萬(wàn)發(fā)明, 容洪流, 孔維康

(1.廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司, 廣西 南寧 530025;2.廣西大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院, 廣西 南寧 530004)

0 引言

道路冬季結(jié)冰會(huì)大幅降低路面的抗滑能力,導(dǎo)致路面行車存在安全隱患,嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。目前針對(duì)路面積雪凝冰的去除方式有被動(dòng)式除冰技術(shù)和主動(dòng)除冰技術(shù),被動(dòng)式除冰技術(shù)因其耗能高、污染嚴(yán)重、除冰滯后等缺點(diǎn)逐漸被淘汰,而主動(dòng)式除冰技術(shù)因具備融雪效果好、污染低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用,尤其是其中的預(yù)儲(chǔ)鹽技術(shù)更受歡迎,目前存在的形式除了預(yù)儲(chǔ)鹽霧封層外,還有預(yù)儲(chǔ)鹽微表處和預(yù)儲(chǔ)鹽瀝青混合料2種[1-2]。預(yù)儲(chǔ)鹽霧封層不僅可以用于新建道路路面,而且可以以相對(duì)低廉的造價(jià)應(yīng)用于舊路,施工方便,具有良好的工程應(yīng)用前景。

電解質(zhì)溶解在水中可降低水的冰點(diǎn),氯鹽類電解質(zhì)經(jīng)處理形成的防凍材料在瀝青路面具有防凍抑冰的效果,但會(huì)影響周圍植物的生長(zhǎng),造成水的污染,也會(huì)腐蝕基礎(chǔ)設(shè)施,導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施在氯鹽環(huán)境中服役工作時(shí)耐久性能較差,還會(huì)造成材料在生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的CO2[3]。相對(duì)于對(duì)環(huán)境有危害的氯鹽,無(wú)氯環(huán)保型防凍材料的研發(fā)備受相關(guān)領(lǐng)域的重視,20世紀(jì)90年代初美國(guó)DOT公司第一個(gè)成功研發(fā)出了環(huán)保型防凍劑醋酸鈣鎂鹽(calcium magnesium acetate, CMA),由于其造價(jià)太高,無(wú)法實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用[4]。之后,很多學(xué)者紛紛開(kāi)展低成本的CMA防凍劑研究,喻新平等[5]利用萃取劑(三辛胺)和反萃取劑(白云石灰乳)及其相應(yīng)的方法進(jìn)行醋酸廢水中醋酸的萃取和反萃取制備出了成本較低的CMA類防凍劑;趙音延等[6]也利用CaO、MgO的混合物(反萃取劑)和三烷基胺/正辛醇/煤油(萃取劑)采用類似喻新平的方法制備出了造價(jià)便宜的CMA。醋酸鈣與醋酸鎂作為CMA的主要成分,不會(huì)危害道路周圍的植物和土壤,同時(shí)對(duì)鋼材的腐蝕速率比氯鹽類防凍劑低,為防凍劑的應(yīng)用向環(huán)保方向發(fā)展提供廣闊的前景。

在乳化瀝青中加入醋酸類電解質(zhì)的防凍劑,電解質(zhì)含量過(guò)高時(shí),輕則造成瀝青乳液體系分層和絮凝,重則會(huì)導(dǎo)致其凝結(jié),使體系變得不穩(wěn)定;然而,在防凍抗滑材料應(yīng)用的相關(guān)規(guī)定中,明確強(qiáng)調(diào)有一定量的電解質(zhì)存在于瀝青乳液體系中,因此為了保證體系的穩(wěn)定性,可以加入在連續(xù)相的水中能形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳酸鈣親水性固體顆粒[7-9]和可與表面有活性劑的界面吸附在一起產(chǎn)生顯著的空間位阻作用的納米尺度的微小顆粒,使乳液體系的黏度和穩(wěn)定性增加,從而形成更強(qiáng)的穩(wěn)定作用[10-11]。目前,不論是乳化瀝青乳液體系,還是融雪除冰功能性乳液體系,穩(wěn)定劑都很少選用固體顆粒類物質(zhì)。

