CN103059581B - 一种抗冻性乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗冻性乳化沥青及其制备方法。该乳化沥青的配方包括沥青、阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、醇、水。本发明预先在常温下将减水剂、增稠剂溶于醇中，制备成糊状物，在糊状物中还可以添加消泡剂，然后使这种糊状物以一个整体的形式参与乳化，并与阳离子和阴离子乳化剂搭配使用，不但可以减少乳化剂用量，降低乳化剂成本，而且对乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、水泥混合性、抗冻性指标有明显地改善。

Description

一种抗冻性乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗冻性乳化沥青及其制备方法，特别是一种水泥沥青砂浆专用抗冻性乳化沥青及其制备方法。本发明的乳化沥青用于修筑高速铁路时板式无砟轨道灌注水泥沥青砂浆（简称CA砂浆）。

背景技术

随着铁路建设水平以及对铁路运力要求的提高，需要修筑高速铁路及城市轻轨，为提高列车高速运行时的平稳性和减轻列车运行时因震荡产生的噪音，采用板式无砟轨道技术。板式无砟轨道技术是将两条轨道铺设在钢筋水泥混凝土板上（称轨道板），在轨道板的下面需要铺设3-5cm厚的减震层，该减震层是由乳化沥青、水泥、细砂及其它矿物材料构成，形成水泥沥青砂浆（Cement Asphalt砂浆，简称CA砂浆）。该项技术在日本和德国较为成熟。在CA砂浆中，乳化沥青是关键性材料，利用它的柔性吸收一定的震动能量，减轻列车行进时因震荡产生的噪音，并能提高列车运行的平稳性及舒适性。乳化沥青的性能直接影响水泥沥青砂浆的工作性能和耐久性能。要求乳化沥青不仅要具有良好的稳定性，还要与水泥、细砂等干料有很好的相容性，不能影响水泥的水化反应速度，为保证砂浆能够很好地灌注，要求配制的砂浆还要在较长时间内具有一定的流动性。此外，为了保证灌注的砂浆固化后质地均匀，乳化沥青与水泥、细砂等干料拌合时不能产生明显的大气泡。为保证水泥沥青砂浆在灌注后的固化过程中有足够的水供水泥发生水化反应，需要另外添加水，但加水量过多或乳化剂配方不合适时会发生泌水现象。

CN 200710149995.8公开了一种乳化沥青，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组成，其中表面活性剂采用离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物。CN 200710078480.3公开了一种乳化沥青及其制备方法，它由沥青、表面活性剂、助剂和水组成，表面活性剂是采用阳离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂复配对沥青进行乳化得到乳化沥青。CN 200910076818.0公开了一种纵连板式无砟轨道水泥沥青砂浆专用乳化沥青，采用的是阴离子乳化剂、稳定剂、助剂等对沥青进行乳化。上述方法制备的乳化沥青，为了避免CA砂浆灌注后发生泌水的现象，一般在拌制CA砂浆时加入减水剂，为了避免在生产和装车时就产生大量泡沫，一般在拌制CA砂浆时加入消泡剂，比如 CN 200910076819.5。制备砂浆过程是在一种拌合车内进行的，属于间歇式操作，由于消泡剂和减水剂的用量很少，计量很难控制准确，而且即使快速搅拌，二者在砂浆中的分布也很难均匀，一旦计量有误或分布不均就会对砂浆性质有影响，主要表现为消泡不彻底，灌注砂浆时，会在轨道板四个角的下方堆积较多的气泡，成型后引起角部的强度不足。此外，为了使高铁乳化沥青与大量的水泥、细砂混合后能够在高速搅拌时不至于破乳，并具有一定的抗机械破坏的强度，一般在生产高铁乳化沥青时，表面活性剂的用量都会很大，那么，在高铁乳化沥青的生产和装车时就容易产生大量泡沫，占据产品罐的很大空间，如果操作不当，乳化沥青泡沫容易从罐口冒出，给生产及运输带来不便。此外，如果乳化沥青的泡沫过多，当泡沫消失后会形成一层厚厚的皮，这种皮是由泡沫上的沥青成分在泡沫消失后连结而成的，即使搅拌也无法再使其乳化，所以会影响乳化沥青性质，尤其影响筛上剩余量指标，甚至还容易引发乳化沥青的破乳。此外，在施工现场添加消泡剂和减水剂，操作步骤繁琐，影响施工进度，也给拌合车的结构设计增添麻烦。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗冻性好、水泥混合性好、储存稳定性好、筛上剩余量少、节省现场操作时间、提高生产效率的抗冻性乳化沥青及其制备方法。该乳化沥青特别适合用于修筑高速铁路时板式无砟轨道灌注水泥沥青砂浆。

