高固含量乳化沥青制备及其性能评价
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摘 要：国内市场上的乳化沥青固含量大多为50%～60%，普遍存在粘附性差、强度形成慢等缺点，越来越不能满足材料工程上的需求，针对此情况，本研究研发固含量达到70%以上的乳化沥青，介绍高固含量乳化沥青的制备过程，包括乳化剂、基质沥青等原材料的选择， 并对该乳化沥青的性能作出评价。
关键词：固含量；乳化沥青；动态剪切；性能评价；
中图分类号：U446.1 文献标识码：A
Preparation of High Sold Content Emulsion Asphalt and its Performance Evaluation
XU-Mu-zhao
（school of Civil Engineering， Guangzhou University， Guangzhou 510006， Guangdong， China ）
Abstract： Most of the domestic market of emulsified asphalt solid content at 50% ～ 60%， the common shortcomings such as poor adhesion and strength formation slower， more and more cannot satisfy the demand on material engineering， aiming at this situation， this study developed the solid content of 70% or more of the emulsified asphalt， the introduction of the preparation process of high solid content emulsion asphalt， including the selection of raw materials， such as emulsifier， matrix asphalt， and making evaluation on the property of emulsified asphalt
Keywords： solid content； emulsion asphalt； dynamic shear； performance evaluation；
0 引言
一种物质以多个分子形成的集合体（微粒）的形式，分散在另一种物质中，形成相对稳定的混合物，这一过程就叫做乳化，形成的混合物叫做乳液。将沥青加热融化，在机械的作用下，使沥青以微小的颗粒状态分散于含有乳化剂的水溶液中，形成一种水包油状的，相对稳定的乳液，叫做乳化沥青。
随着环保意识的增强和能源的逐渐紧张，作为一种高效、节能、环保材料，乳化沥青在道路工程界的应用越来越广泛。
1 沥青乳化原理
乳化剂连接了沥青与水两种互不相溶的体系，降低了沥青与水界面的表面张力，使沥青能够以微小的颗粒状态分散于水溶液中，形成相对稳定的混合物。
沥青乳液所以能形成高稳定的分散体系，主要是由于乳化剂降低了体系的界面能、界面膜的形成和界面电荷的作用。
2 原材料选择
乳化沥青主要由乳化剂、基质沥青、水及添加剂组成。
2.1 乳化剂
选用阳离子乳化剂，慢裂慢凝。
2.2 基质沥青
本研究选用泰国IPRC70#沥青，其基本性能指标如下：
表1 基质沥青基本性能
2.3 水
水在乳化沥青中是沥青以及乳化剂、添加剂等材料的溶剂，所以对水质有特定的要求。本研究中实验用水的标准为：无色无味、洁净无杂质，PH值：6～8.5，硬度≯8度。
2.4 添加剂
本研究的添加剂主要是PH调节剂，乳化剂只有在适宜的PH值环境下才具有最大的活性，对PH值的要求因乳化剂而异，为增加沥青材料的可乳化性，保证乳化剂的活性，需加入PH值调节剂，以调节水溶液的PH值达到乳化剂的使用要求。根据本研究所选择的乳化剂类型，选用盐酸（HCl）作为乳液PH值调节剂。
3 高固含量乳化沥青配方
乳化沥青主要制备参数包括：乳化剂掺量、PH值、水温、沥青温度等。
表2 高稠度乳化沥青配方
4 高固含量乳化沥青性能评价
4.1高固含量乳化沥青基本性能
乳化沥青基本性能指标测试结果如下：
表3 乳化沥青基本性能指标测试结果
4.2固含量对乳化沥青粘度的影响
将配制好的不同固含量的乳化沥青进行恩格拉粘度与标准粘度试验，试验结果如下：
表4 固含量与粘度的关系
可见恩格拉粘度与标准粘度随着固含量的增加都有较大的增长，乳化沥青的固含量由56%增长到71%，其恩格拉粘度增长超过一倍，标准粘度增长约5Pa.s。由此可见固含量对乳化沥青的粘度影响非常大。
4.3采用动态剪切流变试验评价高固含量乳化沥青的高温性能
分别对70#基质沥青与固含量为71%的乳化沥青进行动态剪切流变试验，试验结果如下：
图1
图2
从图1、图2可以看出，经过添加特有乳化剂乳化的高固含量的乳化沥青在58℃、64℃、70℃、76℃、82℃下的车辙因子得到提高，表明其抗车辙能力得到改善；从相位角也能得出相同结论，相位角减小，弹性分量增大，粘性分量减小，抗车辙能力增强。
5 结论
（1）添加合适的乳化剂，制备出高固含量（71%）的乳化沥青，其乳化配方为：基质沥青70%，乳化剂2.5%，水27.65%，浓盐酸调至PH=2.0，皂液温度60℃，沥青温度160℃。
（2）乳化沥青的固含量对其粘度影响较大，固含量从56%提高至71%（提高12个百分点），其恩格拉粘度增加超过一倍，标准粘度增加约5Pa.s。
（3）通过动态剪切流变试验表明，经过乳化后的沥青的高温性能明显得到提高。
参考文献
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[3]刘尚乐.乳化沥青及其在道路、建筑工程中的应用[M].北京：中国建材工业出版社，2008.
作者简介：许木照（1989-），男（汉），广东，硕士研究生，目前从事道路工程材料研究。
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