乳化沥青及稀浆封层技术.ppt

乳化沥青及稀浆封层技术 培训班 开 班 仪 式乳化沥青及稀浆封层技术乳化沥青及稀浆封层技术 培训班培训班第一章 乳化沥青简介第一节 乳化沥青的发展过程• 什么是乳化沥青沥青固态→液态方法：1、加热 130～180℃ 热沥青 高温下施工 施工环境差 2、稀释 用汽油、柴油、煤油将沥青稀释成液体 稀释沥青常温下施工 需要大量溶剂增加成本 污染环境 不安全 3、乳化 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 乳化沥青乳液： 油包水型水包油型√ 普通乳液√精细乳液水油油水油包水型水包油型常温下施工 自由流动 不同浓度 可 以铺筑各种结构的路面 应用范围越来越广表面处治沥青再生其他 雾状封层 砂封层 稀浆浆封层层 微表处 开普顿封层现场冷拌和 现场热 拌和 全厚度再生 场拌土壤稳定 透层 基层稳定 保护层 填坑 裂缝填补 粘层 贯入式 防尘剂乳化沥青的应用二、乳化沥青的发展过程20世纪初 开始 喷洒防尘20世纪20年代 应用于道路20世纪30年代－50年代中期 乳化沥青用量 缓慢增长1953年起 乳化沥青用量开始稳定上 升近30年来 乳化沥青迅速发展三、乳化沥青在我国的发展建国前 少量应用建国初 停止1978年交通部成立了“阳离子乳化沥青路用性能研究”课题协作组 开始推 广1985左右 许多省市开始应用90年代中期至今 在我国迅速普及应用近几年 改性乳化沥青技术开始发展和应 用三、乳化沥青的未来发展 1、有必要发展乳化沥青2、乳化沥青的发展趋势第二节 乳化沥青的特点及社会经济效益一、提高道路质量二、扩大沥青适用范围三、节约能源四、节省材料五、延长施工季节六、减少环境污染，改善施工条件各种路面结构沥青用量的比较路面结构形式热沥 青用量乳化沥青节约沥 青（%）用量折合沥青用量 简易封层（ 1cm)1.0-1.2kg/m21.2-1.4kg/m20.72-0.84kg/m230 表面处治（拌 和2cm)3.0-4.5 %4.0-7.0 %2.4-4.2 %12 多层表处（层 普3cm)4.0-4.6kg/m24.8-5.4kg/m22.88-3.24kg/m228 贯入式（4cm)4.4-5.1kg/m26.0-6.8kg/m22.4-4.08kg/m211 沥青碎石2.5-4.5 %3.5-6 %2.1-3.6 %20 中粒式混凝土4.0-5.5 %6.0-8.0 %3.6-4.8 %12细粒式混凝土4.5-6.5 %6.5-9.5 %3.9-5.7 %13粘、透层油0.8-1.2kg/m20.8-1.2kg/m20.48-0.72kg/m240第二节 乳化沥青的特点及社会经济效益一、提高道路质量二、扩大沥青适用范围三、节约能源四、节省材料五、延长施工季节六、减少环境污染，改善施工条件乳化沥青车间与热沥青车间环境对比检测项 目乳化沥青车 间热力青车间降低倍数苯并（a）吡2.0×10-51.49×10-47.4酚0.0233.14136总烃2.522.279应当认识到 ：1．乳化沥青不是热沥青的替代品 各有 其优缺点 互相补充 相辅相成2．有一定的适用范围和方法，不是万能 的 必须科学地使用乳化沥青3．其技术含量很高．必须掌握它的内在 规律，才能真正发挥出它独特的作用4.乳化沥青技术发展至今还不十分完善. 许多技术方面的问题还需要我们做进一步研 究和探讨总的来说 乳化沥青是一种节约、安全、环保、 有效且通用的道路材料系统．