如何選擇瀝青乳化劑
下面介紹下主要考慮的幾個方面:
一、HLB值 乳化劑必須有較強的乳化能力,評定這種乳化能力的標準是乳化劑的HLB值.它表示乳化劑的親油基和親水基之間在大小和力量上的平衡關系.HLB值=7+Σ(親油基)+Σ(親水基) 也可根據乳化劑的HLB值表查詢 由于瀝青的HLB值一般為8~18,用于瀝青的乳化劑的HLB值也應該近在此范圍為宜.如果作為乳化瀝青的乳化劑親水基過大,親油基數過小,與水連接,與瀝青脫離;如果乳化劑親油基數過大,親油基數過小,只與瀝青連接,與水脫離.只有親油基與親水基為適宜時,乳化劑便將瀝青和水相連接起來.這就是說有許多帶有親油基和親水基結構的表面活性劑不能作用乳化劑,尤其不能作為瀝青乳化劑.因此,當瀝青的標號與成分發生變化時,一定要重新配乳化劑的品種及用量.
二、電位值 各種乳化劑制出的瀝青乳液性能,檢測其ξ電位值具有重要意義.因為電位值越大,乳化瀝青微粒之間的相互排斥力越大,乳液的穩定性越好,而且瀝青微粒上所帶離子電荷也強,與骨料的粘附性也大.
三、離子特性 乳化劑根據電荷分為陽離子、陰離子、非離子型乳化劑.在道路施工中,由于選擇的集料的種類不同,乳化劑也要因此作出調整.安山巖、輝綠巖等因二氧化硅含量較高,碳酸鈣含量較低,耐酸性較好,石料一般帶有負電荷、所以選用陽離子型的乳化劑生產的乳化瀝青對集料的粘附性較好.對于石灰巖集料,如采用陽離子乳化劑制作的乳化瀝青,對石灰石集料有腐蝕性,并放出二氧化碳而發泡,影響鋪路質量,就必須選用陰離子乳化劑制作的乳化劑制作的乳化瀝青.在施工中,選用何種離子乳化劑制作的乳化瀝青,應根據工程要求而定.
四、根據分裂速度選擇 在瀝青路面鋪筑中,因施工性能的需要,對乳化瀝青提出許多特殊的要求.例如修筑貫入式瀝青路面時,從噴灑到完全分裂和凝固要求時間較短,以防集料來不及吸附而被流失,造成鋪筑的瀝青路面黏附性差,路面松散,強度低,要求選用的乳化瀝青分裂速度要快、凝結快.根據路面鋪筑的施工要求,選擇分裂速度適宜的乳化劑,生產適宜分裂速度的乳化瀝青.
五、根據瀝青組成特性選擇 瀝青材料的組成不同,對乳化瀝青的要求也不相同,每種乳化劑對一定類型的瀝青是較有效的.一般的講,對于少芳香族而富環烷烴的石油瀝青,直鏈烷烴的乳化劑較為有效;對芳香烴含量占優勢的石油瀝青,以高分子環烷烴的鈉皂比較有效;對于高芳烴結構化的瀝青,用分子有芳香環的乳化劑比較理想.當被乳化的瀝青極性較大時,則要求親水性較強的乳化劑,才能得到穩定的乳化瀝青;相反,若對被乳化的瀝青極性較小時或無極性時,則要求親油性較強的乳化劑,才能獲得穩定的乳化瀝青.對聚合物改性瀝青、煤焦油瀝青,可選用極性的**乳化劑或無機膠體乳化劑,可獲得穩定的無機膠體乳化瀝青.如果瀝青中**存在的**酸含量太低,不足以使**溶液制造快裂型乳化瀝青,可在瀝青中添加表面活性酸類物質,用來改善乳化性質.用高溫空氣氧化重油得到的瀝青,比只用蒸汽蒸餾或真空蒸餾的方法得到的瀝青具有較好的乳化性.
六、乳化劑分子結構 乳化劑的親油基的碳氫鏈及其支鏈直接影響親油基的親和瀝青的能力.
