铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料领域，是一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青与其制造方法，解决现有技术乳化沥青水泥砂浆的乳化沥青主要存在着稳定性差、离子强度较高，与水泥砂浆体系的相容性差，使得制备出的乳化沥青水泥砂浆可工作时间短、温度适应性较差，易分层等问题，配方及制备方法详见说明书；本发明专利技术通过使用矿物乳化剂和ｐＨ值调节剂等，与其他乳化剂复配，对乳化剂和外加剂进行合理调配，使得此乳化沥青与水泥、砂等材料混合制备乳化沥青水泥砂浆时，能充分发挥各自的作用，并产生协同效应，强度和弹性好，较好的温度适应性和施工性，优良的耐久性和抗震动疲劳性能，完全可以满足制备铁路或城市无碴轨道用填充材料的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，是一种。
技术介绍
板式无碴轨道是铁路或城市轻轨无碴轨道中重要的结构形式之一，在国际上技术最为成熟，其特点是在路基上铺设混凝土底座，在底座上放置预制的轨道板，两者之间预留3～5cm的空隙，灌注乳化沥青水泥砂浆，固化后形成均匀的兼具刚性和弹性的填充垫层。乳化沥青水泥砂浆是铁路或城市轻轨无碴轨道结构弹性调整层的关键组成部分，目前在国内还处于试验开发阶段，尚无性能优异的产品。中国专利ZL02139237.4虽然公开了一种无碴轨道乳化沥青水泥砂浆，但经在我国在秦沈客运专线狗河特大桥及双河特大桥进行了板式无碴轨道的试铺，其实际应用效果仍不理想。中国专利200410023087.0和200410023086.6公开了一种乳化沥青和沥青水泥砂浆，但在成本、稳定性、膨胀性和温度适应性等方面还有待提高。现有制备乳化沥青水泥砂浆的乳化沥青主要存在着稳定性差、离子强度较高，与水泥砂浆体系的相容性差，使得制备出的乳化沥青水泥砂浆可工作时间短、温度适应性较差，易分层，灌注24小时后难以膨胀，填充性差等不足，有必要对此加以改进。国外虽有类似产品，但存在价格高，原材料来源受到限制，生产工艺复杂等不足。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是为解决上述乳化沥青水泥砂浆的乳化沥青主要存在着稳定性差、离子强度较高，与水泥砂浆体系的相容性差，使得制备出的乳化沥青水泥砂浆可工作时间短、温度适应性较差，易分层，灌注24小时后难以膨胀，填充性差等问题，提供一种稳定性好、离子强度较低，与水泥砂浆体系的相容性好，制备出的乳化沥青水泥砂浆可工作时间长、温度适应性较好，不易分层，膨胀容易，填充性好的铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青。本专利技术的另一个目的是提供一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的一个技术方案提供了一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青，该乳化沥青的质量份配方如下沥青，55-65份；水，35.0-45.0份；乳化剂，1.00-5.00份；稳定剂，0.20-3.00份；pH值调节剂，0.00-1.00；增稠剂，0.10-1.50。沥青是标号为30～120#的天然沥青、石油沥青、煤沥青或沥青组合物，可单独使用或组合使用。最好是50～100#的天然沥青和石油沥青。沥青是乳化沥青的主体成分。乳化剂是把阳离子型、阴离子型沥青乳化剂、非离子型沥青乳化剂和矿物乳化剂中的一种或者多种复合在一起，呈现慢裂属性的乳化剂复合物。阳离子乳化剂有烷基胺(如十八烷基丙烯二胺)、酰胺(如N-氨乙基酰胺)、咪唑啉(如1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉)、环氧乙烷二胺、胺化木质素和季胺盐(如十八烷基三甲基氯化铵)。阴离子乳化剂包括羧酸盐(如脂肪酸钠)、磺酸盐(如烷基苯磺酸钠)和硫酸盐(如脂肪醇硫酸钠)。非离子乳化剂包括聚氧乙烯型(如烷基苯酚聚氧乙烯醚)、多元醇型(如失水山梨醇酯)及聚醚型(如聚丙二醇环氧乙烷加成物)。矿物乳化剂主要是粘土、陶土、膨润土、石灰、石绵等。使用矿物乳化剂能够调节乳化沥青的电荷性质，增加乳化沥青的稳定性和与水泥的相容性，同时降低产品的成本，乳化剂是把沥青制备成乳化沥青并赋予乳化沥青具有特殊性能的关键组分。稳定剂是无机盐类，如盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、硅酸盐、碳酸盐、硫氢酸盐及其混合物，其中较好的是氯化钙、氯化铵、硫酸钠、硅酸钠、碳酸钠及其混合物。稳定剂通过调节沥青颗粒周围的双电层的离子电位差，增加相互之间的排斥力，增强乳化沥青的稳定性。pH值调节剂分成酸和碱，其中酸包括无机酸或有机酸，如盐酸、醋酸、脂肪酸、水杨酸等；其中的碱是氢氧化钠或氢氧化钾。pH值调节剂通过调节乳液的酸碱度，可以调节乳化剂溶液的离子强度和乳化效果，对于制备此专用乳化沥青具有重要作用。