乳化沥青与水泥相容性研究进展
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与水 泥相 容性 问题 的认识 ，做 好工程 应用关键 点
的质 量控 制 ， 同时也 有助 于研 发人 员开发适 应性
好 的高性 能乳化 剂 。
１ 乳化 沥青 稳定及破 乳 机理 的国 内外研 究进展
图 ２ 空间位阻稳定作用
沥青乳 液 的破 乳 机 理 是 一 个 较 为 复 杂 的 问 题 ，在 学术 界并没有 形成 统一 的意见 ， 目前 主要
２ ０ １ ５年 ２月
・
石 油 沥 青
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ａ Ｓ Ｐ Ｈ Ａ Ｌ Ｔ
第２ ９卷第 １期
乳化沥青 ・
乳化 沥青 与 水 泥相 容 性 研 究进 展
王石维 ，陈科 宇 ，刘振 清
（ １ ．中国矿业大学 （ 北京 ）化学与环境工程学院 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；２ ．公路养护技术 国家工程研究中心 ，北京 １ ０ ０ ０ ９ ５ ）
当前 ，关 于 乳 液 的稳 定 机 制 存 在 两 种 主 流理 论 ：（ １ ） 静 电稳定 理论 ，也称 Ｄ Ｌ Ｖ Ｏ理 论 ，
的机理 主要有 三 种 ： （ １ ） 矿 物 集 料 对 表 面 活性 剂 的 吸附 ；（ ２ ）乳液 连续 相 中水 分 的蒸发 ； （ ３ ）
收稿 日期 ：２ ｏ １ ４－ ０ ８一ｌ ９ 。 作者简介 ：王石维 ，硕士研究生 ，从 事沥青乳 液及乳 化与 改性技术研究。Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ：ｇ ｅ ｂ ｉ ｎ ａ ｎ ｈ ａ ｔ ２ ０ ０ ９ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｎ ｉ 。
成果 并不 多 ，国 内工 程界对 于 该问题 没有 引起重
图 １ 静 电稳定作用
视 ，相关 研究 成果更 是很 少 。因此 ，从乳 化沥青 的稳 定机 理及 破乳研 究 ，乳 化 沥青 与水 泥 相互作 用机 理及 其抑 制措施 的研究 两 个方 面 ，对 国 内外 的研 究进 展情 况进行 梳理 总结 ，以便 明确 问题 的 焦点 。这 将有 助于工 程技 术人 员加深 对乳 化沥青
早破 乳 的现象 ，甚 至造成 混合 料离 析 ，对 工程质 量带 来严 重影 响 。 目前 ，国 内外关 于乳化 沥青与
形成包 覆层 ，在胶体粒子相 互靠近时起到 “ 空
间位 阻 ” 障碍 的 作 用 ，保 护 胶 体 粒 子 ，如 图 ２
所示 。
水泥 相容 性 问题 的研 究不 系统 ，可借 鉴 与应用 的
接触成膜。在成膜的瞬间，沥青薄膜与集料表面 产生较大的挤压力 ，把集料表面的水份挤出，使
之 加速 挥 发 。 因此 ， 阳离 子 乳 化 沥 青 破 乳 、凝 结 、成 型的速 度快 。相对 的 ，阴离子乳 化沥青 破 乳则 是通 过 沥 青 本 身 与集 料 的 黏 附 性 而 裹 覆 集
即分散系中的胶体粒子 由于吸附带异性电荷的粒
子 而形成 双 电层 结 构 ，当胶 体粒 子 相 互靠 近 时 ， 由双 电层 引起 的静 电斥 力急剧 增大 ，并远 大于范 德华 引力 ，阻止其进 一 步靠近 ，形成 相对稳 定 的
石
油 Βιβλιοθήκη 沥 青 ２ ０ １ ５年第 ２ ９卷
由ｐ Ｈ 的增加 引起 的化学 破乳 。
后 的水 泥表 面带有相 异 电荷 ，体现 出明显 的相 互
宋哲玉 等人探讨 了阳离子乳化 沥青与 阴
离子 乳化 沥青 的不 同破乳机 理 。阳离子 乳化沥 青
破乳 是通 过乳 化剂分 子亲水 基 一胺基 与集料 表面 良好 的亲和 眭、吸附 性 ，形 成桥 梁 ，沥 青微珠 通 过乳 化剂 分子这 个桥 梁到达 集 料表 面 ， 并 与集 料
作用。Ｈ ｕ ¨ 等人采用激光粒度分 析仪 、平行板 流变仪等方法研究 了水泥／ 乳化沥青质量 比对不
