乳化沥青破乳的原因

乳化沥青破乳的原因
聊城市汇通公路设备有限公司
乳化沥青是将沥青热融，经过机械作用，以细小的微粒状态分散于含有乳化剂的水溶液之中，形成水包油状的沥青乳液。

在筑养路工程中，乳化沥青可用于路面的维修、路面层间的粘结、桥面铺装、水泥稳定碎石基础上的透层油、稀浆封层防水层等。

它具有冷施工、安全、环保、节约资源、节省能源、延长施工季节，改善施工条件等优点。

它在市政等道路建设和养护中起到了非常重要的作用，尤其是近些年来，乳化沥青生产水平的提高，积极推动了乳化沥青的技术进步和推广应用。

然而，在乳化沥青生产和使用过程中往往会出现结皮、絮凝、油水分层、凝聚成团等不良现象，给施工带来不必要的麻烦。

下文从沥青乳化设备、乳化剂、基质沥青、PH值、温度、储存温度、机械作用、冻结及熔化、长期放置等九个方面，总结出影响乳化沥青稳定性的因素，现分析如下：
一、沥青乳化设备的影响
衡量乳化沥青质量的一项重要指标是沥青微粒的均细化程度。

均细化程度越高，乳化沥青的使用性能及贮存稳定性越好。

均细化程度的高低与生产乳化沥青所用的核心设备一乳化机有直接关系，它是乳化设备的心脏。

用乳化机破碎、分散沥青液相的过程是一个很复杂的力学作用过程，一般都是利用剪切、挤压、摩擦、冲击和膨胀扩散等作用完成沥青液相的粉碎分散，其性能的优劣对乳液的质量和稳定性有重要影响。

目前，应用于沥青乳化的设备主要有三类。

按照生产乳化沥青均细化程度由高到低的顺序依次为：胶体磨类乳化机、均化器类乳化机、搅拌式乳化机。

因而，在购置乳化设备时应选择均细化程度高的乳化机，保证乳化沥青的生产质量和稳定性。

随着稀浆封层和微表处的施工工艺普遍应用，稀浆封层和微表处用的乳化沥青要求浓度及稳定性。

此两项性能影响到了施工质量，所以建议在选用乳化沥青生产设备的时候，应尽量选用质量好持久耐用的才好。

聊城市汇通公路设备有限公司研发的沥青乳化设备是我公司经过对各种国产、进口的沥青乳化设备综合性能分析对比，集众家所长，结合我公司三十年来在沥青加热、储存及深加工设备研发制造领域积累的丰富经验，经不断改进和完善后推出的一款高品质、高性能全自动沥青乳化设备。

沥青乳化设备主要配置系统如下：
1、胶体磨（乳化机）是设备的最关键部位，主要是通过定子、转子之间由于高速运转所产生的剪切力而对物料起到研磨、分散作用。

2、沥青配置系统：应具备升温、控温、保温的功能，并具备一定的容量（能满足生产1-3小时）。

沥青配置系统一般由罐体、加热器、温控器、搅拌器、液位控制器等组成。

3、皂液掺配系统：由热水罐与皂液罐及相应管道组成。

皂液掺配系统中所有与皂液接触的部位：采用防腐蚀的材料和技术处理，以提高系统的使用寿命。

4、胶乳系统：胶乳由泵经流量计注入胶体磨内，其流量需借助于速度调节机构设定乳液泵的转速，以获得要求的乳化液/乳胶比。

胶乳罐不需要加热，需增加搅拌装置，罐体需采用防腐材料制作。

5、计量控制系统：是对沥青、水、乳化剂和添加剂按一定的比例供给，在连续运动过程中所产生的温度、压力、流量、配合比等因素的变化实行检测与控制，以实现稳定生产高质量的乳化沥青。

6、板式换热冷却循环系统:改性乳化沥青经过板式换热器，利用水循环冷却降温后进入成品储存罐，以增强储存稳定性。

同时换热后的热水可用于皂液的配置，节约能源。

7、电气系统：主要由各电机的控制系统、电源、各执行元件及电器显示系统组成。

以上阐述为本公司常规系统配置，恭请用户选购设备前详细斟酌和咨询，本公司将为客户虔诚技术服务。

沥青乳化设备的操作形式：手动/自动一体。

乳化沥青成品中的沥青固含量手动/自动变频可调：根据温度或流量控制沥青泵及皂液泵。

该设备可生产乳化沥青、乳化SBS改性沥青、SBR改性乳化沥青等。

生产出的乳化沥青产品质量完全满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中的相关技术要求；亦可扩展成改性沥青设备。