陰離子乳化瀝青和陽離子乳化瀝青的優缺點
陽離子乳化瀝青和陰離子乳化瀝青主要區別在于它們使用的瀝青乳化劑不同,顧名思義,陽離子乳化瀝青用的是陽離子瀝青乳化劑,陰離子乳化瀝青用的為陰離子瀝青乳化劑。
乳化瀝青
陰離子乳化瀝青的優點:使用方便、節省能源、瀝青乳化劑來源廣成本低、易涂刷。缺點:使用區域小,施工時間受限,受氣溫和濕度的影響較大。與礦料的粘附性不好,特別是酸性礦料的粘附性較不好。主要原因是,陰離子乳化瀝青中瀝青的微粒表面帶有陰離子電荷,當乳化瀝青與礦料表面接觸時,由于濕潤礦料表面普遍也帶有陰離子電荷,同性相斥的原因,使瀝青微粒不能盡快的粘附到礦料表面。只有待到乳化瀝青中水分蒸發掉后才能使瀝青微粒裹覆到礦料表面,只有在氣溫高且比較干燥的地方適合選用陰離子乳化瀝青。
陽離子乳化瀝青的優點:使用范圍廣、施工時間長,在低溫和陰濕的地方都可以使用。陽離子乳化瀝青可以增強與礦料表面的粘附力,提高路面的早期強度,施工后可以較快的開放交通,同時他對酸性礦料和堿性礦料都有較好的粘附能力。缺點:成本高。
不管是在公路行業還是在建筑防水行業,以及其他的行業的使用上,大多選用陽離子乳化瀝青。
陽離子乳化瀝青
陽離子乳化瀝青由多種表面活性劑及陽離子頁巖抑制劑及一定范圍軟化點的瀝青經特種工藝加工而成。
概況
陽離子乳化瀝青由多種表面活性劑及陽離子頁巖抑制劑及一定范圍軟化點的瀝青經特種工藝加工而成。其微米級的帶正電的瀝青微粒較易吸附在帶負電的固體顆粒上,參與泥餅的形成,提高泥餅質量,其微粒及陽離子頁巖抑制劑可以進入井壁微裂縫中,產生粘附及相互聚集,從而起到封堵、橋接、防膨、防塌、降失水及保護油氣層作用。可用于鉆井泥漿和油水井堵水調剖。
適用范圍
陽離子乳化瀝青適用于水基鉆井液體系,井型的油氣開發井,不能用于探井。可用于不同溫度地層的堵水調剖。
注意事項
(1)陽離子乳化瀝青每桶必須一次用完,較好直接在加重泵上或泥漿罐上加入,不準倒入地坑、用齒輪泵或潛水泵抽入,否則易堵塞泵體。
(2)若用齒輪泵或潛水泵從包裝桶直接抽入,需用泵先抽少量水后再抽陽離子乳化瀝青,在加完陽離子乳化瀝青后需再用水將泵洗干凈,以免陽離子乳化瀝青吸附在泵及管線中。
(3)陽離子乳化瀝青在存儲較長時間后,在包裝桶的上部可產生約1cm厚的結皮,這屬于正常現象,不是破乳。通過滾動或攪拌即可將其攪拌均勻。
包裝和儲存
采用聚乙烯塑料桶包裝,每桶凈質量50公斤;長途運輸可采用鐵桶包裝,每桶凈質量200公斤。貯存于陰涼、干燥、通風處。保質期為半年。
展歷程
從本世紀初就進行乳化瀝青的研究,自商品化的乳化瀝青生產以來,至今已有60多年的歷史。在前40年的發展中主要是陰離子乳化瀝青,但這種陰離子乳化瀝青的微粒帶有陰離子電荷,當乳液與骨料表面接觸時,由于濕潤骨料表面也帶有陰離子電荷,同性相斥的原因,致使瀝青微粒不能盡快地粘附到骨料表面上。若使瀝青微粒裹覆到骨料表面必須待乳液中水分的蒸發。 隨著近代界面與膠體化學的進展,近20年來,陽離子乳化瀝青發展速度很快。這種瀝青乳液是使瀝青微粒帶有陽離子電荷,當與骨料表面接觸時,異性相吸的作用,使瀝青微粒吸附在骨料表面上。 日本使用瀝青乳化劑是在1925年東京大地震恢復時期。1930年開始有商品提供市場,戰后有得到迅速恢復與發展。 1951年法國開始研制陽離子乳化劑。1957年美國把陽離子乳化劑應用在道路施工上,并于1959年開始商業化。 60年代蘇聯僅應用陰離子乳化劑,隨著化學工業的發展開始試制某些類型的陽離子表面活性劑,并發現了它作為道路瀝青乳化劑是可行的。于1972年試制陽離子乳化劑烷基**基氯化銨,利用它作為瀝青乳化劑。 80年代以后,陽離子瀝青乳化劑又有新應用,它可防止原子鈾尾渣的放射性污染,采用陽離子瀝青乳化劑和水泥砂漿混合物制成的密封劑,可減少99.9%氡放射物密封的長期穩定性試驗正在進行中。 我國陽離子瀝青乳化劑的研制和應用起步較晚,1977年研制成功,1978年由交通部組織完成了“陽離子乳化瀝青及其路用性能研究”課題協作組。為發展我國陽離子乳化瀝青做了大量工作。1981年列為交通部重點科研項目,1983年列為國家計委與經委的節能應用項目。1985年由交通部進行了技術鑒定。并決定“七五”期間在全國范圍推廣應用。1987年在杭州召開的陽離子乳化瀝青推廣會,并提出1990年我國有1/3路面使用陽離子瀝青乳化劑。 到目前為止,全國有14個省市已廣泛用于筑路修路,由于原料短缺,陽離子瀝青乳化劑產量遠遠滿足不了實際應用的需要,今后要在國內陽離子瀝青乳化劑的新品種和制備工藝上加強開發和推廣應用,提高我國筑路技術水平,促進國民經濟的發展。
發展優勢
采用優質乳化劑生產出的乳化瀝青鋪路,現場施工簡化,不需將瀝青加熱到170~180℃高溫后再去使用,砂石等礦料也不需烘干加熱,可以節省大量的燃料與熱能。由于瀝青乳液具有良好的工作度,可以均勻地分布在骨料表面上,并與其產生較好的粘附性,因而可節省瀝青用量,簡化施工程序,改善施工條件,也減少對周圍環境的污染。由于這些優點,乳化瀝青不僅適用于鋪筑路面,而且在填方路堤的邊坡保護,建筑屋面及洞庫防水,金屬材料表面防腐,農業土壤改良及植物養生,鐵路的整體道床,沙漠固沙等許多工程中得到廣泛的應用。由于乳化瀝青既能改善熱瀝青的施工技術,又使瀝青的應用范圍得到不斷擴大,因此乳化瀝青得到迅速的發展。
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