同乳化 沥青 拌和物 的颗粒 大小及 其流 动性 的影 响 规 律 ，并 通过筛 滤 的方法研 究 了乳化 沥青 一 水 泥
拌 和物 颗粒对 水泥颗 粒 和乳 化沥 青颗 粒 的吸附规 律 的影 响 。研 究结果 表 明 ，水 泥颗粒 会对乳 化沥
稀浆 封层 等道 路工程 应用 中 ，常需要 添加 适量水 泥来 改 善 与 提 高 混 合 料 的 早 期 强 度 、高 温 稳 定 性 、水稳 定 性 等 综 合 性 能 。但 由 于 乳 化 沥 青 为 Ｏ ／ Ｗ 型乳 液 ，属 于热 力 学 不 稳 定 体 系 ，在水 泥 存在 的情 况下 ，拌 和过程 中容 易 出现乳化 沥青过
摘要 ：基 于乳化沥青与水泥 良好 相容性 的重要 应 用和工程 意义 ，结合 国内外的研 究现 状 ，详细介绍 了影响两者相容性 的两个重要 因素 ：乳化 沥青破乳 和乳化 沥青与 水泥相 互作 用，并针对如何改善乳化沥青与水泥相容性提 出了一些 思路和建议 。
关键词 ：水泥 乳化沥青 相容性 机理
乳化 沥青 由于低 的施 工温 度 、对 集料 良好 的 黏 附力 、较低 的成本 和节 能环 保等优 势 ，在公路 建设 和 养护 、铁路建 设 、建筑 工程 领域 中得到 了
广泛 的应 用¨ Ｊ 。乳 化 沥青 在 冷 再 生 、微 表 处 、
体系 ，如 图 １所 示 。 （ ２ ）空 间位 阻 理 论 ，１ ９ ５ ４ 年 ，Ｈ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ 和Ｐ ｕ ｇ ｈ首 先 提 出在 非 离 子 型 表 面 活 性 剂稳 定 的胶 体 溶 液 中 的 “ 位 阻保护 ”概 念。 有 些 高分子 表 面 活性 剂 会在 胶 体 粒子 表 面 吸 附 ，
青颗粒产生吸附从而导致体系中颗粒粒径增大 ，
并 明显加速 沥青乳 液 的破 乳过 程 ，而且 与 阴离子 乳 化沥青 相 比 ，阳离 子乳化 沥青 与水 泥拌和物 的 颗 粒 的粒径增 长速度 更快 。
乳 化沥青 与水泥 有 良好 的相 容性 ，将有利 于 这 种 复合 胶凝 材料获 得 良好 的工 程性 能 ，特别 是
的质 量控 制 ， 同时也 有助 于研 发人 员开发适 应性
好 的高性 能乳化 剂 。
１ 乳化 沥青 稳定及破 乳 机理 的国 内外研 究进展
图 ２ 空间位阻稳定作用
沥青乳 液 的破 乳 机 理 是 一 个 较 为 复 杂 的 问 题 ，在 学术 界并没有 形成 统一 的意见 ， 目前 主要
２ ０ １ ５年 ２月
・
石 油 沥 青
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ａ Ｓ Ｐ Ｈ Ａ Ｌ Ｔ
第２ ９卷第 １期
乳化沥青 ・
乳化 沥青 与 水 泥相 容 性 研 究进 展
王石维 ，陈科 宇 ，刘振 清
（ １ ．中国矿业大学 （ 北京 ）化学与环境工程学院 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；２ ．公路养护技术 国家工程研究中心 ，北京 １ ０ ０ ０ ９ ５ ）
当前 ，关 于 乳 液 的稳 定 机 制 存 在 两 种 主 流理 论 ：（ １ ） 静 电稳定 理论 ，也称 Ｄ Ｌ Ｖ Ｏ理 论 ，
的机理 主要有 三 种 ： （ １ ） 矿 物 集 料 对 表 面 活性 剂 的 吸附 ；（ ２ ）乳液 连续 相 中水 分 的蒸发 ； （ ３ ）
收稿 日期 ：２ ｏ １ ４－ ０ ８一ｌ ９ 。 作者简介 ：王石维 ，硕士研究生 ，从 事沥青乳 液及乳 化与 改性技术研究。Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ：ｇ ｅ ｂ ｉ ｎ ａ ｎ ｈ ａ ｔ ２ ０ ０ ９ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｎ ｉ 。
成果 并不 多 ，国 内工 程界对 于 该问题 没有 引起重
图 １ 静 电稳定作用
