普通乳化沥青存在一些不足之处,如:温度敏感、易老化等。为了改善这些不足,需要对沥青进行改性。改性乳化沥青既可在常温下喷洒使用,用于粘结层、封层和透层,不仅能节省沥青的用量,还拥有很好的耐疲劳性、抗湿滑和低温抗裂性能;又可以和石料相拌合,用在稀浆封层、碎石封层和微表处等养护工艺,能够明显的改善路面的松散、开裂、车徹、老化等常见损害;还可以用于表面处处治、冷再生和尘土处理,改善道路状况。改性乳化沥青在各种等级路面建造、维修、养护中的应用能够快速提高修建速度、降低劳动强度、降低工程成本、较少污染、保护环境、节约能源。SBR作为沥青改性剂,国内外使用的主要是SBR胶乳和胶粉。浙江改性稀浆封层丁苯胶乳
改性乳化沥青可以改善沥青的抗疲劳特性,微表处混合料在反复荷载下,长期处于应力应变的交迭变化状态,致使材料强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数后,沥青材料就会出现应力疲劳破坏。应用一定量的SBR胶乳改性后,可以明显减少沥青材料在常应变情况下的动模量的衰减,可以明显提高在撤销外力后沥青材料的动模量的还原率。SBR胶乳还可以提高乳化沥青的粘度,一般情况下,SBR乳液的粘度高于乳化沥青的粘度,加入SBR胶乳可以提高乳化沥青的粘度。粘度提高后,有利于增加乳化沥青的喷洒厚度和乳化沥青在石料表面形成沥青膜的厚度,从而起到改善微表处混合料的耐久性的作用。江西SBR丁苯胶乳生产改性乳化沥青必须具有合适的粘度。
用于改性乳化沥青的丁苯胶乳通常为阳离子型,因石料表面多带有负电性,与阴离子胶乳表面电荷相同,会发生排斥现象,故阳离子下苯胶乳可与石料有较好的粘附。二者相互作用速度快,强度高,改善了沥青与石料结合的稳定程度。但阳离子丁苯胶乳生产困难,对设备要求高,我国在这方面起步较晚,发展缓慢。用于改性巧青的阳离子丁苯胶乳大多数都是从国外进口,价格昂贵,且运输成本高。目前,国外产品占据着国内市场,形成垄断趋势。因此, 开发性能优异的国产丁苯胶乳十分重要, 能够降低我国路面建设和养护的成本。
在建筑防水以及道路桥梁建设中,乳化沥青涂料取代热熔和溶剂型沥青用于防水已成为发展趋势。乳化沥青防水涂料是以乳化沥青作为主要成膜物质,再通过加入高分子材料进行改性而制得的一种水性涂料。乳化沥青是乳化沥青防水涂料的主要组成成分,其性能决定着涂料的性能和使用效果。目前,防水行业大多选用阴离子乳化沥青,由沥青、阴离子乳化剂、稳定剂等助剂和水制得,然后由乳化沥青、胶乳、粉末填料、水和各类功能助剂按照一定的加料顺序通过高速分散搅拌制备而成乳化沥青防水涂料,该涂料属于固液分散的非牛顿流体。SBR胶乳改性乳化沥青的热稳定性较高, 软化点比普通乳化沥青有所提高。
相容性在热力学上是指两种或多种物质按任意比例形成均相体系的能力。但实际能够完全互溶的两种或两种以上的物质极少,因此其在道路工程上只要聚合物改性剂微粒不产生分层、凝聚就可以认为相容性良好。改性剂与基质沥青的配伍性决定了与基质沥青的相容性。沥青组成不同,其胶体结构也就不同,基质沥青中油分和芳香分的含量愈高,那么聚合物由于相似相容原理就愈容易在沥青中溶胀和分散,相反,如果沥青质含量高,溶胀分散就会很困难。当改性剂的溶胀程度愈高时,改性剂的溶胀网络就越容易形成,就能有效地限制了基质沥青的流动。生产改性乳化沥青常用的改性方法是加入阳离子丁苯胶乳(SBR乳液)。湖南聚合物丁苯胶乳
采用SBS+SBR胶乳复配制成微表处用改性乳化沥青,弥补了单用SBS延度小和单用SBR弹性指标差的弊端。浙江改性稀浆封层丁苯胶乳
改性乳化沥青生产工艺主要有以下三种类型:1)先乳化后改性:即将热沥青与含乳化剂的皂液以一定的流量一起通过胶体磨生产普通乳化沥青,再加入胶乳改性剂,通过机械搅拌的作用使胶乳与乳化沥青分散均匀,制作改性乳化沥青。该方法的优点是对设备要求不高,操作简单,缺点是改性剂选择单一,只适合水性胶乳。2)边乳化边改性:将胶乳改性剂与乳化剂同时添加到皂液罐,然后与热沥青一起通过胶体磨生产改性乳化沥青的方法也是常用的一种工艺。其优点是生产工艺与普通乳化沥青一致,不用做设备改动;其缺点是改性剂的添加量受到限制,必须考虑改性剂的耐酸碱性。3)先改性后乳化:将改性沥青加热到一定温度,与皂液一起通过胶体磨生产改性乳化沥青,该方法通常需将改性沥青加热至160℃以上,增加能耗,且乳化沥青出料温度过高,需要改造设备装置冷却系统;其优点是乳化后的微粒均匀分布,储存稳定性较好。浙江改性稀浆封层丁苯胶乳