本文將環(huán)保型防凍劑乙酸鈣與陽(yáng)離子乳化瀝青進(jìn)行配伍,穩(wěn)定劑選用固體顆粒納米碳酸鈣,嘗試進(jìn)行納米顆粒穩(wěn)定的防凍霧封層的設(shè)計(jì),并研究其防凍性能。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

在防凍霧封層乳液的制備中,載體選取霧封層施工常用的PC-3型陽(yáng)離子乳化瀝青,結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其技術(shù)性能指標(biāo)如表1所示。采用乙酸鈣(天津市科密歐化學(xué)劑有限公司分析純)為防凍劑,選用南京先豐納米材料科技有限公司生產(chǎn)的牌號(hào)為XFI11-1的納米碳酸鈣為穩(wěn)定劑。使用的防凍劑和穩(wěn)定劑的外觀如圖1所示,納米碳酸鈣的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

(a) 乙酸鈣

表1 陽(yáng)離子乳化瀝青性能指標(biāo)Tab.1 Performance index of cationic emulsified bitumen

表2 納米碳酸鈣技術(shù)指標(biāo)Tab.2 Nano CaCO3 technical indicators

采用AC-13瀝青混合料礦料級(jí)配,級(jí)配曲線如圖2所示,進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)后確定的最佳油石質(zhì)量比為4.2%。以最佳油石比成型馬歇爾試件和車轍板試件。

圖2 AC-13瀝青混合料級(jí)配曲線Fig.2 AC-13 bitumen mixture grading curves

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 乳液制備

在陽(yáng)離子乳化瀝青中加入定量的(CH3COO)2Ca·H2O,乙酸鈣與瀝青質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值為1∶2,用玻璃棒攪拌2 min,然后加入納米碳酸鈣,進(jìn)行攪拌,工具選用玻璃棒,待乳液表面幾乎不存在納米碳酸鈣顆粒后,再將乳液置于高剪切混合乳化機(jī)中攪拌5 min,轉(zhuǎn)速為1 500 r/min,乳液制備流程如圖3所示。在確定防凍霧封層乳液水相防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),本文參考了已有的乙酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)摻量[12],最終確定為15%、20%、25%、30%,水相防凍劑按防凍劑質(zhì)量比水的質(zhì)量計(jì)算。穩(wěn)定劑納米CaCO3的摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)取0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%進(jìn)行研究。

圖3 乳液制備流程Fig.3 Schematic diagram of emulsion preparation

1.2.2 乳液穩(wěn)定性測(cè)試方法

① 分層穩(wěn)定性測(cè)試。

在玻璃試管中加入25 g制備好的防凍霧封層乳液,塞上膠塞后垂直放置于室溫中的水平試管架上(圖4),定時(shí)對(duì)試管中的乳液總高度和底部的乳白色分層厚度按照48 h/次的要求進(jìn)行測(cè)量并記錄,工具選用精確到1 mm的直尺,共計(jì)測(cè)量5次,最后計(jì)算出乳液分層百分率。

圖4 分層穩(wěn)定性試驗(yàn)Fig.3 Delamination stability test

② 儲(chǔ)存穩(wěn)定性測(cè)試。

乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性的測(cè)試借鑒了T 0655—1993對(duì)普通乳化瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性的測(cè)試方式,在儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)管中加入用1.18 mm濾篩過(guò)濾好的制備的防凍霧封層乳液,放置于室溫中,一段時(shí)間后放出約50 g上支管中的乳液,然后放出上、下支管間的乳液(處理掉),接著放出約50 g下支管中的乳液,最后上支管和下支管中流出的乳液分別置于蒸發(fā)皿中(圖5)進(jìn)行蒸發(fā),并測(cè)量蒸發(fā)后的殘留物的含量。