沥青乳化设备生产工艺流程：
沥青（含重交沥青与改性沥青）的乳化基本是：热熔状态的基质沥青与含有乳化剂的水溶液按设定比例相混合，经过乳化机的机械研磨作用，沥青以细小的微粒状态均匀分布于含有适量乳化剂的水溶液中，形成水包油状的乳液，这就是乳化沥青。

1、选定适宜型号的基质沥青（含重交沥青与改性沥青），经过脱水、加热、滤去杂物后泵入容量的沥青恒温罐中，保持适宜的温度（推荐为130℃—140℃）。

2、配制乳化剂溶液
将经过净化处理的水注入到水加温罐中加热到65℃—70℃，通过掺配泵注入到2000L 反应釜中；按适宜比例将选择的乳化剂加入（如需外加稳定剂等附加剂可一同加入）到乳化剂掺配罐中，加水搅拌，并用掺配泵循环碾轧搅拌，最后用掺配泵注入到反应釜中，加水调到适中比例，加热到适当的温度（推荐65℃—70℃），即配成标准的乳化剂溶液。

3、加热保温
打开管线保温用导热油阀门或接通电源，将凡是沥青经过的部件（沥青管线、沥青泵、阀门、过滤器等）加热至适当的温度。

4、生产
开启沥青输送泵、乳化剂溶液输送泵，将沥青、乳化剂水溶液同时输入胶体磨磨合，即成为乳化沥青。

该设备的油（沥青、乳化剂溶液及柴油）的比例控制是采集温度或流量分别控制两台水泵、沥青泵进行调整的，根据“产量、流量、比例”三组参数对两个输送电机调速，以达到所需要的标准。

5、稳压
一般沥青的乳化可以不调节乳化机的正常工作压力，但对于较难乳化的SBS改性沥青，应调整乳化机的工作压力，一般应保持在0.2—0.25Mpa之间，乳化剂效果最好。

沥青乳化设备性能简介：
1、配比控制精确，成品沥青固含量误差小；且可在10%-70%范围内随时调整
2、高品质胶体磨，多层级研磨剪切，成品细度可达1-5微米，使用寿命长。

3、接触皂液的部件均选用高耐腐蚀材质，可适应各种PH值乳化沥青生产，经久耐用。

4、操作系统：设备具备全自动电脑控制和手动操作两套控制系统。

全自动电脑控制系统的显示屏实现人机对话界面，全面监控设备运行状态，实时监测各部温度、液位及配比，显示屏控制各阀门、泵的开关启停及转速的调整。

预设手动备用，以备自动系统故障时应急生产。

5、该款沥青乳化设备预留有升级空间，可随时升级为流量计型、自动配比型、及全自动乳化沥青设备。

二、乳化剂对稳定性的影响
乳化剂的种类、乳化剂的浓度以及影响乳化剂乳化作用的各种因素都会影响乳化沥青的稳定性。

乳化剂本身就有快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝。

制备的乳化沥青也相应的分为快裂、中裂、慢裂、慢裂快凝、慢裂慢凝。

它们的稳定性逐次增强。

用相同的乳化剂制备乳化沥青，由于所用乳化剂用量的不同，在一定程度上也影响乳化沥青的稳定性。

随着乳化剂用量的增加，沥青微粒变乳液的质量和稳定性提高。

但是，当乳化剂增加到一定量后，其稳定性不再发生明显的变化。

因而，正确选择乳化剂适宜的用量范围，既保证了乳化液的质量和稳定性，又不造成经济上的浪费。

另外生产微表处用乳化沥青需要加盐酸，其中的酸性也会影响到沥青乳化设备的性能，如若选用材质一般的沥青乳化设备，长期经过酸性的腐蚀必然影响乳化沥青的稳定性。

因此在选购沥青乳化设备和乳化剂的时候应当慎重。

三、基质沥青影响
基质沥青是乳化沥青最基本的成分之一，占总量的50%-70%。

路用乳化沥青大多选用针入度为100-250(0.1mm)基质沥青。

基质沥青的针入度，组成和化学结构对其乳化的难易有较大的影响。

通常饱和分子含量高和酸值低的基质沥青较难乳化，要求乳化剂具有较长的烷基链。

基质沥青的含量可以改变乳化沥青的粘度和其他性能，其含量越高，乳液的粘度越大，储存稳定性越好。

四、PH值影响
皂液的PH值与其乳化稳定性和储存稳定性关系密切，不同类型乳化剂适应PH值范围不同，阴离子型乳化沥青需加入碱性化合物，如NaOH、KOH等，将乳液的PH值调节到10-12。

