CN103804930A

CN103804930A - 一种改性乳化沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN103804930A
Application number: CN201210440123.8A
Authority: CN
Inventors: 陈保莲; 范思远; 张静; 陈闯; 宁爱民; 李志军; 程国香
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: CN103804930B

Abstract

本发明公开了一种改性乳化沥青及其制备方法，该改性乳化沥青按重量百分比计包括：沥青55%～65%，阳离子乳化剂0.3%～1.5%，阴离子乳化剂0.3%～1.5%，稳定剂0.05%～0.15%，增稠剂0.01%～0.05%，减水剂0.1%～0.5%，醇0.8%～3.5%，聚合物胶乳1%～4%，水 30%～35%。本发明改性乳化沥青与水泥混合性好、储存稳定性好、筛上剩余量少，同时具有抗冻性、无泌水、柔韧性和粘结性好等优点。本发明改性乳化沥青特别适合用于修筑高速铁路时，制备板式无砟轨道的灌注水泥沥青砂浆。

Description

一种改性乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性乳化沥青及其制备方法，特别是一种用于水泥沥青砂浆的改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

随着铁路建设水平以及对铁路运力要求的提高，对高速铁路及城市轻轨的需求不断增加，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，一般需要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。

CN101153118A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。CN101070433A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。CN101475747A和CN101475349A分别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和一种纵连板式无砟轨道水泥沥青砂浆，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，一般都是在拌制CA砂浆时加入减水剂和消泡剂，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破乳，一般在生产高铁乳化沥青时，表面活性剂的用量都会很大，这样在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联结而成的，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，甚至还容易使乳化沥青破乳。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。以往将聚合物胶乳添加到乳化沥青中制备胶乳改性乳化沥青时，时常会遇到储存稳定性不合格的问题，当制备的胶乳改性乳化沥青储存一段时间后，白色胶乳容易漂浮在乳化沥青表面，引起分层，影响使用。如CN101508848A中的对比实施例1和对比实施例2，虽然在乳化沥青中添加了SBS或CR胶乳，但乳化沥青的筛上剩余量较大，储存稳定性不合格。体现在砂浆上，虽然在拌制砂浆时添加了减水剂，但耐候性仍不合格。为了改善水泥沥青砂浆的柔韧性和耐候性，CN101508848A利用改性沥青、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、稳定剂制备成改性乳化沥青，虽然可以改善CA砂浆的耐候性和柔韧性，但改性沥青的乳化难度较大，对设备要求苛刻，需要的乳化剂量大，表面活性剂总用量达到了7.1%，在制备砂浆时添加的减水剂和消泡剂的量也很大，二者合计占砂浆总量的3.3%，成本大大提高，其中所用的芳烃油、三线油、四线油、石蜡油等相容剂会影响砂浆的固化时间，进而影响施工进度，另外该专利在拌制砂浆时还添加了表面活性剂，目的是为了使改性乳化沥青能够满足可拌合时间的要求，不仅给现场施工又增添了一道工序，操作麻烦，而且又进一步增加了成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种与水泥混合性好、储存稳定性好、筛上剩余量少、具有抗冻性、无泌水、柔韧性和粘结性好等优点的改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，制备板式无砟轨道的灌注水泥沥青砂浆。

本发明改性乳化沥青，以改性乳化沥青重量百分比计包括：

沥青 55%～65%，

阳离子乳化剂 0.3%～1.5%，

阴离子乳化剂 0.3%～1.5%，

稳定剂 0.05%～0.15%，

增稠剂 0.01%～0.05%，

减水剂 0.1%～0.5%，

醇 0.8%～3.5%，

聚合物胶乳 1%～4%，

水 30%～35%。

所用的阳离子乳化剂为季铵盐类乳化剂，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、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

所用的阴离子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中的一种或多种；所述的烷基硫酸钠的化学式为C_nH_(2n+1)-OSO₃Na，其中n=12、14或18。所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）化学式为：RO(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na，其中R为C₁₂～C₁₅的烷基，n=2或3。

所用的稳定剂为无机盐，包括氯化钙、氯化镁、氯化钡和氯化铵等中的一种或多种。

所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种。

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

所用的醇为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种，优选为叔丁醇。

所用的聚合物胶乳可以是聚丁二烯胶乳、丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、氯丁胶乳、乙丙胶乳、异戊胶乳、丁腈胶乳和丙烯酸胶乳中的一种或几种，其中胶乳的浓度为40wt%～60wt%。

