乳化剂对微表处溷合料性能的影响1ppt课件

1、 江苏省建筑科学研究院江苏省建筑科学研究院 江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 State Key Laboratory of High Performance Civil Engineering Materials 乳化剂对微表处混合料性能的影响乳化剂对微表处混合料性能的影响江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司2021/6/12江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 2纲要纲要乳化剂对混合料性能的影响乳化剂对混合料性能的影响2乳化剂关键性能

2、提升乳化剂关键性能提升3 3微表处乳化剂配方的重要性微表处乳化剂配方的重要性3 13江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处乳化剂配方的重要性微表处乳化剂配方的重要性4江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处技术概述微表处技术概述p 用途用途p 主要用于高速公路及一级公路的预防性养护以及填补主要用于高速公路及一级公路的预防性养护以及填补轻度车辙，也适用于新建设公路的抗滑磨耗层。轻度车辙，也适用于新建设公路的抗滑磨耗层。p 优点优点p 开放交

3、通快、抗滑性能卓越、可修复车辙、使用寿命开放交通快、抗滑性能卓越、可修复车辙、使用寿命长长5江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处的材料组成微表处的材料组成水泥水泥添加剂添加剂水水石料石料改性乳化改性乳化沥青沥青p 微表处混合料对材料、环境非常敏感，一个工程一个配比微表处混合料对材料、环境非常敏感，一个工程一个配比6江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处的特性微表处的特性不同处不同处微表处微表处稀浆封层稀浆封层乳化沥青乳化沥青必须改性必

4、须改性慢裂快凝慢裂快凝改性改性/未改性未改性慢裂慢裂石料石料砂当量砂当量65%砂当量砂当量50%技术要求技术要求1h开放交通开放交通水损害有要求水损害有要求开放交通无要求开放交通无要求用途用途高速、一二级路预防高速、一二级路预防性养护以及磨耗层性养护以及磨耗层二级以下养护二级以下养护各等级的下封层各等级的下封层p 一般认为微表处是乳化沥青混合料的最高端技术一般认为微表处是乳化沥青混合料的最高端技术7江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处核心技术微表处核心技术p 慢裂快凝慢裂快凝可可工工作作时时间间快快开开放放交交通

5、通 关键技术在于保证可工作关键技术在于保证可工作时间的同时确保快开放交时间的同时确保快开放交通，实现破慢裂与快凝的通，实现破慢裂与快凝的平衡。平衡。p 快凝主要依靠骨料和乳化沥青的电位的作用快凝主要依靠骨料和乳化沥青的电位的作用p 慢凝主要依靠物理水分蒸发作用。慢凝主要依靠物理水分蒸发作用。8江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 破乳与初凝的影响因素破乳与初凝的影响因素原材料原材料设备设备环境环境乳液配方乳液配方石料填料添加剂沥青水类型作用方式操作水平温度风速日照湿度乳化剂乳化剂改性剂pH值p 在因素破乳与初凝的因素中，

6、乳化剂的选择非常关键。在因素破乳与初凝的因素中，乳化剂的选择非常关键。9江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处乳化剂的应用情况微表处乳化剂的应用情况微表处材料年用量2019201920192019600万1000万4500万1亿2000MWVAkzoNobel国内厂家国内厂家p 微表处是乳化沥青应用的最高端技术，国内大概微表处是乳化沥青应用的最高端技术，国内大概80%微微表处乳化剂是国外进口。表处乳化剂是国外进口。10江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国

7、家重点实验室 乳化剂对混合料性能的影响乳化剂对混合料性能的影响11江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 合成级配合成级配MS-3型微表处级配型微表处级配p 试验中采用试验中采用 MS-3型微表处，集料的砂当量为型微表处，集料的砂当量为69.1%。12江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 乳化剂对可拌和时间的要求乳化剂对可拌和时间的要求p 满足可拌和时间的乳化剂其满足可拌和时间的乳化剂其1h内聚力并不都能满足要求。内聚力并不都能满足要求。乳化沥乳化沥

8、青青集料集料水泥水泥11g100g2g在最佳用水量下拌和拌和试验配比拌和试验配比13江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 乳化剂对初凝的影响乳化剂对初凝的影响p 满足可拌和时间的乳化剂其满足可拌和时间的乳化剂其1h内聚力并不都能满足要求。内聚力并不都能满足要求。1h内聚力值内聚力值14江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 乳化剂对湿轮磨耗的影响乳化剂对湿轮磨耗的影响1011121314020040060080010001200磨耗值/g/乳化沥 青

9、用量/% A B C D101112131405001000150020002500磨耗值/g/乳化沥 青( %) A B C Dp 微表处混合料的微表处混合料的6d湿轮磨耗很难满足要求。湿轮磨耗很难满足要求。1h湿轮磨耗值湿轮磨耗值6d湿轮磨耗值湿轮磨耗值15江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 乳化剂对粘砂量的影响乳化剂对粘砂量的影响1011121314020040060080010001200负荷轮碾砂 量/g/乳化沥 青（ %） A B C Dp 部分乳化沥青的粘砂量不能满足要求。部分乳化沥青的粘砂量不能满足要求

