data-full-width-responsive="true"> 沥青是由化学成分复杂的多种烃类高分子材料组成的混合物,具有良好的防水性能和粘结性,是道路铺装、建筑防水材料的基础材料之一。近年来,乳化沥青和改性乳化沥青以节约能源(与热沥青相比省40%~50%)、改善施工条件(污染少)、施工方便、能有效地减少高温加热引起的沥青老化等优点逐渐受到人们的欢迎和青睐,广泛应用于铺筑路面、填方路堤的边坡保护、建筑屋面与厕浴间、洞库防水、金属材料表面防腐、农业土壤改良及植物养生、铁路整体道床、沙漠固沙等工程,阳离子性乳化沥青甚至可以防止原子铀渣的放射污染,在建设核电站时可作为覆盖物使用。由于传统沥青存在着高温流淌、低温发脆开裂、强度低、延展性差、耐候性稍差等缺点,制约了
它的应用范围,因此必须对沥青进行改性。改性的方法有掺配法、氧化法、催化氧化法、掺加聚合物等,其中以掺加聚合物对沥青性能的改善效果最佳,聚合物包括橡胶、树脂和热塑性弹性体等。掺加方法有热熔共混、溶剂共混和乳液共混等。大量研究证明,树脂类聚合物改性沥青具有明显的高温抗变形能力,但严重降低其抗裂性;橡胶类聚合物改性沥青能显著改善低温变形能力,但对高温稳定性的改善效果并不明显。如何实现乳化沥青的高性能化是世界各国共同关注的热点之一,而沥青改性剂的研究和选择是影响乳化沥青性能的重要因素,引起了许多研究者的注意。国民淀粉化学公司采用新的乳液合成技术生产了乳化沥青改性剂CB403A, 兼具橡胶和塑料特性,是优良的乳化沥青改性材料。本文将该乳液与市场上常用的乳化沥青改性剂进行了改性效果上的比较研究。1 原材料和实验方法1.1 原材料CB403A:国民淀粉化学公司聚合物乳液,固含量548%;氯丁胶乳,市场采购,固含量484%;丁苯胶乳,市场采购,固含量428%;乳化沥青,市场采购,固含量395%。1.2 实验方法防水涂料的制备:将改性剂和乳化沥青按一定比例混合,搅拌均匀即为防水涂料。防水涂料贮存稳定性试验: 将防水涂料200 mL放入密封严密的塑料瓶中, 在50 ℃的烘箱中放置7d,观察是否有分层现象。防水涂料的性能测定:按照JC/T 4082005《水乳型沥青防水涂料》的规定进行。防水涂料粘结强度的测定:将水泥砂浆块A1(大小为70 mm70 mm20 mm)和水泥砂浆块A2(大小为40 mm40 mm10 mm)浸入水中,用钢刷清除表面浮浆,取出后在标准条件下放置24 h,保证水泥砂浆块表面干燥。在砂浆块A1 中央涂抹一层面积大小约为42 mm42 mm、厚度为05~10 mm 的防水涂料,晾置5 min。将砂浆块A2 放在涂层上,轻轻按压,排除涂层和砂浆块间的空气,使砂浆块间涂层厚度不超过05 mm。试件在标准条件下养护120 h,(402)℃烘箱中养护48 h。试件从烘箱中取出晾置后,除去砂浆块A2 周围溢出的防水涂料,用环氧树脂将砂浆块和钢质夹具粘结在一起, 在拉力试验机上以50mm/min 的速度拉伸至试件破坏,测定最大粘结强度。2 试验结果与讨论CB403A 的用量对防水涂料的性能有至关重要的影响。按表1 的比例混合乳化沥青和CB403A 制得防水涂料, 其性能见表1。和建材行业标准JC/T4082005《水乳型沥青防水涂料》的要求(见表2)相比,聚合物∶沥青的比例为1∶(15~20)时完全符合标准中H 型产品的要求, 而聚合物∶沥青的比例为1∶(25~30)时,不能满足标准中H 型产品的要求。表1 CB403A 改性乳化沥青防水涂料的性能
表2 水乳型沥青防水涂料的技术要求(JC/T 4082005)
乳化沥青和聚合物乳液均为分散体系,制备改性乳化沥青时,将两者混合,在强烈的机械搅拌下,各自原来的平衡被打破。在两者的混合体系中,沥青微粒(A1)和聚合物乳液微粒(A2)受到机械力的作用后,某些微粒的界面膜发生破裂。A1 和A2 微粒相互碰撞,有可能互相吸附、扩散、渗透,融合为一体,成为沥青-聚合物乳液微粒(A3)。A3 微粒在机械力的作用下,又会被分散成微小的颗粒,其外层重新吸附乳化剂分子,形成新的扩散双电层,保证了防水涂料体系的相对稳定。防水涂膜的微观结构和性能同聚合物乳液的含量及A1、A2 两种粒子的粒径分布有关。随着CB403A用量的增加,改性乳化沥青的技术指标(如高温、低温性能)得到改善,粘结强度却随着CB403A 用量的增加而变差。聚合物改性乳化沥青防水涂料一旦破乳成膜,乳化剂趋于向膜的表面集中,沥青凝固,不经加热不会熔化,因而不会产生再乳化现象。实验证明改性乳化沥青成膜后,其延伸性能不如纯聚合物乳液膜;但与纯聚合物乳液膜相比,其吸水率下降,从而使聚合物乳液改性的乳化沥青涂料可用于地下室防水。市场上常用的乳化沥青改性用聚合物乳液是氯丁胶乳和丁苯胶乳,它们和CB403A 相比,改性乳化沥青的效果见表3。表3 三种聚合物乳液改性乳化沥青的效果比较
表3 表明, 聚合物乳液CB403A 综合性能较好,可以预测具有一定的市场推广应用前景。3 结论随着节能减排国策的实施、人们环保意识的增强,以及人们对乳化沥青认识的深入和聚合物改性乳化沥青性能的提高,乳化沥青的用量逐年增加,适用范围进一步扩大。对乳化沥青进行改性以提高其性能是业内人士共同努力的目标。采用CB403A 改性乳化沥青在产品原材料成本、贮存稳定性、产品性能等方面具有较好的技术优势。