本发明改性乳化沥青中，优选加入两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂，以改性乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%，非离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%。

所用的两性离子乳化剂为氨基羧酸及氨基羧酸盐中的一种或多种，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-亚氨二丙酸二钠和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，脂肪醇聚氧乙烯醚的化学式为R-O-(CH₂CH₂O)_nH，其中，R为饱和的或不饱和的C₁₂~C₁₈的烃基，可以是直链烃基，也可以是带支链的烃基，n=15~20；烷基酚聚氧乙烯醚可以是壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)、辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)中的一种或两种。

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

本发明改性乳化沥青还可以含有消泡剂，以改性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和聚氧丙烯甘油醚等中的一种或多种。

本发明一种改性乳化沥青的制备方法，包括如下内容：将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；将减水剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂加入到减水剂和醇的混合物中，制成糊状物，得到物料II；把阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和稳定剂共同溶于水，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；以称量好的聚合物胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III和物料IV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，用换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到改性乳化沥青。

本发明方法中，优选在物料II中加入消泡剂，以改性乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.05%～0.1%，消泡剂需在增稠剂之前加入。

本发明方法中，优选在物料III加入两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂，以改性乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%，非离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%。

本发明改性乳化沥青具有如下优点：

1、本发明改性乳化沥青，预先在常温下将减水剂、增稠剂、消泡剂溶于醇中，与阳离子和阴离子型乳化剂配合，共同参与乳化，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，并且增强了聚合物胶乳与乳化沥青组分的相容性，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。

2、本发明预先将减水剂、消泡剂、聚合物胶乳添加到乳化沥青中，当与水泥、细砂等拌合时，容易使它们在砂浆中分布均匀，与水泥、细砂等充分接触，减水和消泡效果明显，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，同时解决了在施工现场添加存在的计量不准和搅拌不均的问题。

3、本发明改性乳化沥青，由于减水剂的使用，减少了外加水量，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。

4、本发明改性乳化沥青，减水剂的加入降低了乳化剂用量，降低了生产改性乳化沥青的成本。同时大大降低了CA砂浆的泌水率，提高了CA砂浆的使用性能。

5、本发明改性乳化沥青制备方法，简化了现场操作步骤，提高生产效率。

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6470g，加热至115℃备用，得到物料I；在常温下，将木质素磺酸钙10g，甲基硅油（303-20）7g，异丙醇80g，混合均匀后，在搅拌状态下徐徐添加羧甲基纤维素1g，充分搅拌均匀制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵30g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠30g，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5g，共同溶于3247g水中，保持温度45℃，得到物料III；准确称取100 g浓度为60%的丁苯胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表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，得到物料I；在常温下，将萘磺酸甲醛缩合物40g，聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE30）5g，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5g，充分搅拌均匀制成糊状物，得到物料II；把阳离子型乳化剂十八烷基三甲基氯化铵125g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠55g，两性离子型乳化剂N-牛油基-β-亚氨二丙酸二钠69g，非离子型乳化剂辛基酚聚氧乙烯（20）醚50g，氯化铵15g，共同溶于3276g的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度65℃，得到物料III；准确称取200 g浓度为55%的氯丁胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表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5900g，加热至155℃，得到物料I；在常温下，将磺化三聚氰胺甲醛缩合物25 g，高碳醇脂肪酸酯（C18，浓度30wt%）9g，丙醇320g，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，得到物料II；取阳离子型乳化剂十二烷基三甲基溴化铵55g，阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠90 g，两性离子型乳化剂N-月桂基-β-氨基丙酸30g，非离子型乳化剂月桂醇聚氧乙烯（20）醚30g，氯化镁10g，共同溶于3278g的55℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度55℃，得到物料III；准确称取250 g浓度为50%的丁腈胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表2。

实施例4

取针入度为118（1/10mm）的直馏沥青5520g，加热至162℃，得到物料I；在常温下，将氨基磺酸钠48g，聚氧丙烯甘油醚10g，叔丁醇345g，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，得到物料II；取阳离子型乳化剂十八烷基二甲基苄基氯化铵90 g，阴离子型乳化剂脂肪（20）醇聚氧乙烯（4）醚硫酸钠125g，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7 g，共同溶于3334g水中，制备成皂液并保持温度为60℃，得到物料III；准确称取400 g浓度为40%的聚丁二烯胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表2。