圖5 儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)Fig.5 Storage stability test

1.2.3 防凍效果評(píng)價(jià)方法

用塑料薄片(0.4 mm厚)將成型的馬歇爾試件圍住,并用密封膠密封薄片對(duì)接處的縫隙,保證不漏水,然后依據(jù)涂膜用量標(biāo)準(zhǔn)(200 g/m2)在馬歇爾試件表面涂覆一層防凍霧封層乳液,待干固后,置于冰箱中,同時(shí)也放置計(jì)好量的去離子水,一定溫度下進(jìn)行保溫,時(shí)長(zhǎng)大于3 h,完成后,取出冰箱中的去離子水倒入馬歇爾試件的涂膜側(cè),水層厚度約為2 mm,然后繼續(xù)放置于-4、-8 ℃的冰箱中進(jìn)行保溫,并按照1 h/次的頻率對(duì)涂膜馬歇爾試件表面的結(jié)冰情況進(jìn)行觀察和記錄,防凍效果評(píng)價(jià)測(cè)試如圖6所示(以未涂膜馬歇爾試件為對(duì)照)。

(a) 馬歇爾試件結(jié)冰狀態(tài)觀測(cè)

觀察6 h以后,利用相應(yīng)的工具進(jìn)行涂膜馬歇爾試件表面劃戳碎冰力的測(cè)定。用數(shù)顯式推拉測(cè)力計(jì)劃戳冰層表面,劃戳?xí)r間小于1 min,待能透過(guò)碎散冰?？匆?jiàn)瀝青混合料時(shí),停止劃戳,對(duì)此時(shí)數(shù)顯式推拉測(cè)力計(jì)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,即此時(shí)的劃戳壓力峰值,結(jié)束碎冰力測(cè)定。以未涂膜的馬歇爾試件為對(duì)照。

1.2.4 防凍耐久性評(píng)價(jià)方法

進(jìn)行制備的防凍霧封層防凍耐久性的測(cè)試,目的是為了證實(shí)制備的防凍霧封層在規(guī)定的約90 d的冬季中能否一直發(fā)揮防凍作用。選用的方法主要為降水加速衰減模擬法,即通過(guò)控制環(huán)境溫度和加水量(防凍劑釋放量的主要影響因素)進(jìn)行防凍霧封層耐久性的模擬探究。在云貴川高原地區(qū),冬季極易發(fā)生路面凍雨凝冰災(zāi)害,所以本文中對(duì)中川西高原(四川地區(qū))近25年中的冬季平均氣溫和降水量進(jìn)行了計(jì)算,分別為-3.54 ℃(最低)和9～23 mm,參考該地區(qū)的冬季降水量和氣溫[13-14],最終確定的模擬溫度和總降水量分別為-4 ℃和25 mm。

具體的模擬過(guò)程為:在溫度-4 ℃的冰箱中分別放置涂膜馬歇爾試件(被塑料薄片圍擋)、去離子水、涂膜車轍板試件(圖7),然后進(jìn)行保溫,時(shí)長(zhǎng)大于3 h,完成后,取出去離子水分別加入涂膜馬歇爾試件和車轍板試件中(馬歇爾試件每次需加水量為40.5 mL,車轍板試件每次需加水量為450 mL),水層厚度為5 mm,于-4 ℃的環(huán)境下保溫30 min,重復(fù)加水4次達(dá)到模擬的降水量25 mm為止。降水加速衰減模擬數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