本发明的抗冻性乳化沥青，其配方包括：沥青、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、醇、水；以乳化沥青的重量为基准：

沥青                   55.0%～68.0%，

阴离子乳化剂           0.5%～2.0%，

阳离子乳化剂           0.5%～2.0%，

稳定剂                 0.05%～0.25%，

增稠剂                 0.01%～0.05%，

减水剂                 0.1%～0.7%，

醇                     0.8%～4.0%，

水                     30.0%～36.0%；

所用的减水剂可以是木质素磺酸盐类、萘磺酸甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、氨基磺酸盐类中的一种或多种。

所用的醇类为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种，优选为叔丁醇。

所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类，优选为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种。所述的烷基硫酸钠的烷基碳数为12~18。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。

所用的阳离子型乳化剂包括烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种。其中的季铵盐类可以是十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种。

所述的稳定剂为无机盐，包括氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵等中的一种或多种。

本发明的乳化沥青中，优选加入两性离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型表面活性剂用量为0.1%~0.7%，非离子型表面活性剂用量均为0.1%~0.7%。

所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种，可以是N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚可以是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。

所用的沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～120（1/10mm）。

本发明的乳化沥青还可以含有消泡剂，以乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.01%～0.05%。所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚等中的一种或多种。

本发明乳化沥青的制备方法是：先将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；在常温下，将减水剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂徐徐添加到减水剂和醇的混合物中，搅拌均匀，制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明乳化沥青。其中所述的经胶体磨研磨后的乳液未降到出系统温度时，可以采用换热的方式，比如冷却器进行降温，然后出系统。

本发明方法中，最好在物料II中加入消泡剂。以乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.01%～0.05%。消泡剂在增稠剂加入之前加入到体系中。

本发明抗冻性乳化沥青的制备方法中，物料III优选的制备过程如下：把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制备成皂液，并保持在40℃～65℃，得到物料III。

本发明的乳化沥青具有如下优点：

1、本发明的抗冻性乳化沥青，预先在常温下将减水剂、增稠剂、优选加入消泡剂溶于醇中，制备成糊状物。使这种糊状物以一个整体的形式参与乳化，与阳离子和阴离子型乳化剂配合，其中的减水剂起到助乳化作用，提高了乳化效果，使乳化沥青颗粒变得细腻，对乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、尤其是对水泥混合性指标有明显地改善；其中的增稠剂起到增强薄膜强度的作用，使薄膜不易破裂，沥青颗粒不易结合，提高储存稳定性；其中的消泡剂使乳化沥青在生产及装车时不易产生较多的泡沫，避免因泡沫过多引起从罐口冒出的现象，同时也避免了高铁乳化沥青因泡沫过多而引起的结皮现象，有利于改善乳化沥青的筛上剩余量指标；其中的醇分子起到抗冻效果，使靠近沥青颗粒的水分子不易冻结。在四者的协同作用下，改善了乳化沥青长期储存性、筛上剩余量、水泥混合性指标，同时又具有抗冻性；

2、本发明预先将减水剂、增稠剂、消泡剂溶于醇中，制备成糊状物共同参与乳化，当与水泥、细砂等拌合时，容易使它们在砂浆中分布均匀，不仅可解决在施工现场时添加所引起的计量不准的问题，而且可节省施工现场添加消泡剂和减水剂时的搅拌步骤，提高生产效率；

3、本发明乳化沥青与水泥、细砂等干混料拌合时，减水剂很容易分散均匀，与水泥、细砂等充分接触，减水效果明显，避免了现场加入时的搅拌不均现象。在减少外加用水量的同时，有效地避免了CA砂浆灌注后发生泌水现象，改善了乳化沥青与水泥及细砂的和易性，改善了CA砂浆的流动性，使CA砂浆灌注饱满，成型后受力均匀；

4、本发明乳化沥青与水泥、细砂等干混料拌合时，预先均匀分散于乳化沥青中的消泡剂能够与各种组分充分接触，能够有效地消除大气泡，使CA砂浆成型后质地致密、均匀，避免了现场加入时因搅拌不均而产生大气泡现象；

