乳化沥青课件概要.ppt
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1、乳化沥青技术第一章第一章 乳化沥青简介乳化沥青简介1 1什么是乳化沥青什么是乳化沥青 沥青固态常温液态 乳化沥青颗粒乳化沥青常温下是液态的沥青分散在水相中乳化沥青是沥青在乳化剂和一定的条件下,经机械剪切作用而形成的水包油分散体系。乳化沥青的组成乳化沥青基质沥青乳化剂、助剂水 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 表面处治沥青再生其他雾状封层砂封层稀浆封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
2、层填坑 裂缝填补粘层 贯入式防尘剂乳化沥青的应用乳化沥青的优点乳化沥青的优点 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,改善施工条件应当认识到应当认识到 :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第二章第二章 沥青的乳化原理、工艺沥青的乳化原理、工艺和设备和设备一、什么是乳化一、什么是乳化 一种物质以
3、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第一节 沥青的乳化原理沥青的乳化原理水油水油(a)(b)二、沥青的乳化原理二、沥青的乳化原理 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 三、乳化沥青的性质三、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
4、出沥青;5、乳化沥青是一种水包油状的乳液 第二节第二节 沥青的乳化工艺沥青的乳化工艺一、工艺原理一、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 基质沥青技术指标及组成基质沥青技术指标及组成2、水 Mg2+Ca2+阳离子乳化剂有利,使乳液稳定 阴离子乳化
5、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-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 根据乳化沥青的离子类型,选择符合水质要根据乳化沥青的离子类型,选择符合水质要求的水源求的水源3、乳化剂乳化剂 占比例小 但影响大 4、温度 沥青 一般110150 水 一般5070 T沥青+T水2005、添加剂 6、乳化设备 乳液质量 工作效率 7、操作人员 设备正常、高效工作二、沥青乳化剂的分类二、沥青乳化剂的分类1 1、按离子类型 阴离子型乳化剂 离子型乳化剂 阳离子型乳化剂 两性离子型乳化剂 非离子型
6、乳化剂-+/-沥青-乳化剂与沥青微粒的结合形式沥青+阴离子乳化剂阳离子乳化剂2、按亲水基的种类 (在离子型分类的基础上再分)阴离子乳化剂 R-COONa 羧酸盐 RSO3Na 磺酸盐 ROSO3Na 硫酸脂盐 ROPO3Na 磷酸脂盐 阳离子型乳化剂 R-NHCH2CH2CH2NH2 烷基胺 R-NH2HCl 伯胺盐 R-NH2(CH3)Cl 仲胺盐 R-NH(CH3)2Cl 叔胺盐 R-N(CH3)4Cl 季胺盐 (注:R为碳氢链 以下同)两性离子型乳化剂 R-NHCH2CH2COOH 氨基酸型 R-N(CH3)2CH2COOH 甜菜碱型 非离子型乳化剂 R-O-(CH2CH2O)n-H 聚
7、氧乙烯型 R-COOC(CH2OH)3 多元醇型3、按施工时的破乳速度分 慢裂型 中裂型 快裂型 慢裂快凝型 乳化剂对破乳速度的影响乳化剂对破乳速度的影响 影响破乳速度的因素很多,最主要的是乳化剂 一般认为乳化剂的分子结构和离子性影响了破乳速度 阴离子乳化剂多数为慢裂乳化剂 阳离子乳化沥青的破乳速度趋于加快 乳化剂用量大,破乳速度就慢,乳化剂的用量小,则破乳速度加快,1、乳化剂可以使沥青的性能提高、不变、降低、或大幅降低,一般情况下会使沥青的性能降低 2、不同种类的乳化剂对沥青的性能影响不同 3 同一种乳化剂,用量不同,对沥青的性能影响不同,一般用量越大,影响越大;4、质优纯净的乳化剂对沥青的
8、影响不大,质劣不纯的乳化剂会使沥青的性能明显下降;5、添加剂、乳化工艺都会对沥青的性能产生影响;沥青加热1305水加热605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3三三 沥沥青青乳乳化化的的一一般般工工艺艺乳化沥青生产形象示意图加热沥青乳化剂,添加剂水沥青加热1305水加热605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沥沥青青乳乳化化的的工工艺艺步步骤骤沥青配置沥青配置沥青加热1305水加热605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3三三 沥沥青青乳乳化化的的一一般般工工艺艺步步骤骤乳化剂水乳化剂水溶液配置溶液配置沥青加热1305水加热605乳
9、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3三三 沥沥青青乳乳化化的的一一般般工工艺艺步步骤骤沥青乳化沥青乳化沥青加热1305水加热605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 沥沥青青乳乳化化的的一一般般工工艺艺步步骤骤乳液储存乳液储存沥青加热1305水加热605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3三三 沥沥青青乳乳化化的的一一般般工工艺艺步步骤骤沥青配置沥青配置乳化剂水乳化剂水溶液配置溶液配置沥青乳化沥青乳化乳液储存乳液储存(一)(一)、沥青配置、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1305之间 (2)保证把沥青
