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        冷拌超薄瀝青混合料乳化劑劑量研究

        2022-02-12 02:38:58朱鴻斌宋金苑錢俊懿
        山西建筑 2022年3期
        關(guān)鍵詞:延度針入度殘留物

        朱鴻斌,王 富,宋金苑,錢俊懿

        (武漢工程大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院,湖北 武漢 430073)

        1 概述

        對(duì)于乳化劑來(lái)說(shuō),它們的種類多樣且復(fù)雜。例如離子的性質(zhì)即使是同一種,又或者是同一種的分解率的乳化劑也是有眾多選擇。選擇的乳化劑劑量不同,所得的三大指標(biāo)結(jié)果也變得不同。李純[1]對(duì)陰離子乳化瀝青性質(zhì)進(jìn)行探索與現(xiàn)階段使用分析。周李說(shuō)等[2]指出陽(yáng)離子瀝青乳化劑性能比陰離子瀝青好,適用條件低。既要降低瀝青用量又要省下成本,可以選用乳化效果較好且最適用的乳化劑[3-5]。決定乳化劑的乳化效果和乳化產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性的因素不多,主要受到乳化劑用量大小和水溶液pH值高低這兩個(gè)因素影響[6]。劉群等[7]指出由于陽(yáng)離子瀝青乳化劑具有眾多優(yōu)點(diǎn),使得陽(yáng)離子乳化瀝青在建筑項(xiàng)目上廣受歡迎,產(chǎn)量和品種也隨之增多。眾多瀝青乳液蒸發(fā)殘留物的特性會(huì)因?yàn)槿榛瘎┯昧看笮〉母淖冎缕溆绊懮钸h(yuǎn)[8]。水溶液pH值也會(huì)導(dǎo)致乳化劑的乳化能力和乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物損耗率這兩者數(shù)據(jù)的提高或降低[9-10]。例如乳化劑用量添加較少的話,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)反映出來(lái)像篩上剩余量的提高,還有瀝青的微小粒子會(huì)容易因?yàn)槟鄱鴮?dǎo)致它們之間的分層[11]。乳化劑用量添加較多的話,不僅僅會(huì)增加基質(zhì)瀝青的消耗,也會(huì)提高實(shí)驗(yàn)的成本。

        2 冷拌超薄瀝青混合料乳化劑劑量確定

        添加多大的乳化劑劑量和采用哪種乳化劑種類,不僅根據(jù)乳化劑的乳化效果,還有乳化瀝青的性質(zhì)來(lái)確定。以同種基質(zhì)瀝青分別與三種乳化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為方向確定最佳乳化劑劑量,可根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行有目的性選取乳化劑添加量范圍,通過(guò)調(diào)整劑量的高低實(shí)驗(yàn),最后總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)進(jìn)一步確定最佳劑量。

        為了讓實(shí)驗(yàn)操作起來(lái)簡(jiǎn)練,可以采用對(duì)不同類型的乳化劑制取得到的乳化瀝青做個(gè)編號(hào),如表1所示。

        表1 乳化瀝青編號(hào)

        根據(jù)改變?nèi)榛瘎┯昧康膶?shí)驗(yàn),可以分別檢測(cè)出,由于加入的乳化劑劑量的不同,三種乳化瀝青的三大指標(biāo)及破乳時(shí)間發(fā)生的變化。

        2.1 潤(rùn)強(qiáng)-300乳化劑最佳添加量

        實(shí)驗(yàn)是通過(guò)調(diào)整潤(rùn)強(qiáng)-300乳化劑百分比含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同),得出乳化瀝青的三大指標(biāo)及破乳時(shí)間數(shù)據(jù),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)得出當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的最佳添加量,見表2,圖1~圖4。

        表2 使用潤(rùn)強(qiáng)300乳化劑的瀝青指標(biāo)

        在圖1~圖4中得出以下結(jié)論,提高潤(rùn)強(qiáng)-300乳化劑含量時(shí),瀝青的針入度會(huì)表現(xiàn)出先上升后下降的走向。軟化點(diǎn)表現(xiàn)出先上升后下降的走向。當(dāng)加入潤(rùn)強(qiáng)-300,針入度和軟化點(diǎn)到達(dá)峰值時(shí)添加的乳化劑含量為2.8%。在加大乳化劑含量時(shí),15 ℃時(shí)的瀝青延度也表現(xiàn)出先上升后下降的走向,延度到達(dá)峰值的時(shí)候添加的瀝青乳化劑含量為2.8%。不小于40的延度數(shù)值才是乳化瀝青蒸發(fā)殘留物都能符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),由圖3可知在本實(shí)驗(yàn)里的延度數(shù)據(jù)都能符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于破乳時(shí)間也是先上升后下降,當(dāng)乳化劑含量高于3.2%時(shí),會(huì)小幅度提升破乳時(shí)間,添加的劑量為2.8%時(shí)可以使破乳時(shí)間較長(zhǎng)。剖析上述,2.8%的乳化劑含量可以使針入度、延度、軟化點(diǎn)三大指標(biāo)符合規(guī)范條件。因此,2.8%的乳化劑含量為當(dāng)前乳化劑最佳添加量。