圖7 防凍耐久性模擬試件Fig.7 Anti-freeze durability simulation test piece

表3 降水加速衰減模擬Tab.3 Precipitation accelerated attenuation simulation

涂膜車轍板加入去離子水后,在-4 ℃下保溫,30 min后倒出未結(jié)冰的浸出液,放置于室溫中,每一次加水保溫后倒出的浸出液?jiǎn)为?dú)放置,測(cè)量浸出液中的防凍劑含量計(jì)算防凍劑累積釋放率。取經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的加速衰減模擬試驗(yàn)的馬歇爾試件,室溫下晾干,對(duì)5組試件進(jìn)行劃戳碎冰力測(cè)試,并以未涂覆防凍霧封層的試件的劃戳碎冰力作為對(duì)照。根據(jù)封層防凍劑累積釋放率和劃戳碎冰力值對(duì)所研究的防凍霧封層進(jìn)行防凍耐久性的評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與討論

2.1 乳液穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1.1 分層穩(wěn)定性

對(duì)比各種水相防凍劑濃度下乳液穩(wěn)定性的變化,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制曲線圖,其分層百分率隨時(shí)間的變化結(jié)果如圖8所示。

(a) 15%的水相防凍劑

從圖8中可以看出,在10 d觀察期內(nèi)乳液分層百分率發(fā)生改變,且時(shí)間越長(zhǎng),分層越明顯。水相防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)集中在一定范圍內(nèi)時(shí),分層百分率與納米碳酸鈣摻量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),數(shù)值為15%～25%,這表明添加納米碳酸鈣能夠減緩乳液分層速度,主要是由于添加納米碳酸鈣后,乳液結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,呈現(xiàn)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此液相也隨之改變,黏稠度明顯增加[15-16]。未添加納米碳酸鈣時(shí),分層百分率與防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)為正相關(guān),主要原因在于電解質(zhì)濃度與納米碳酸鈣表面電勢(shì)存在一定聯(lián)系,前者增加時(shí),納米碳酸鈣迅速出現(xiàn)弱絮凝,導(dǎo)致乳液結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,呈現(xiàn)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖8(d)可知,防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),相較于摻入納米碳酸鈣的乳液,未摻入該物質(zhì)的乳液分層百分率更高,該物質(zhì)添加量不斷增加時(shí),乳液分層速率沒(méi)有明顯變化,主要是由于防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí),水相密度明顯提高,因此相較于納米碳酸鈣絮凝體,乳液沉降速率更高,當(dāng)納米碳酸鈣添加量較高時(shí)可能會(huì)影響乳液穩(wěn)定性。

2.1.2 儲(chǔ)存穩(wěn)定性

針對(duì)不同防凍霧封層乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如圖9、10所示。

圖9 防凍霧封層乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨納米碳酸鈣摻量的變化Fig.9 Changes of storage stability of anti-freeze mist sealing emulsion with content of nano-CaCO3

由圖9可知,納米碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.8%時(shí),乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性與納米碳酸鈣添加量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),納米碳酸鈣添加量較高時(shí),可能會(huì)對(duì)乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,與上述分析結(jié)果相同。

根據(jù)圖10中數(shù)據(jù)可知,防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于25%時(shí),未摻入納米碳酸鈣的乳液與添加納米碳酸鈣的乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性存在一定差異,前者與防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)正相關(guān),后者為負(fù)相關(guān)。根據(jù)Stokes沉降原理[17-19],防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高時(shí),水相密度出現(xiàn)變化,加快了乳液的沉降,因此乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性降低,未添加納米碳酸鈣的乳液出現(xiàn)了上述情況,納米碳酸鈣的絮凝與防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定聯(lián)系,后者增加時(shí),絮凝速率提高,導(dǎo)致乳液形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致沉降速率降低。本文中主要分析乳液5 d儲(chǔ)存穩(wěn)定性的變化,結(jié)合10 d的分層數(shù)據(jù)分析,乳液靜置后期上述物質(zhì)的添加量不同時(shí),乳液分層程度均與水相防凍劑比例相關(guān),且呈現(xiàn)為正相關(guān),表明油水相密度差可能導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性降低。

圖10 防凍霧封層乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性隨水相防凍劑濃度的變化Fig.10 Changes of storage stability of anti-freeze mist sealing emulsion changes with concentration of aqueous phase antifreeze

