【學(xué)員問題】路橋防水涂料乳化瀝青與改性劑的確定？

【解答】乳化瀝青以瀝青為分散相，水為速續(xù)相，依靠乳化劑的電荷而形成穩(wěn)定的乳化液。根據(jù)乳化劑的類型，可分為陰離子、陽離子、非離子、粘土穩(wěn)定等四種乳化瀝青。陽離子乳化瀝青，其帶有陽離子電荷，骨料帶有陰離子電荷當(dāng)與骨料表面接觸時，由于異性相吸的作用，使瀝青微粒吸收在骨料的表面上，兩者在有水膜的情況下，仍可以吸附結(jié)合，因而在陰濕或低溫季節(jié)（5℃以上）陽離子瀝青乳液仍可以施工，而不影響質(zhì)量。由于陽離子乳化瀝青可以增強與骨料表面粘附力，提高路面的早期強度和抗?jié)B能力。因而我們選擇了陽離子乳化瀝青。

瀝青改性劑通常規(guī)有SBS、APP（APAO）和橡膠類通過大量的實驗室試驗我們發(fā)現(xiàn)SBS、APP（APAO）雖然具有優(yōu)越的改性性能如SBS能使瀝青低溫柔性達(dá)到-25℃以上，APP能使瀝青耐高溫性能達(dá)到150℃以上。但SBS、APP（APAO）難以制備膠乳，乳化效果較差，故不適合作為乳化瀝青的改性劑。

橡膠材料是一種有機高分子彈性化合物，它在很廣的溫度范圍（-50℃~150℃）內(nèi)具有極為優(yōu)越的彈性，同時橡膠材料不具有良好的抗裂性，耐久性和不透水的特點。

橡膠膠乳材料是高聚物粒子分散在水介質(zhì)中所形成的具有一定穩(wěn)定性的膠體分散體系，它在干燥未硫化的狀態(tài)下具有較大的伸長率，并在除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。

橡膠膠乳改性乳化瀝青在高溫時有良好的穩(wěn)定性，在低溫下仍有一定的柔性，其針入度降低，軟化點上升，脆點下降，韌性和粘附性提高。

橡膠膠乳按其來源可分為天然膠乳、合成膠乳、人造膠乳以及再生膠乳四大類，但可用于改性乳化瀝青的膠乳并不多，通過大量的實驗室試驗，綜合其性能價格比及資源來源，我們選擇了氯丁橡膠膠乳與丁苯橡膠膠乳。

現(xiàn)將氯丁膠乳與丁苯橡膠膠乳分別介紹如下：

氯丁膠乳是由氯丁二烯乳液聚合而制得，它是最早生產(chǎn)的一種合成膠乳。氯丁膠乳按用途可分為通用型和特種型兩大類，共有30多個品種。氯丁膠具有極好的綜合性能，主要表現(xiàn)在，具有較強的粘合能力、較好的成膜性、較高的強度、同時還有良好的耐油、耐燃、耐溶劑、耐熱及耐老化等性能。因此，氯丁膠乳已成為合成膠乳中最常用的品種之一。氯丁膠乳的最大弱點是耐寒性能低（-40℃）和儲存穩(wěn)定性差（半年），在儲存期間，它不僅膠體性能發(fā)生變化，而且硫化膠膜性能也有所降低，但若在氯丁膠乳中加入增塑劑或聚合時加少量的第二單體，可以增加它的耐寒性能。

氯丁膠乳具有較好的綜合性能和易于成膜以及和瀝青混溶性好和耐老化性能優(yōu)等特點。氯丁膠乳與乳化瀝青摻配并用能明顯改善乳化瀝青的粘附性和熱穩(wěn)定性及耐老化性、耐化學(xué)腐蝕等性能。一般可將陽離子氯丁膠乳和適量穩(wěn)定劑直接摻入陽離子乳化瀝青中，經(jīng)過充分的攪拌或二次乳化制成陽離子氯丁橡膠乳改性乳化瀝青產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的耐老化性能和抗?jié)B性以及較好的熱穩(wěn)定性和粘附性。同時抗低溫抗裂性能也有所改善。該產(chǎn)品可用于高等級公路和重交通路面及路橋的防水材料以及橋隧和地下工程的防水材料，也可用于特殊結(jié)構(gòu)變形縫的填充材料。這種材料尤其適用于高等級公路和重交通道路路面的日常維修養(yǎng)護(hù)，故我們首先采用氯丁膠乳改性方案。

丁苯膠乳是以丁二烯和苯乙烯二種單體，分散在含有皂類乳化劑的水溶液中，并加入引發(fā)劑，在40~60℃下乳液聚合而成。丁苯膠乳是綜合性能較好的通用型合成膠乳，它的薄膜物理機械性能雖比天然膠乳要低得多，但由于它具有良好的耐老化性、耐熱性和耐腐蝕性以及較高的稀釋穩(wěn)定性，而且它的品種多（約400多種）、價格低，因此，它廣泛用于道路及土木建筑工程中的材料改性。

丁苯膠乳與乳化瀝青摻配并用所制備的丁苯橡膠膠乳改性瀝青具有良好的熱穩(wěn)定性和耐久性。在乳化瀝青材料中摻入2%~4%的丁苯橡膠膠乳，能使乳化瀝青的軟化點提高，低溫延度增加，脆性降低，由于丁苯膠乳與乳化瀝青與其他膠乳相比有良好的稀釋穩(wěn)定性，加之品種多、價格低，因而人們多選用丁苯膠乳作為乳化瀝青的改性摻加料，以便提高乳化瀝青的熱穩(wěn)定性和耐久性。從改性乳化瀝青的性能檢測和貫入式灑布以及稀漿封層應(yīng)用結(jié)果證明，改性乳化瀝青的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性、粘結(jié)性、抗老化性均優(yōu)于未改性乳化瀝青，但綜合性能低于氯丁膠改性乳化瀝青，因此在客戶要求價格較低時可采用。