实施例5

取针入度为77（1/10mm）的辽河原油直馏沥青5700g，加热至137℃，得到物料I；在常温下，将木质素磺酸钙30 g，甲基硅油（303-20）6g，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，得到物料II；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12 g，共同溶于3398g不低于50℃的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度50℃，得到物料III；准确称取310 g浓度为46%的乙丙胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到本发明改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表2。

比较例1

取针入度为108（1/10mm）的辽河原油直馏沥青6470g，加热至115℃备用，得到物料I；取异丙醇80g，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，得到物料II；把阳离子型乳化剂十六烷基三甲基氯化铵30g，阴离子型乳化剂脂肪（18）醇聚氧乙烯（3）醚硫酸钠30 g，两性离子型乳化剂N-椰油基-β-氨基丙酸钠10g，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3264g水中，保持温度45℃，得到物料III；准确称取100 g浓度为60%的丁苯胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III、物料IV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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表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，得到物料I；取乙醇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，得到物料II；把阳离子型乳化剂十八烷基三甲基氯化铵125g，阴离子型乳化剂脂肪（18）胺聚氧乙烯（4）硫酸钠55g，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3521g的水中，充分搅拌均匀，制备成皂液并保持温度65℃，得到物料III；然后将物料I、物料II、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，经换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到改性乳化沥青。具体配比见表1，改性乳化沥青性质见表2。

将上述实施例1～实施例5的改性乳化沥青按照一定的比例，直接与水泥、细砂、铝粉、膨胀剂、引气剂等构成的高铁专用砂浆干料一起搅拌均匀，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的改性乳化沥青与高铁专用砂浆干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。

表 1 改性乳化沥青配比。

原料用量	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1	比较例2
								基础沥青类型	直馏沥青	溶剂脱油沥青	氧化沥青	直馏沥青	直馏沥青	直馏沥青	溶剂脱油沥青
针入度，1/10mm	108	98	62	118	77	108	98
								沥青用量/g	6470	6000	5900	5520	5700	6470	6000
乳化剂用量/g
								阳离子	30	125	55	90	150	30	125
阴离子	30	55	90	125	150	30	55
								两性离子	10	69	30	50	-	10	69
非离子	10	50	30	69	-	10	50
								稳定剂用量/g	5	15	10	7	12	5	15
减水剂用量/g	10	40	25	48	30	-	-
								消泡剂用量/g	7	5	9	10	6	-	-
醇用量/g	80	160	320	345	240	80	160
								增稠剂用量/g	1	5	3	2	4	1	5
胶乳用量/g	100	200	250	400	310	100
								水用量/g	3247	3276	3278	3334	3398	3264	3521

表2 改性乳化沥青性质。

项目	实施例1	实施例2	实施例3	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	0.01	0.02	0.01	0.02	0.95	0.84	≤0.1	JTJ T0652
恩氏粘度	13.9	10	12.8	9.1	11.4	13.6	9.8	3～15	JTJ T0622
										储存稳定性/%
1天	0.1	0.3	0.5	0.7	0.2	3.7	1.5	≤1	JTJ T0655
										5天	1	2.7	2.4	1.3	2.1	7.4	8	≤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	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	无粗粒无结块	无粗粒无结块	有粗粒	有粗粒
水泥混合性	0.3	0.8	0.5	0.4	0.2	3.8	3.4	≤2.0	JTJT0657
										蒸发残留物性质
针入度，1/10mm	110	99	65	119	79	110	98	60～120	GB/T4509
										延度（25℃）/cm	＞150	＞150	110	＞150	＞150	＞150	＞150	≥100	GB/T4508
延度（5℃）/cm	80	78	99	110	102	79	45	≥20	GB/T4508
										溶解度/%	99.8	99.8	99.9	99.6	99.7	99.8	99.8	≥99	JTJ T0607
乳化沥青状态	细腻	细腻	细腻	细腻	细腻	表面漂浮白色胶乳	有结皮

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，由于减水剂和醇类的协同作用，使乳化沥青在-25℃下储存而不破乳，无粗粒无结块。由于添加了聚合物胶乳，使蒸发残留物的5℃延度得到明显改善。由于在添加胶乳的同时也加入了减水剂，使制备的胶乳改性乳化沥青细腻，未出现结皮和聚合物胶乳漂浮现象。