2.1.3 防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)和納米碳酸鈣摻量的確定

根據(jù)防凍霧封層乳液10 d分層穩(wěn)定性等變化曲線可知,當(dāng)控制水相防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%～30%,納米碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.8%,納米碳酸鈣的添加量與乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性呈現(xiàn)為正相關(guān),通過(guò)改變?cè)撐镔|(zhì)添加量,能夠提高乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性,水相防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí),乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性變化情況也存在明顯差異,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、20%時(shí),乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性變化不明顯,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%、30%時(shí),乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性出現(xiàn)明顯變化。水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),隨著納米碳酸鈣摻量逐漸增加,乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性變化幅度較小,根據(jù)10 d穩(wěn)定性結(jié)果,乳液沉降速率不會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯降低,且分層百分率不斷提高,后期乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性可能不斷降低。因此,為了保證乳液儲(chǔ)備穩(wěn)定性,需要合理設(shè)置防凍劑水相質(zhì)量分?jǐn)?shù),具體為25%。根據(jù)5 d儲(chǔ)存穩(wěn)定性分析結(jié)果,當(dāng)防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、納米碳酸鈣添加量控制在一定范圍內(nèi)時(shí),前者為25%,后者低于0.4%,乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性出現(xiàn)明顯變化,之后變化幅度減小?？紤]到各種因素的影響,包括成本和性能等,需要合理設(shè)置上述2種物質(zhì)的添加量,水相防凍劑、納米碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%、0.4%。

2.2 防凍效果評(píng)價(jià)

圖11-12所示為未涂覆和涂覆防凍霧封層馬歇爾試件在-4 ℃的環(huán)境下保溫3、6 h后表面的結(jié)冰情況。

(a) 3 h,冰層堅(jiān)硬 (b) 6 h,冰層堅(jiān)硬

由圖11、12可知,未涂覆防凍霧封層的馬歇爾試件相較于涂敷該物質(zhì)的試件結(jié)冰情況存在明顯差異,前者在3 h后結(jié)冰,且冰層直接接觸瀝青混合料,冰層中沒(méi)有形成大量液泡。后者在3 h后形成冰水混合物,試件表面冰層容易破壞,調(diào)整試件后出現(xiàn)了大量的可流動(dòng)水。在保溫6 h后,前者冰層硬度較高,后者結(jié)冰量增加,雖存在一定的結(jié)冰,但是其內(nèi)部存在大量液泡,冰層中氣泡數(shù)量增加,主要原因在于冰層內(nèi)部中包含一定量的乙酸鈣溶液改變了冰層硬度,導(dǎo)致冰層較為脆弱,因此涂敷防凍霧封層能夠起到防凍抗滑作用。

圖13所示為馬歇爾試件在-8 ℃的環(huán)境下保溫3 h后表面的結(jié)冰情況。

(a) 未涂覆防凍霧封層

由圖13可知,在-8 ℃下保溫3 h后,未涂覆防凍霧封層的馬歇爾試件表面結(jié)冰堅(jiān)硬密實(shí),內(nèi)部不見(jiàn)液泡,涂覆防凍霧封層的馬歇爾試件表面形成了冰層,但是較為脆弱,這表明溫度較低時(shí),防凍效果降低,但防凍霧封層在-8 ℃的環(huán)境下仍然起作用。

保溫6 h后馬歇爾試件的碎冰力測(cè)試結(jié)果如圖14所示。從圖14可知,與觀察馬歇爾試件表面結(jié)冰情況得到的結(jié)論相同,保溫溫度不同時(shí),涂覆防凍霧封層與未涂敷該物質(zhì)的試件存在明顯差異,后者碎冰力峰值更高,表明在-4、-8 ℃下,涂敷上述物質(zhì)可以提高防凍效果。在-8、-4 ℃時(shí)試件碎冰力不同,且前者更高,表明-8 ℃下防凍作用減弱。

