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乳化沥青破乳的机理分析

  在实际工程中常发现,乳化沥青混合料在拌和过程中就已经破乳了。破乳后的乳化沥青在混合料中将选择性粘附集料中的细料,形成玛蹄脂胶团,随着拌和进程的延续胶团越积越大,而粗料表面却很少裹附沥青,并且经水的冲刷表面非常洁净,拌和后的混合料成为胶团、松散的粗集料和大量自由水组成的混合物即混合料产生了离析。从而影响混合料的成型以及成型后的力学强度。

  离析不仅对工程带来不便,还将对路面结构的使用性能产生不良影响使得摊铺的路面不均匀、强度不足,易引起路面局部早期破坏。

  乳化沥青是热力学不稳定体系,沉降破乳是必然的结果。可以从乳化沥青溶液中液珠凝聚沉降速度的角度分析破乳快慢的影响因素。

p=[2gr(d-dz)]/97 (1) 

式中:p--微粒沉降的速率,m/s

g 重力加速度,m/s 

R--微粒半径,m;

d--沥青的密度,kg/m3

d:-水相的密度(d>d2),kg/m;7水相的粘度m/s。

从式(1)液珠沉降速度公式可以看出,对于给定的乳化沥青7相对恒定,沥青与水之间的密度差(d-dz)基本不变。那么影响乳液稳定性的因素只有乳液液珠的大小,即r但是,由于乳液是力学不稳定体系,这意味着液珠相互碰撞而聚集形成较大液珠的过程将是不可逆的,液珠半径r为时间t的增函数。

roct (2) 

虽然液珠表面有双电层的保护,液珠表面有一定强度,不一定所有的碰撞都能够形成较大的液珠。但是可以说影响液珠碰撞聚集的因素就是影响乳液破乳的因素。由此可以推论出影响乳化沥青破乳的主要因素:温度、环境的湿度、机械振捣作用等。温度升高,液珠的布朗运动将加强干燥的环境促使乳液水分的损失,增大了乳液的浓度,也增大了液珠碰撞的概率;机械振捣同样可以增大液珠碰撞的概率。

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