的濃度變化，即瀝青同水的比例發(fā)生變化，同時產(chǎn)生大量的氣泡，降低產(chǎn)品質(zhì)量，乳化瀝青的穩(wěn)定性下降。此外，對于非離子型乳化劑，隨著溫度升高，氫鏈逐漸被破壞，其親水性下降，尤其是接近乳化劑的“濁點”時，乳液的穩(wěn)定性明顯下降。一般來說，瀝青和水混合后的平均溫度(即乳液溫度)控制在80℃-70℃以下為好。
6、儲存溫度
乳化瀝青隨著儲存溫度的升高，其穩(wěn)定性越來越差，甚至?xí)Y(jié)團(tuán)(塊)，這是由于乳液的水分不斷蒸發(fā)，溫度越高，蒸發(fā)的越快。尤以表層水分散失嚴(yán)重，明顯改變油水比，使得表層破乳結(jié)皮，從而分層結(jié)團(tuán)，內(nèi)部乳液在較高溫度下，瀝青微粒布朗運動加快，微粒與微粒之間的碰撞機會增多，少部分乳液破乳，致使油水分離，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，要盡快將將乳液溫度降下來，避免影響產(chǎn)品的儲存穩(wěn)定性。建議：選購乳化設(shè)備的時候應(yīng)選用配置有給乳化瀝青成品降溫的設(shè)備。
7、機械作用
在乳液存放，運轉(zhuǎn)過程中的泵送、轉(zhuǎn)移，以及在應(yīng)用過程中的混合、處理等都會使乳液受到各種形式的機械剪切作用。這會給予瀝青微粒相當(dāng)大的能量，當(dāng)這個能量超過了聚結(jié)活化能時，瀝青微粒就會越過勢能屏障，使乳液失去穩(wěn)定性而發(fā)生凝聚。它會給乳液的生產(chǎn)、各種處理及應(yīng)用帶來困難，尤其是在需要直接利用乳液的場合，凝聚的結(jié)果就使其失去了使用價值。
8、凍結(jié)及溶化
當(dāng)乳液遇到低溫條件時就會發(fā)生凍結(jié)，凍結(jié)和消融會影響乳液的穩(wěn)定性。凍結(jié)的乳液消融之后，輕則造成乳液表面粘度升高，重則造成乳液的凝聚。故在運輸或存放過程中應(yīng)注意防凍。凍結(jié)之所以會影響乳液的穩(wěn)定性，是因為水結(jié)冰后要發(fā)生膨脹，對聚集在冰晶之間的瀝青微粒產(chǎn)生巨大的壓力迫使其相互接近，***終聚結(jié)在一起。***常用的防凍措施是向乳液中加入防凍劑。***常用的防凍劑有甲醇、乙二醇及甘油等，這些物質(zhì)可降低乳液的凍結(jié)溫度。
9、長期放置的影響
乳液在長期放置過程中由于布朗運動會發(fā)生瀝青微粒之間的碰撞而導(dǎo)致凝聚。同時，由于重力的作用也會導(dǎo)致瀝青微粒的沉降或升浮，而形成凝聚層。無論乳液具有多么高的穩(wěn)定性，在長期放置過程中終將不可避免的形成不可逆的凝聚體而遭破乳。所以，對于乳液應(yīng)規(guī)定存放期限。實踐證明，乳液放置穩(wěn)定性與瀝青微粒的大小，體系粘度及環(huán)境條件等因素有關(guān)。
綜上所述，乳化瀝青是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，穩(wěn)定性只是相對而言的，瀝青乳液的破壞終究會發(fā)生，通過分析影響乳液穩(wěn)定性的因素，意在乳液生產(chǎn)、儲存、運轉(zhuǎn)、使用過程中，盡量避開這些不利因素，保持乳液的相對穩(wěn)定性。
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