对于胺型乳化剂水溶液，必须添加无机酸或有机酸才能溶于水。

这是因为胺类化合物作为沥青乳化剂时必须先转化成胺盐，用不同的酸调整PH值，就能得到不同的HLB值(亲水亲油平衡值)的胺盐类沥青乳化剂，其最佳PH值在3-5之间。

使用季胺盐类乳化剂时，添加无机酸或有机酸，可以增强乳化剂的活性，在提高乳化沥青的乳化稳定性和储存稳定性的同时，可以降低乳化剂的用量；用季胺盐类乳化剂制备乳化沥青时，其乳液的最佳PH值为5-6。

五、温度的影响
沥青和水的温度是比较重要的工艺参数，温度过高或过低都将影响沥青的乳化效果。

温度低了，流动性不好，过高，不仅消耗能源，增加成本，而且还会使水汽化，导致乳液的浓度变化，即沥青同水的比例发生变化，同时产生大量的气泡，降低产品质量，乳化沥青的稳定性下降。

此外，对于非离子型乳化剂，随着温度升高，氢链逐渐被破坏，其亲水性下降，
尤其是接近乳化剂的“浊点”时，乳液的稳定性明显下降。

一般来说，沥青和水混合后的平均温度(即乳液温度)控制在80℃-70℃以下为好。

六、储存温度
乳化沥青随着储存温度的升高，其稳定性越来越差，甚至会结团(块)，这是由于乳液的水分不断蒸发，温度越高，蒸发的越快。

尤以表层水分散失严重，明显改变油水比，使得表层破乳结皮，从而分层结团，内部乳液在较高温度下，沥青微粒布朗运动加快，微粒与微粒之间的碰撞机会增多，少部分乳液破乳，致使油水分离，从而影响产品质量。

因此，产品生产出来后，要尽快将将乳液温度降下来，避免影响产品的储存稳定性。

建议：选购沥青乳化设备的时候应选用配置有防腐性能换热器的乳化沥青生产设备，既节能又保证了乳化沥青的稳定性。

七、机械作用
在乳化沥青存放，运转过程中的泵送、转移，以及在应用过程中的混合、处理等都会使乳化沥青受到各种形式的机械剪切作用。

这会给予沥青微粒相当大的能量，当这个能量超过了聚结活化能时，沥青微粒就会越过势能屏障，使乳化沥青失去稳定性而发生凝聚。

它会给乳化沥青的生产、各种处理及应用带来困难，尤其是在需要直接利用乳化沥青的场合，凝聚的结果就使其失去了使用价值。

八、冻结及溶化
当乳化沥青成品遇到低温条件时就会发生冻结，冻结和消融会影响乳化沥青成品的稳定性。

冻结的乳化沥青成品消融之后，轻则造成乳化沥青成品表面粘度升高，重则造成乳化沥青成品的凝聚。

故在运输或存放过程中应注意防冻。

冻结之所以会影响乳化沥青的稳定性，是因为水结冰后要发生膨胀，对聚集在冰晶之间的沥青微粒产生巨大的压力迫使其相互接近，最终聚结在一起。

最常用的防冻措施是向乳化沥青中加入防冻剂。

最常用的防冻剂有甲醇、乙二醇及甘油等，这些物质可降低乳化沥青的冻结温度。

九、长期放置的影响
乳化沥青乳液在长期放置过程中由于布朗运动会发生沥青微粒之间的碰撞而导致凝聚。

同时，由于重力的作用也会导致沥青微粒的沉降或升浮，而形成凝聚层。

无论乳化沥青具有多么高的稳定性，在长期放置过程中终将不可避免的形成不可逆的凝聚体而遭破乳。

所以，对于乳化沥青应规定存放期限。

实践证明，乳液放置稳定性与沥青微粒的大小，体系粘度及环境条件等因素有关。

综上所述，乳化沥青是一种热力学不稳定体系，稳定性只是相对而言的，沥青乳液的破坏终究会发生，通过分析影响乳液稳定性的因素，即在乳化沥青生产、储存、运转、使用过程中，尽量避开这些不利因素，保持乳化沥青成品的相对稳定性。