根據(jù)防凍霧封層防凍效果分析結(jié)果,當(dāng)溫度出現(xiàn)變化時(shí),防凍霧封層的防凍效果也有所變化,在-4、 -8 ℃時(shí)防凍霧封層的防凍作用存在差異,但是均起到防凍作用。當(dāng)溫度高于-4 ℃時(shí),防凍霧封層具有良好的防凍效果。該物質(zhì)起到防凍作用的原因在于:首先防凍劑改變了水溶液冰點(diǎn);二是防凍劑的共熔點(diǎn)和冰點(diǎn)較低,試件表面結(jié)冰后會(huì)出現(xiàn)大量的液泡,降低了冰層硬度,因此冰層更容易破碎。

2.3 防凍耐久性評(píng)價(jià)

在模擬的90 d期限內(nèi),根據(jù)不同時(shí)間的浸出液中防凍劑含量計(jì)算防凍劑累積釋放率,防凍劑累積釋放率隨時(shí)間的變化如圖15所示。對(duì)經(jīng)過(guò)加速衰減模擬試驗(yàn)的馬歇爾試件進(jìn)行劃戳碎冰力測(cè)試,以未涂覆防凍霧封層的試件的劃戳碎冰力作為對(duì)照,碎冰力隨時(shí)間的變化如圖16所示。

圖15 防凍劑累積釋放率隨時(shí)間的變化Fig.15 Change of cumulative release rate of anti-freeze time

圖16 碎冰力隨時(shí)間的變化Fig.16 Variation of crushing ice force over time

從圖15可知,模擬衰減期限內(nèi)防凍劑釋放速率出現(xiàn)明顯變化,隨著時(shí)間延長(zhǎng),速率逐漸降低,在36 d內(nèi),累積釋放率約59.30%,后期釋放速率沒(méi)有明顯變化。根據(jù)圖16可知,前期防凍劑釋放速率較快,導(dǎo)致碎冰力發(fā)生改變,18 d衰減后碎冰力仍然較低,未涂敷防凍霧封層的碎冰力約為此時(shí)碎冰力的2倍,后期防凍劑釋放速率明顯降低,冰層中包含了一定量的水溶液,降低了冰層強(qiáng)度,而未涂敷防凍霧封層的試件形成的冰層強(qiáng)度較高,這表明90 d后該物質(zhì)仍然能夠起到防凍作用。

3 結(jié)語(yǔ)

① 通過(guò)乳液穩(wěn)定性測(cè)試發(fā)現(xiàn),在納米碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.8%范圍內(nèi),隨著納米碳酸鈣含量的增加,乳液體系的穩(wěn)定性更好,但摻量在小于0.4%時(shí)對(duì)乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性影響最大;水相防凍劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%為最佳;綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、碳排放、性能等方面,確定最佳摻量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的水相防凍劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的納米碳酸鈣。

② 根據(jù)防凍效果評(píng)價(jià),本次設(shè)計(jì)的防凍霧封層在不同溫度下均起到防凍作用,溫度高于-4 ℃時(shí),防凍霧封層具有良好的防凍效果。

③ 根據(jù)防凍耐久性評(píng)價(jià),所設(shè)計(jì)的防凍霧封層在90 d的模擬期限后仍然具有一定的防凍效果。

④ 所制備的摻入納米碳酸鈣的防凍霧封層乳液具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,而且具有長(zhǎng)久的防凍效果,為霧封層的應(yīng)用與發(fā)展提供了較好的思路。納米碳酸鈣具有乳化劑的特殊性質(zhì),探究添加納米碳酸鈣的乳化瀝青的性質(zhì)對(duì)于后續(xù)充分利用納米碳酸鈣提高乳液穩(wěn)定性具有重要意義,可以為防凍霧封層性能的研究提供參考。