第二章 沥青的乳化原理、工艺 和设备一、什么是乳化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 混合物叫做乳液第一节 沥青的乳化原理水油水油(a)(b)乳液的特点：1、以微粒的形式存在 食盐→水 Na+ Cl－ 离子 酒精→水 ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ 分子是溶液 不是乳液微粒是多个分子的集合体 φ20μｍ以 下2、相对稳定混合物 这种体系的稳定是有条件的、暂时的在条 件改变时，这个体系会破坏 二、油为何不溶于水1、分子极性不同油是非极性分子 水是极性分子油、水极性不同 不互溶 — 不同液滴之间的相斥作用2、表面张力不同a) 由于蒸发的作用，液体表面的分子间距离较大，有收缩的趋势OH H-+(油)(水)-+b) 液体内部分子的受 力对称 合力为零液体表面分子受力 不对称 向液体内部移动 的趋势以上两种原因 液体表面好像一张张紧的橡 皮膜,总有一种使其表面积尽可能缩小的趋势液体表面上单位长度上的力 表面张力 γ =f/L L—液体表面上的一段长度f—该长度上所受的力 γ—表面张力油和水界面之间的表面张力为：γ油水= γ水- γ油 表面张力：与物质本身的分子有关物质分子不同 表面张力不同与温度有关 温度高 表面张力小与接触面积有关 接触面大 表面张力大由于表面张力的存在，在没有外界影 响或外界影响不大时，液体总是趋向于收缩成 球体玻璃水滴滴管水滴小油滴大油滴在油滴互相碰撞时，由于表面张力的作用 液滴不断增大--相同液滴之间的聚集作用3、密度不同 产生浮力 上升--两种液体的分离作用综合：极性不同→油水相斥表面张力存在→油滴聚集密度不同 浮力 →上升 分层三、加入表面活性剂后为什么能使油“溶”于 水1、表面活性剂分子的特殊结构 亲油基 C-H结构 非极性 与油相似 易溶于 油亲水基 离子或相似离子结构 极性 与水相似 易溶于水油—乳化剂—水 连接作用 （相斥× ）亲油基亲水基2、降低表面张力表面活性剂聚集在油水界面，减少了油与 水的接触面，使表面张力下降,表面活性剂达 到一定浓度时，表面张力几乎接近于零 （聚 集×）3、油微粒很小 分子间的作用力起主要作用 浮力很小 接近于零 （上升×）油的微粒悬浮于水溶液中水油四、沥青的乳化原理与油的乳化原理相同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 ----沥青的乳化原理 五、乳化沥青的性质1、常温下，乳化沥青是一种黑色或棕黑色的易 流动的液态混合物；2、乳化沥青由沥青、水、乳化剂三种基本成分 组成3、沥青以微粒的形式分散（或悬浮）于水溶液 中；4、乳化沥青是一个不稳定的体系，在某些条件 改变时会破乳析出沥青；5、乳化沥青是一种水包油状的乳液 第二节 沥青的乳化工艺 一、工艺原理工艺原理：在一定的温度下，将沥青、水、 和乳化剂的混合物送入乳化机，在乳化机的强 力搅拌、剪切、摩擦的作用下，使沥青形成微 小的颗粒，均匀分散于乳化剂水溶液中。

沥青 130℃乳化剂水溶液60 ℃乳化机乳化沥青二、乳化沥青的必要条件1、沥青 大分子的饱和烃、芳香烃、胶质、沥青 质等组成的复杂混合物 其化学组成 随产地 、原油、加工工艺的不同差别很大 乳化的难 易程度不同 2、水Mg2+ Ca2+ 阳离子乳化剂有利 使乳液稳定有些阴离子乳化剂 不利 易与阴离子乳化 剂反应 生成不溶于水的物质 影响乳化 力CO32- HCO3- 有些阳离子乳化剂不利 可与胺基盐酸盐 反应生成不溶于水的物质 影响乳化力阴离子乳化剂有利 缓冲作用 使乳液稳 定3、乳化剂 占比例小 但影响大 4、温度 沥青 一般110—150℃水 一般50—70℃T沥青+T水≤200℃ 5、添加剂 减少乳化剂用量 降低成本 如：季胺 盐类 加CaCl2提高乳液的稳定性 如：聚乙烯醇 甲基 纤维素有些乳化剂 需调酸才可使用 如：胺类 木质素类 加盐酸 pH=2左右6、乳化设备乳液质量 工作效率 7、操作人员设备正常、高效工作 沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配 泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤沥青配置沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤乳化剂水 溶液配置沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤沥青乳化沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤乳液储存沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤沥青配置 乳化剂水 溶液配置沥青乳化乳液储存沥青 加热130±5℃水 加热60±5℃乳化剂掺配泵1计量计量乳化机泵3储存计量出厂泵2计量泵3三 沥青乳化的一般工艺步骤沥青配置（一）、沥青配置1、要求 （1）对沥青进行加热，并保证沥青的 温度稳定在130±5℃之间（2）保证把沥青连续不断地供给乳化 机使用沥青沥青导热油2、型式沥青沥青分批式交替连续式AB导热油3、注意 （1）沥青温度要稳定不能过高和过低过低 粘度大 流动困难 功率消 耗大 乳化不完全过高 消耗能源 增加成本 可能 使水汽化 导致油水比发生变化 （2）对于先改性后乳化的沥青，要先改 性处理 （方法略）（二）、乳化剂水溶液的配置1、要求 （1）将水加热，保证乳化剂水溶液的 温度稳定在60±5℃之间（2）保证合理的乳化剂和添加剂的用 量（3） 保证将乳化剂混合液连续不断 地供给乳化机使用乳化剂（添加剂等）水60±5℃（1）分批式特点：结构简单 分批生产 生产效率低 适于小批量生产2、型式乳化机水60±5℃乳化剂 （添加剂等）（2）交替连续式特点：连续生产 效率高 结构复杂频繁开关阀门 适于大量生产 乳化剂 （添加剂等）乳化机AB水60±5℃乳化剂（添加剂等）泵特点：连续生产，效率高，不用频繁开关阀门 易实现自动化，增加泵，易出现供应不足，要求水的供应量要快，泵的流量要大 适于大量生产（3）分批连续式 乳化机 AB泵 泵水 60±5℃乳化剂 （稀释）泵添加剂 （稀释）特点：结构简单，可连续生产，效率高，自动化程度高 要求设备的控制精度高 运行稳定性要求高 （4）管道掺配式 乳化机3、注意 （1）乳化剂水溶液的温度不能过高或过低过低 乳化剂溶解慢 乳化不完全 过高 使水汽化 油水比发生变化（2）严格按要求的比例控制乳化剂的用量过少 乳化不完全 乳液不稳定 破乳 速度快过多 浪费 成本高 影响原质沥青的 性能 破乳速度慢（3）需要调酸的乳化剂，要小心地加酸， 保证乳化剂水溶液的pH值达到要求（4）对于非液态的乳化剂，要先稀释（5）对于复配乳化剂 应该注意各组分的用量 、加料顺序、温度、pH值等(6)更换不同离子类型的乳化剂时，生产线的 各个部分都应清洗（7）如果生产改性沥青，应该按比例加入改性 剂（三）、沥青乳化1、要求（1）对沥青和乳化剂水溶液进行合理的配 比 （2）乳化出合格的乳液（3）保证产量沥青乳化剂水溶液乳化机乳液2、型式及特点（1）开式 特点：阀门控制流量 靠自重流入漏斗 结构简单配比不准确 误差大 容易混入空气产生气泡 产量低 沥青乳化剂水溶液泵泵计量计量乳化机乳液（2）半自动式 特点：油水配比精度高，不易混入空气，运行稳定， 产量高，结构复杂，适合于连续大量生产沥青乳化剂水溶液泵泵计量计量乳化机乳液计算机特点：调节速度快，油水比控制精度高， 运行稳定，操作简便，设备结构复杂，价格高 （3）全自动式 3、注意 （1）按要求控制沥青和乳化剂水溶液的配比 油水比 一般50～60% （2）生产前，必须对乳化机和沥青泵预热 70℃左右（3）乳化。