5、本发明同时使用了减水剂和醇类，由于减水剂的使用，在保证水泥进行水化反应前提下，尽可能地减少了外加水，有利于提高CA砂浆的抗冻性；又在醇的协同作用下，进一步提高了CA砂浆的抗冻性，保证砂浆冬季不发生冻裂或冻融松散现象。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6750g，加热至115℃备用；取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧乙烯（20）醚10g，氯化钙5 g，共同溶于3033g不低于45℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度45℃备用；取甲基硅油（303-20）1g，木质素磺酸盐钙10 g，异丙醇80 g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧甲基纤维素1 g，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述热沥青、皂液、糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到抗冻性水泥沥青砂浆专用乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例2

取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用；取阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69 g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，氯化铵15 g，共同溶于3371g的 65℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度65℃备用；取聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE30）5g，萘磺酸甲醛缩合物40 g，乙醇60g，叔丁醇100g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧乙基纤维素5 g，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述热沥青、皂液、糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到抗冻性水泥沥青砂浆专用乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例3

取针入度为62（1/10mm）的齐鲁石化公司的科威特原油氧化沥青5550g，加热至155℃备用；取阳离子型乳化剂胺化木质素（RH-CO1）乳化剂195g，阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠125 g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-氨基丙酸40g，非离子型乳化剂月桂醇聚氧乙烯（20）醚40g，氯化镁25g，共同溶于3550g的55℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度55℃备用；取高碳醇脂肪酸酯（C18，浓度30wt%）3g，磺化三聚氰胺甲醛缩合物69 g，丙醇400g，充分混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羟乙基纤维素3 g，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述热沥青、皂液、糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到抗冻性水泥沥青砂浆专用乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例4

取针入度为118（1/10mm）的SBS改性沥青5800g，加热至162℃备用；取阳离子型乳化剂1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2（M-1）125 g，阴离子型乳化剂脂肪（20）醇聚氧乙烯（4）醚硫酸钠90g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠50g，非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯（20）醚69g，氯化钡10 g，共同溶于3507g水中，制备成皂液并保持温度为60℃备用；取聚氧丙烯甘油醚2g，氨基磺酸钠25 g，叔丁醇320g，充分混合均匀，然后在搅拌状态下徐徐添加羟丙基纤维素2 g，充分搅拌均匀形成糊状物备用。将上述热沥青、皂液、糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到抗冻性水泥沥青砂浆专用乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

实施例5

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6300g，加热至115℃备用；取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵150g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠150 g，氯化钙20 g，共同溶于3080g不低于45℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度45℃备用；取甲基硅油（303-20）4g，木质素磺酸盐钙52 g，异丙醇240 g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧甲基纤维素4 g，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述热沥青、皂液、糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到抗冻性水泥沥青砂浆专用乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

比较例1

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6750g，加热至115℃备用。取阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵50g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠50 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10 g，非离子型乳化剂油醇聚氧乙烯（20）醚10g，氯化钙5 g，共同溶于3044g不低于45℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液备用，并使温度保持不低于45℃。取异丙醇80 g，在搅拌状态下徐徐将1 g的羧甲基纤维素添加到异丙醇中，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述沥青、皂液和糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

比较例2

取针入度为98（1/10mm）的茂名石化公司的阿曼原油溶剂脱油沥青6000g，加热至125℃备用。取阳离子型乳化剂氢化牛脂基丙烯三胺90g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠195g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69 g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，氯化铵15 g，共同溶于3416g的 65℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液备用并保持温度为65℃。取乙醇60g，叔丁醇100g，在搅拌状态下徐徐将5 g的羧乙基纤维素添加到醇溶液中，充分搅拌均匀制成糊状物备用。然后将上述沥青、皂液和糊状物分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散及研磨后，成为水包油型乳液，再通过冷却器使乳液温度降低到60℃～70℃，从系统的出口放出，得到乳化沥青。具体配比见表1，乳化沥青性质见表2。

将上述实施例1～实施例5的乳化沥青直接按照一定的比例，与水泥、细砂、铝粉、膨胀剂、引气剂等组成的高铁专用砂浆干粉料一起搅拌均匀，制成水泥沥青砂浆，测得砂浆的性质见表3。将比较例1和比较例2的乳化沥青与高铁专用砂浆干粉料拌合时分别参照实施例1和实施例2添加相应数量的减水剂和消泡剂，搅拌均匀，制成水泥沥青砂浆，测得砂浆的性质见表3。

由表2可见，预先把减水剂和消泡剂作为乳化剂组分参与乳化沥青的制备，对于乳化沥青的筛上剩余量、储存稳定性、水泥混合性有明显地改善，尤其对改善水泥混合性更有意义，有利于砂浆的拌合、灌注及成型。同时，由于醇类的协同作用，使乳化沥青在-25℃下储存而不破乳，无粗粒无结块。