表3 水泥沥青砂浆性质。

项目	实施例1	实施例2	实施例3	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	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	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	23	18	19	21	20	29	27	16～26
									可工作时间/min	92	81	58	72	68	28	36	≥30
分离度/%	0.1	0.2	0.4	0.3	0.4	2.2	2.0	≤3
									含气量/%	10.2	9.5	9.9	11.2	9.2	14	12.7	8～12
泌水率/%	0	0	0	0	0	4	2	0
									膨胀率/%	1.8	1.9	1.6	1.7	2.0	0.7	0.9	1～3
抗压强度/MPa
									1天	0.19	0.25	0.26	0.24	0.22	0.09	0.10	≥0.1
7天	1.46	1.85	1.92	1.81	1.79	0.52	0.98	≥0.7
									28天	1.98	2.19	2.26	2.08	2.10	1.67	1.72	1.8～2.5
弹性模量/MPa	198	255	262	243	251	90	97	100～300
									抗冻性试验（28天）
质量损失率/%	2.3	2.8	1.2	2.6	0.8	4.2	4.9	≤5
									相对弹性模量/MPa	93	99	94	95	98	71	67	≥60

由表3可见，实施例1～5的乳化沥青和水泥、细砂、膨胀剂等干料拌合后，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，水泥沥青砂浆抗冻性也得到了改善。

Claims

1.一种改性乳化沥青，其特征在于：以重量百分比计包括以下组分：

沥青 55%～65%，

阳离子乳化剂 0.3%～1.5%，

阴离子乳化剂 0.3%～1.5%，

稳定剂 0.05%～0.15%，

增稠剂 0.01%～0.05%，

减水剂 0.1%～0.5%，

醇 0.8%～3.5%，

聚合物胶乳 1%～4%，

水 30%～35%。

2.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的沥青为直馏沥青、氧化沥青和溶剂脱油沥青中的一种或多种，其针入度为60～120 1/10mm。

3.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的阳离子乳化剂为季铵盐类，季铵盐类选自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、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的阴离子乳化剂为硫酸酯盐类，硫酸酯盐类选自烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；其中烷基硫酸钠的化学式为C_nH_(2n+1)-OSO₃Na，n=12、14或18；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的化学式为：RO(CH₂CH₂O)_n-SO₃Na，其中R为C₁₂～C₁₅的烷基，n=2或3。

5.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的稳定剂为氯化钙、氯化镁、氯化钡和氯化铵中的一种或多种。

6.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的增稠剂为羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素和羟丙基纤维素中的一种或多种。

7.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的减水剂是木质素磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、氨基磺酸盐中的一种或多种复配。

8.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的聚合物胶乳是聚丁二烯胶乳、丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、氯丁胶乳、乙丙胶乳、异戊胶乳、丁腈胶乳和丙烯酸胶乳中的一种或几种，其中胶乳的浓度为40wt%～60wt%。

9.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的醇为乙醇、丙醇、异丙醇和叔丁醇中的一种或多种。

10.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：改性乳化沥青加入两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂，以改性乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%，非离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%。

11.按照权利要求10所述的改性乳化沥青，其特征在于：所用的两性离子型乳化剂为氨基羧酸及氨基羧酸盐中的一种或多种，选自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-亚氨二丙酸二钠和N-月桂基-β-亚氨二丙酸二钠中的一种或多种。

12.按照权利要求10所述的改性乳化沥青，其特征在于：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的化学式为R-O-(CH₂CH₂O)_nH，其中，R为饱和的或不饱和的C₁₂~C₁₈的烃基，n=15~20；烷基酚聚氧乙烯醚是壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。

13.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：改性乳化沥青中含有消泡剂，以改性乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.05%～0.1%；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和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。

14.一种改性乳化沥青的制备方法，其特征在于包括如下内容：将沥青加热至110℃～165℃，得到物料I；将减水剂和醇混合均匀，然后在搅拌状态下把增稠剂加入到减水剂和醇的混合物中，制成糊状物，得到物料II；把阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和稳定剂共同溶于水，制备成皂液并保持温度为40℃～65℃，得到物料III；以称量好的聚合物胶乳作为物料IV；然后将物料I、物料II、物料III和物料IV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，用换热器将乳液温度降到60℃～70℃时出系统，得到改性乳化沥青。

15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于：在物料II中加入消泡剂，以改性乳化沥青的重量为基准，消泡剂的含量为0.05%～0.1%，消泡剂在增稠剂之前加入。

16.按照权利要求14所述的方法，其特征在于：在物料III加入两性离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂，以改性乳化沥青的重量为基准，两性离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%，非离子型乳化剂用量为0.1%~0.7%。