增稠剂是天然或合成化合物，可以是淀粉、明胶、胺类、聚乙烯醇、纤维素、聚丙烯酸盐、聚醚型和聚氨脂型增稠剂。增稠剂加入水中会形成胶体溶液，使体系的粘度上升，减缓了沥青颗粒的聚结速度；并能在沥青颗粒表面形成保护膜，由于空间位阻效应使沥青颗粒处于良好的分散状态。本专利技术的另一个技术方案提供了一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的制备方法，制备方法如下①将沥青加热到110～150℃备用；②将称量过的乳化剂和稳定剂加入到40～70℃的水中，根据乳化剂的性质调节溶液的pH值至2～12，搅拌溶解后，加入增稠剂和水，控制乳化液的温度30-60℃；③将乳化液注入清洗干净的乳化机中，开动乳化机；④将热沥青按配比注入乳化机中，和乳化液混合，在乳化机的高速剪切和分散作用下，均匀分散在乳化液中；⑤铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青经过中间罐，进入贮存罐，冷却后即可使用。更具体地说，该方法的步骤如下①将沥青加热到110～150℃备用；如果需要使用多种沥青，将各种沥青按比例分别加热到110～150℃备用；②将称量过的乳化剂和稳定剂加入到40～70℃的水中，按照现有技术，根据乳化剂的性质调节溶液的pH值至2～12，搅拌溶解后，加入增稠剂和水，控制乳化液的温度35-55℃；③将乳化液注入清洗干净的乳化机中，开动乳化机；④将热沥青按配比注入乳化机中，和乳化液混合，在乳化机的高速剪切和分散作用下，均匀分散在乳化液中；⑤铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青经过中间罐，进入贮存罐，冷却后即可使用。有益效果本专利技术的目的是针对现有制备乳化沥青水泥砂浆用乳化沥青的缺点，提供一种新的铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青及其制作方法，以满足铁路或城市轻轨无碴轨道用水泥沥青砂浆制备的要求，根据乳化沥青水泥砂浆的特点和性能要求来进行专用乳化沥青的研制，通过使用矿物乳化剂和pH值调节剂，在满足常规乳化沥青的性能指标的基础上，着重针对乳化沥青的慢裂性和离子性进行调节，不仅考虑到外加剂对乳化沥青性能的影响，同时还顾及外加剂对水泥水化的影响，通过合理的配比，充分发挥复合乳化剂的协同效应，增加了与水泥砂浆体系的相容性，用该种乳化沥青制备的乳化沥青水泥砂浆复合材料具有较好的温度适应性和施工性，优良的耐久性和抗震动疲劳性能。具体实施例方式下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的质量份配方如下表1铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的配方 铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的制造工艺如下①将沥青脱水后加热到130℃，计量后备用；②将自来水加热到40～70℃，计量后备用；③将称量过的乳化剂和稳定剂加入水中，加入pH值调节剂，搅拌溶解后，加入增稠剂，控制乳化液的温度为35～55℃，备用；④将乳化液倒入乳化机中，开动乳化机，将沥青徐徐加入到乳化机中，待沥青全部加入后，待乳液色泽均匀即可出料；⑤将制好的铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青密封保存。实施例2铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的质量份配方如下表1乳化沥青的配方 铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的制造工艺同实施例1。实施例3-9铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青的制造工艺同实施例1，乳化沥青的配方如下表所示。 权利要求1.一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青，其特征在于质量份配方如下沥青，55-65份；水，35.0----45.0份；乳化剂，1.00-5.00份；稳定剂，0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路或轻轨板式无碴轨道专用乳化沥青，其特征在于：质量份配方如下：沥青，５５－６５份；水，３５．０－－－－４５．０份；乳化剂，１．００－５．００份；稳定剂，０．２０－３．００份；ｐＨ值调节剂，０．００－１．００份；增稠剂，０．１０ －１．５０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李海燕，祝和权，杜存山，沈巍，魏曌，贾恒琼，闫景山，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]