由表3可见，实施例1～实施例5的乳化沥青和高铁专用砂浆干粉料拌合后，可工作时间延长，有利于砂浆拌合、灌注及成型。有效地改善了泌水率，有利于保证水泥的水化反应。使含气量、流动度、分离度、抗压强度等指标符合高铁施工规范要求，抗冻性和耐候性得到了改善。

表 1  乳化沥青配比

项  目	实施例1	实施例2	实施例3
				基础沥青类型	直馏沥青	溶剂脱油沥青	氧化沥青
针入度，1/10mm	108	98	62
				沥青用量/g	6750	6000	5550
乳化剂用量/g
				-阳离子	50	90	195
-阴离子	50	195	125
				-两性离子	10	69	40
-非离子	10	50	40
				稳定剂用量/g	5	15	25
增稠剂用量/g	1	5	3
				醇用量/g	80	160	400
减水剂用量/g	10	40	69
				消泡剂用量/g	1	5	3
水用量/g	3033	3371	3550

表 1续

项  目	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2
					基础沥青类型	改性沥青	直馏沥青	直馏沥青	溶剂脱油沥青
针入度，1/10mm	118	108	108	98
					沥青用量/g	5800	6300	6750	6000
乳化剂用量/g
					-阳离子	125	150	50	90
-阴离子	90	150	50	195
					-两性离子	50	-	10	69
-非离子	69	-	10	50
					稳定剂用量/g	10	20	5	15
增稠剂用量/g	2	4	1	5
					醇用量/g	320	240	80	160
减水剂用量/g	25	52	-	-
					消泡剂用量/g	2	4	-	-
水用量/g	3507	3080	3044	3416

表2  乳化沥青性质

项目	实施例1	实施例2	实施例3	指标要求	检测方法
						筛上剩余量/%	0.01	0.01	0.02	≤0.1	JTJ T0652
恩氏粘度	13	10	9	3～15	JTJ T0622
						储存稳定性/%
1天	0.1	0.1	0.1	≤1	JTJ T0655
						5天	2	2	1.4	≤5	JTJ T0655
低温储存实验(-5℃)	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	JTJ T0656
						低温储存实验(-25℃)	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块	无粗粒、无结块
水泥混合性	0.3	0.2	0.2	≤2.0	JTJT0657
						蒸发残留物性质
针入度/0.1mm	109	98	63	60～120	GB/T4509
						延度（25℃）/cm	＞150	＞150	110	≥100	GB/T4508
延度（5℃）/cm	68	45	27	≥20	GB/T4508
						溶解度/%	99.8	99.8	99.9	≥99	JTJ T0607
乳化沥青状态	细腻	细腻	细腻

表2续

项目

实施例4

实施例5

比较例1

比较例2

指标要求

检测方法

筛上剩余量/%

0.01

0.02

0.95

0.84

≤0.1

JTJ T0652

恩氏粘度

11

13

13

9

3～15

JTJ T0622

储存稳定性/%

1天

0.1

0.2

1.7

1.5

≤1

JTJ T0655

5天

1.3

0.9

9

7

≤5

JTJ T0655

低温储存实验(-5℃)

无粗粒、无结块

无粗粒、无结块

无粗粒、无结块

无粗粒、无结块

无粗粒、无结块

JTJ T0656

低温储存实验(-25℃)

无粗粒无结块

无粗粒无结块

有粗粒

有粗粒

水泥混合性

0.14

0.12

3.8

3.4

≤2.0

JTJT0657

蒸发残留物性质

针入度/0.1mm

118

107

108

98

60～120

GB/T4509

延度（25℃）/cm

＞150

＞150

＞150

＞150

≥100

GB/T4508

延度（5℃）/cm

90

72

68

45

≥20

GB/T4508

溶解度/%

99.6

99.7

99.8

99.8

≥99

JTJ T0607

乳化沥青状态

细腻

细腻

有结皮

有结皮

表3  水泥沥青砂浆性质

项目	实施例1	实施例2	实施例3	CA砂浆指标要求
					砂浆状态	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水
流动度/s	22	20	18	16～26
					可工作时间/min	55	71	102	≥30
分离度/%	0.9	0.7	0.8	≤3
					含气量/%	11.2	8.5	8.9	8～12
泌水率/%	0	0	0	0
					膨胀率/%	1.8	1.9	1.6	1～3
抗压强度/MPa
					1天	0.19	0.25	0.26	≥0.1
7天	1.46	1.85	1.92	≥0.7
					28天	1.98	2.19	2.26	1.8～2.5
弹性模量/MPa	198	255	262	100～300
					抗冻性试验（28天）
质量损失率/%	2.1	1.8	2.2	≤5
					相对弹性模量/MPa	91	96	94	≥60