10、连续不断地供给乳化机使用2、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)(二)、乳化剂水溶液的配置、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605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2、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
11、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 (三)(三)、沥青乳化、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泵泵计量计量乳化机乳液半自动连续式 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
12、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 全自动连续式 2、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%(2)生产前,必须对乳化机和沥青泵预热 70左右 (3)乳化机间隙的调整 间隙小 乳液细 质量好 产量低 大 粗 差 高 一般0.10.8mm (4)开关机顺序 开机:乳化机 水溶液泵 沥青泵 关机:沥青泵 水溶液泵 乳化机(四)(四)、乳液的储存、乳液的储存 1、要求:(1)有足够的容量,以保证生产的需要 (2)对乳化沥青进行一定的保护 (3)方便输出 2、型式及特点 池 立式 地面 罐 卧式 架空 3、注
13、意 (1)要有搅拌装置 定期 搅拌 延缓 破乳 分层 叶片 循环泵 (2)要密闭 减少水分蒸发、延缓分层速度 防止雨水、杂物等落入 (3)储存时间一般不超过5天 时间长 要勤搅拌 定期检验 防止乳液大量破乳 (4)输出泵 用完要及时清洗 以防乳化沥青在泵中破乳,堵塞泵体乳化沥青的性能要求乳化沥青的性能要求-乳化沥青施工可操作性乳化沥青施工可操作性-乳化沥青质量的稳定性乳化沥青质量的稳定性项目单位指标要求筛余物(1.18mm)0.1颗粒电荷/实测粒径m平均粒径7;模数粒径5贮存稳定性(1天,25)(5天,25)1.05.0低温贮存稳定性(-5)无粗颗粒或块状物蒸发残留物残留物含量60软化点42针
14、入度(25,100g)0.1mm40120延度(25)cm100延度(5)*cm20溶解度(三氯乙烯)99专用乳化沥青的常规性能检测专用乳化沥青的常规性能检测筛余物试验:筛余物试验:1.18mm筛,乳化沥青筛,乳化沥青5005gPr=100(m2-m1)m式中:式中:Pr筛上残留物含量,筛上残留物含量,%m乳化沥青试验质量,乳化沥青试验质量,gm1滤筛及金属盘质量,滤筛及金属盘质量,gm2滤筛、金属盘与筛上滤筛、金属盘与筛上残留物合计质量,残留物合计质量,g残留物含量试验:残留物含量试验:-方法概要方法概要 将乳化沥青倒入敞口容器中,加热将水分将乳化沥青倒入敞口容器中,加热将水分完全蒸干(加热
15、温度不大完全蒸干(加热温度不大1631633 3),计),计算残留沥青的百分含量,结果取整数即可。算残留沥青的百分含量,结果取整数即可。-操作要点操作要点当感觉搅拌阻力比较大时,表明乳化沥青当感觉搅拌阻力比较大时,表明乳化沥青中水分已经比较少了,此后应严格控制加中水分已经比较少了,此后应严格控制加热温度在热温度在 16316333以下,以免沥青老化或以下,以免沥青老化或改性剂分解;等到水分完全蒸干,再在改性剂分解;等到水分完全蒸干,再在16316333加热加热1min.1min.水分较少时应缓慢搅拌,以免带入气泡干水分较少时应缓慢搅拌,以免带入气泡干扰对水分是否完全蒸干的判断(加热搅拌扰对水分
16、是否完全蒸干的判断(加热搅拌过程中表面不再有气泡冒出时,则表明水过程中表面不再有气泡冒出时,则表明水完全分蒸发)。完全分蒸发)。-试验概要试验概要将乳化沥青注入规定的储存管中静置将乳化沥青注入规定的储存管中静置1 1天天或或5 5天后(按要求),天后(按要求),从储存管的顶部和从储存管的顶部和底部分别取样,底部分别取样,测定其残留物百分含量测定其残留物百分含量(见残留物测定方法),用其差值表示乳(见残留物测定方法),用其差值表示乳化沥青的储存稳定性化沥青的储存稳定性,差值越小稳定性越好。差值越小稳定性越好。储存稳定性试验储存稳定性试验-操作要点操作要点向储存管中倒入乳化沥青时,储存管向储存管中
17、倒入乳化沥青时,储存管要稍微倾斜一些,使乳化沥青顺着储要稍微倾斜一些,使乳化沥青顺着储存管壁流下,以防产生气泡影响储存存管壁流下,以防产生气泡影响储存结果。结果。储存管底部的乳化沥青在倒出前一定储存管底部的乳化沥青在倒出前一定要摇匀。要摇匀。装样时不要带入气泡。装样时不要带入气泡。倒样时不要喷溅得到处都是。倒样时不要喷溅得到处都是。第三节第三节 沥青乳化设备沥青乳化设备一、沥青乳化设备的分类一、沥青乳化设备的分类 1、按生产流程 分批作业 连续作业 交替连续式 分批连续式 管道掺配式2、按设备配置 (1)移动式 生产能力较小 移动方便 适用于工程量小,工程地点分散且距离较远的工程 (2)可搬移
18、式 生产地点可搬移,生产能力较大,但对设备的组合性能要求高,成本高 (3)固定式 固定在地面上 形成一个固定的有一定范围的生产车间,布局宽敞,使用沥青方便。生产能力大,效率高。二、沥青乳化设备的主要结构二、沥青乳化设备的主要结构 沥青配置系统 乳化剂水溶液掺配系统 沥青乳化系统 计量装置和电气系统 沥青乳液储存系统组成(一一)、沥青配置系统、沥青配置系统 罐体保温材料温度计输出供给乳化机排污孔导热油锅炉沥青输入电机叶片组成:罐体 加热器 温控器 搅拌器 输送管道 控制阀罐体保温材料放水口导热油水液位仪导热油温度计液位计温度计电机乳化机泵(二二)、乳化剂水溶液掺配系统、乳化剂水溶液掺配系统乳化剂
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