10、。16江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 乳化剂对轮辙变形的影响乳化剂对轮辙变形的影响10111213140123456乳化沥 青（ %）变 形率/% A B C Dp 乳化沥青对微表处的轮辙变形试验的宽度变化率影响不大。乳化沥青对微表处的轮辙变形试验的宽度变化率影响不大。17江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处性能提升技术微表处性能提升技术18江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材

11、料国家重点实验室 微表处乳化剂的乳化效果微表处乳化剂的乳化效果p 乳化能力强乳化能力强0102030405060708090100Cumulative distribution Q3 / %00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.2Density distribution q3*0.100.100.5151050100500particle size / mp 微表处乳化剂亲水基和亲油基分别含有特殊的分子基团，微表处乳化剂亲水基和亲油基分别含有特殊的分子基团，使其具有更加合理的使其具有更加合理的HLB值，带有最佳的电荷数值，带有最佳的电荷数乳化效果乳化效果19江苏博特

12、新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 可工作时间的调控可工作时间的调控Primary emulsifierAdditiveAggregateAsphaltp 复配由于空间位阻的作用在集料表面形成一层可传递电复配由于空间位阻的作用在集料表面形成一层可传递电子的保护膜，延缓了乳化剂的破乳子的保护膜，延缓了乳化剂的破乳20江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 化学快凝的作用机理化学快凝的作用机理+- - - -石料与乳液开始拌合石料与乳液开始拌合+- - - -

13、电荷作用吸附于石料周围电荷作用吸附于石料周围+- - - -沥青石料聚集成一体沥青石料聚集成一体+ +- - - -电荷作用吸附于石料周围电荷作用吸附于石料周围+- - - -+水分增发水分增发慢凝慢凝快凝快凝p 乳化剂和集料的强电荷作用使得沥青与石料快速聚成一体乳化剂和集料的强电荷作用使得沥青与石料快速聚成一体21江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 快凝作用效果快凝作用效果p 通过接枝电荷强的基团改善了稀浆混合料的凝结速度，通过接枝电荷强的基团改善了稀浆混合料的凝结速度，满足满足1h开放交通开放交通C配方配方B配方配

14、方A配方配方22江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 湿轮磨耗性能的提升湿轮磨耗性能的提升p 乳化剂和集料中的钙离子产生很强的配位键，进而使乳化剂和集料中的钙离子产生很强的配位键，进而使集料表面覆盖一层沥青形成保护膜，起到防水性能。集料表面覆盖一层沥青形成保护膜，起到防水性能。aggregateAsphaltEmulsifier特殊的分子结构特殊的分子结构HHHHCaCO3CaCO3CaCO3O3CCaAggregateasphaltCoordination bond23江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性

15、能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 湿轮磨耗性能的提升湿轮磨耗性能的提升p 通过接枝特殊的基团，实现主乳化剂具备一定的抗水损害性。通过接枝特殊的基团，实现主乳化剂具备一定的抗水损害性。1h湿轮磨耗值湿轮磨耗值6d湿轮磨耗值湿轮磨耗值24江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 车轮粘砂性能的提升车轮粘砂性能的提升HHHHHHHHOOOOSiSiSiSiAggregateasphalthydrogen bondhydrogen bondp 车轮粘砂的性能的提升是主乳化剂中含氢量较少，因车轮粘砂的性能的

16、提升是主乳化剂中含氢量较少，因而很难与石料中的而很难与石料中的SiO2形成氢键。形成氢键。25江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 对混合料粘砂量的影响对混合料粘砂量的影响p 引入界面增强剂对混合料的粘砂量有副作用，综合湿轮磨引入界面增强剂对混合料的粘砂量有副作用，综合湿轮磨耗和粘砂量，界面增强剂应该控制耗和粘砂量，界面增强剂应该控制0.1-0.3%26江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 微表处乳化剂综合性能微表处乳化剂综合性能具有良好的抗水损害

17、性能，主要是在乳化剂侧链接枝具有具有良好的抗水损害性能，主要是在乳化剂侧链接枝具有增强粘结功效小分子基团增强粘结功效小分子基团乳化剂乳化剂A乳化剂乳化剂B指标指标拌和时间160 155120s30min内聚力1.2 1.41.2Nm60min内聚力2.5 2.82.0Nm1h 湿轮磨耗171215540g/ m26d湿轮磨耗477529800g/ m2车轮粘砂量421280450g/ m227江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 下一步研究方向下一步研究方向28江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 高性能土木工程材料国家重点实验室高性能土木工程材料国家重点实验室 下一步的