 表3续

项目	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2	CA砂浆指标要求
						砂浆状态	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	无大气泡，质地均匀饱满，不泌水	有大气泡，质地不均，泌水明显	有大气泡，质地不均，少量泌水
流动度/s	18	20	29	27	16～26
						可工作时间/min	91	78	28	36	≥30
分离度/%	0.6	0.6	2.2	2.0	≤3
						含气量/%	10.2	9.2	14	12.7	8～12
泌水率/%	0	0	4	2	0
						膨胀率/%	1.7	2.0	0.7	0.9	1～3
抗压强度/MPa
						1天	0.24	0.22	0.09	0.10	≥0.1
7天	1.81	1.79	0.52	0.98	≥0.7
						28天	2.08	2.10	1.67	1.72	1.8～2.5
弹性模量/MPa	243	251	90	97	100～300
						抗冻性试验（28天）
质量损失率/%	1.6	2.0	4.1	3.9	≤5
						相对弹性模量/MPa	92	91	71	67	≥60

Claims (13)

1.一种抗冻性乳化沥青，其配方包括：沥青、阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、增稠剂、稳定剂、减水剂、醇、水；以乳化沥青的重量为基准：

沥青                      55.0%～68.0%，

阴离子乳化剂           0.5%～2.0%，

阳离子乳化剂           0.5%～2.0%，

稳定剂                   0.05%～0.25%，

增稠剂                   0.01%～0.05%，

减水剂                   0.1%～0.7%，

醇                         0.8%～4.0%，

水                         30.0%～36.0%；

所用的减水剂是木质素磺酸盐类、萘磺酸甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、氨基磺酸盐类中的一种或多种；所用的醇类为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种；所用的阴离子型乳化剂为硫酸酯盐类中的一种或多种；所用的阳离子型乳化剂包括烷基胺类、酰胺类、咪唑啉类、胺化木质素类、季铵盐类乳化剂中的一种或几种；

所述的乳化沥青中含有消泡剂，以乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.01%～0.05%；所用的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚等中的一种或多种。

2.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所用的阴离子型乳化剂为烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中的一种或多种；所述的烷基硫酸钠的烷基碳数为12~18；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中，脂肪醇的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4；所述的脂肪胺聚氧乙烯硫酸钠中，脂肪胺的碳数为14~20，聚氧乙烯分子个数为1~4。

3.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于其中的季铵盐类是十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种；所述的稳定剂为氯化钙、氯化镁、氯化钡、氯化铵中的一种或多种。

5.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所用的沥青包括直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青、聚合物改性沥青中的一种或多种，其针入度为60～120 1/10mm。

6.按照权利要求1所述的乳化沥青，其特征在于所述的乳化沥青中加入两性离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂的加入量为0.1%~0.7%；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

7.按照权利要求6所述的乳化沥青，其特征在于所用的两性离子型乳化剂为N-椰油基-β-氨基丙酸钠、N-椰油基-β-氨基丙酸、N-月桂基-β-氨基丙酸、N-豆蔻基-β-氨基丙酸、N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠、N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

8.按照权利要求1或6所述的乳化沥青，其特征在于所述的乳化沥青中加入非离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为0.1%~0.7%；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。

9.按照权利要求8所述的乳化沥青，其特征在于所用的脂肪醇聚氧乙烯醚是月桂醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、棕榈醇聚氧乙烯醚、环己醇聚氧乙烯醚、萜烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25；烷基酚聚氧乙烯醚可以是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种，其中烷基酚聚氧乙烯醚中聚氧乙烯分子个数为15~25。

10.权利要求1~5任一所述的乳化沥青的制备方法，包括先将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；在常温下，将减水剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂徐徐添加到减水剂和醇的混合物中，搅拌均匀，制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、稳定剂共同溶于水中，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；然后将物料I、物料II和物料III分别输送到胶体磨中，经胶体磨均匀分散后，成为水包油型乳液，当乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到乳化沥青；该制备方法还包括在物料II中加入消泡剂。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，消泡剂在增稠剂加入前加入到体系中。

12.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，在物料III制备过程中加入两性离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂为0.1%~0.7%；所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及其盐中的一种或多种。

13.按照权利要求10或12所述的方法，其特征在于，在物料III制备过程中加入非离子型乳化剂，以乳化沥青的重量为基准，非离子型乳化剂的加入量为0.1%~0.7%；所用的非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。