        2.2 潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑最佳添加量

        實(shí)驗(yàn)是通過(guò)調(diào)整潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑百分比含量,得出乳化瀝青的三大指標(biāo)及破乳時(shí)間,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的最佳添加量,見表3,圖5~圖8。

        表3 使用潤(rùn)強(qiáng)303乳化劑的瀝青指標(biāo)

        在圖5~圖8中得出以下結(jié)論,提高潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑含量時(shí),瀝青的針入度會(huì)表現(xiàn)出先下降后上升的走向。瀝青的軟化點(diǎn)表現(xiàn)出一直下降的走向。由于潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑的加入,乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物的針入度和軟化點(diǎn)成峰值的時(shí)候都是添加的乳化劑含量為1.3%。提高潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑含量時(shí),15 ℃時(shí)的瀝青延度會(huì)表現(xiàn)出先上升后下降的走向。不小于40的延度數(shù)值才是乳化瀝青蒸發(fā)殘留物能用來(lái)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范條件,由圖7可知在本實(shí)驗(yàn)里的延度數(shù)據(jù)都能符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同樣對(duì)于其破乳時(shí)間也是先上升后下降,但添加的乳化劑含量高于1.7%,會(huì)導(dǎo)致破乳時(shí)間急劇變小。添加的含量為1.7%時(shí),乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物的延度到達(dá)峰值,同時(shí)瀝青破乳經(jīng)歷的時(shí)間最長(zhǎng)。剖析上述試驗(yàn)結(jié)果得出,任何含量的瀝青乳化劑都能符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),但在乳化劑含量為1.7%時(shí),由于破乳時(shí)間最長(zhǎng),1.7%的乳化劑含量為當(dāng)前乳化劑最佳添加量。

        2.3 美德乳化劑最佳添加量

        實(shí)驗(yàn)是通過(guò)調(diào)整美德乳化劑百分比含量,得出乳化瀝青的三大指標(biāo)及破乳時(shí)間,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)得出當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的最佳添加量,見表4,圖9~圖12。

        表4 使用美德乳化劑的瀝青指標(biāo)

        在圖9~圖12中得出以下結(jié)論,提高美德乳化劑含量時(shí),瀝青的針入度會(huì)表現(xiàn)出一直下降的走向。軟化點(diǎn)表現(xiàn)出先上升后下降的走向。在加大乳化劑含量時(shí),15 ℃ 時(shí)的瀝青延度也表現(xiàn)出先上升后下降的走向,針入度到達(dá)上限值時(shí),添加乳化劑含量為1.3%。乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物的軟化點(diǎn)和延度到達(dá)峰值的時(shí)候都是添加乳化劑含量為1.6%。不小于40的延度數(shù)值才是乳化瀝青蒸發(fā)殘留物能用來(lái)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范條件,由圖11可知在本實(shí)驗(yàn)里的延度數(shù)據(jù)都能符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于瀝青的破乳時(shí)間也是表現(xiàn)出先下降后上升的走向,轉(zhuǎn)折點(diǎn)是乳化劑含量為1.5%時(shí),1.7%乳化劑含量可以讓瀝青的破乳時(shí)間比較長(zhǎng)。上述幾種乳化劑百分比含量都能符合規(guī)范條件,只要不是添加乳化劑含量為1.5%,其他的乳化劑含量都能對(duì)拌合有所幫助。所以此時(shí)的最佳添加量為1.6%。

        3 結(jié)語(yǔ)

        1)乳化劑是瀝青延度的重要影響因素,雖然其他乳化瀝青蒸發(fā)后殘留物的針入度和軟化點(diǎn)有所變化,但延度的變化程度更明顯。

        2)使用的乳化劑為潤(rùn)強(qiáng)-300時(shí),潤(rùn)強(qiáng)-300含量為2.8%時(shí)可以讓70號(hào)基質(zhì)瀝青更好地發(fā)揮乳化作用。潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑含量為1.7%時(shí),會(huì)使70號(hào)基質(zhì)瀝青更好地發(fā)揮乳化作用;當(dāng)美德乳化劑含量為1.6%時(shí),會(huì)使70號(hào)基質(zhì)瀝青更好地發(fā)揮乳化作用;三種乳化劑生產(chǎn)的乳化瀝青都能符合規(guī)范,同時(shí)針入度和軟化點(diǎn)的數(shù)值沒(méi)有顯示出較大差異。由于采用潤(rùn)強(qiáng)-303乳化劑制成的瀝青的延度是三者中最低的,因此另外兩者乳化劑都比潤(rùn)強(qiáng)-303效果更顯著。

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