[发明专利]一种改性乳化沥青及其制备方法

说明书

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：