视 ，相关 研究 成果更 是很 少 。因此 ，从乳 化沥青 的稳 定机 理及 破乳研 究 ，乳 化 沥青 与水 泥 相互作 用机 理及 其抑 制措施 的研究 两 个方 面 ，对 国 内外 的研 究进 展情 况进行 梳理 总结 ，以便 明确 问题 的 焦点 。这 将有 助于工 程技 术人 员加深 对乳 化沥青
早破 乳 的现象 ，甚 至造成 混合 料离 析 ，对 工程质 量带 来严 重影 响 。 目前 ，国 内外关 于乳化 沥青与
形成包 覆层 ，在胶体粒子相 互靠近时起到 “ 空
间位 阻 ” 障碍 的 作 用 ，保 护 胶 体 粒 子 ，如 图 ２
所示 。
水泥 相容 性 问题 的研 究不 系统 ，可借 鉴 与应用 的
接触成膜。在成膜的瞬间，沥青薄膜与集料表面 产生较大的挤压力 ，把集料表面的水份挤出，使
之 加速 挥 发 。 因此 ， 阳离 子 乳 化 沥 青 破 乳 、凝 结 、成 型的速 度快 。相对 的 ，阴离子乳 化沥青 破 乳则 是通 过 沥 青 本 身 与集 料 的 黏 附 性 而 裹 覆 集
即分散系中的胶体粒子 由于吸附带异性电荷的粒
子 而形成 双 电层 结 构 ，当胶 体粒 子 相 互靠 近 时 ， 由双 电层 引起 的静 电斥 力急剧 增大 ，并远 大于范 德华 引力 ，阻止其进 一 步靠近 ，形成 相对稳 定 的
石
油 Βιβλιοθήκη 沥 青 ２ ０ １ ５年第 ２ ９卷
由ｐ Ｈ 的增加 引起 的化学 破乳 。
后 的水 泥表 面带有相 异 电荷 ，体现 出明显 的相 互
宋哲玉 等人探讨 了阳离子乳化 沥青与 阴
离子 乳化 沥青 的不 同破乳机 理 。阳离子 乳化沥 青
破乳 是通 过乳 化剂分 子亲水 基 一胺基 与集料 表面 良好 的亲和 眭、吸附 性 ，形 成桥 梁 ，沥 青微珠 通 过乳 化剂 分子这 个桥 梁到达 集 料表 面 ， 并 与集 料
作用。Ｈ ｕ ¨ 等人采用激光粒度分 析仪 、平行板 流变仪等方法研究 了水泥／ 乳化沥青质量 比对不
同乳化 沥青 拌和物 的颗粒 大小及 其流 动性 的影 响 规 律 ，并 通过筛 滤 的方法研 究 了乳化 沥青 一 水 泥
拌 和物 颗粒对 水泥颗 粒 和乳 化沥 青颗 粒 的吸附规 律 的影 响 。研 究结果 表 明 ，水 泥颗粒 会对乳 化沥
稀浆 封层 等道 路工程 应用 中 ，常需要 添加 适量水 泥来 改 善 与 提 高 混 合 料 的 早 期 强 度 、高 温 稳 定 性 、水稳 定 性 等 综 合 性 能 。但 由 于 乳 化 沥 青 为 Ｏ ／ Ｗ 型乳 液 ，属 于热 力 学 不 稳 定 体 系 ，在水 泥 存在 的情 况下 ，拌 和过程 中容 易 出现乳化 沥青过
摘要 ：基 于乳化沥青与水泥 良好 相容性 的重要 应 用和工程 意义 ，结合 国内外的研 究现 状 ，详细介绍 了影响两者相容性 的两个重要 因素 ：乳化 沥青破乳 和乳化 沥青与 水泥相 互作 用，并针对如何改善乳化沥青与水泥相容性提 出了一些 思路和建议 。
关键词 ：水泥 乳化沥青 相容性 机理
乳化 沥青 由于低 的施 工温 度 、对 集料 良好 的 黏 附力 、较低 的成本 和节 能环 保等优 势 ，在公路 建设 和 养护 、铁路建 设 、建筑 工程 领域 中得到 了
广泛 的应 用¨ Ｊ 。乳 化 沥青 在 冷 再 生 、微 表 处 、
体系 ，如 图 １所 示 。 （ ２ ）空 间位 阻 理 论 ，１ ９ ５ ４ 年 ，Ｈ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ 和Ｐ ｕ ｇ ｈ首 先 提 出在 非 离 子 型 表 面 活 性 剂稳 定 的胶 体 溶 液 中 的 “ 位 阻保护 ”概 念。 有 些 高分子 表 面 活性 剂 会在 胶 体 粒子 表 面 吸 附 ，
青颗粒产生吸附从而导致体系中颗粒粒径增大 ，
并 明显加速 沥青乳 液 的破 乳过 程 ，而且 与 阴离子 乳 化沥青 相 比 ，阳离 子乳化 沥青 与水 泥拌和物 的 颗 粒 的粒径增 长速度 更快 。
乳 化沥青 与水泥 有 良好 的相 容性 ，将有利 于 这 种 复合 胶凝 材料获 得 良好 的工 程性 能 ，特别 是