高速剪切法制备改性沥青，高速剪切技术
chanong
|文章来源：微信公众号“沥青路面”
介绍
近年来，乳化沥青的市场需求逐年增加，国内对乳化沥青及相关材料的试验研究正在迅速开展。目前，各企业、学校、科研院所进行乳化沥青试验时，都离不开室内小型沥青乳化加工设备。本文对两种常见设备的加工原理和乳化沥青质量进行了比较，提出了剪切机加工乳化沥青时出现的问题的改进方法，为提高室内乳化沥青质量提供参考。我想要。
乳化沥青室内加工技术
胶体磨加工技术
的优点和缺点
胶体磨加工技术的优点：生产的乳化沥青颗粒细小，乳化剂与沥青反应良好，乳化沥青各项技术指标均能满足要求。
胶体磨加工技术的缺点：加工过程通常需要两三个人共同作业，制造工艺复杂，加工设备庞大，不易运输和搬运。
工作原理
胶体磨是目前生产乳化沥青最常用的乳化设备，主要由转子和定子两部分组成。胶体磨的工作原理主要是靠定子和转子之间高速运动产生的剪切力来粉碎和分散物料。转子在定子内部高速旋转，两者之间的间隙可调节至约0.2至0.5毫米，转子转速达到每分钟数千甚至数万转。
首先将一定浓度的乳化剂水溶液加入胶体磨中，然后缓慢加入热熔融沥青，将沥青液高速剪切成细小颗粒，均匀分散在溶液中。溶液立即被沥青颗粒吸附，当吸附的乳化剂分子达到饱和状态时，通过界面吸附完成完全乳化，最终产生乳化沥青。
试运行要点
首先用90以上热水清洗胶体磨，将胶体磨预热保温，然后将沥青锅放入恒温喷砂炉中加热至140~145。沥青保持在130至140左右。
使用500ml烧杯，在电子天平上准确称量所需的乳化剂。称重后，向烧杯中加入6070温水，用搅拌棒搅拌均匀，使乳化剂完全溶解，在6070保温1530分钟。有些乳化剂需要使用工业盐酸将肥皂调节至所需的pH 值。
打开胶体磨电源开关，排空装置内预热用的热水，依次加入乳化剂溶液和加热的沥青。随着热沥青的逐渐加入，乳化剂-沥青混合物逐渐变稠并循环直至变得均匀。继续剪切10秒后，恢复稳定的乳化沥青。
最后用热水冲洗设备并添加柴油对设备进行维护。
高速剪板机加工技术
的优点和缺点
高速剪切加工技术的优点是设备体积小，便于携带，一个人即可完成乳化沥青的生产。
高速剪切机加工技术的缺点：生产的乳化沥青颗粒大且不稳定，操作步骤多，剪切机速度难以控制，操作人员技术要求高，过关沥青乳化率不高。
工作原理
高速剪切机由定子和转子组成，转子有多个刀片，转子高速工作，定子固定，定子周围有许多孔，转子与转子之间有间隙。定子非常小，大约1微米。当转子高速旋转时，底部产生负压，形成负压区域，负压区域内的物料被吸入转子内，并加速向转子叶片的尖端移动。通过在1 m 间隙上施加力，将其剪切、压碎和研磨，迫使其通过定子上的孔喷射，撞击容器壁并返回到混合物中，在混合物中被负压吸回在容器的底部。沥青和水溶液在适当的乳化剂的作用下混合，并立即变得均匀细腻。通过分散、乳化，最终得到稳定的沥青乳液。
试运行要点
安装、检查和调整阻铁。将沥青罐放入电热恒温鼓风干燥箱中加热至140~145，然后将称量好的沥青放入电热恒温鼓风干燥箱中并保持温度在130~140。用长柄铁夹将漏斗固定，放入电鼓风干燥箱中升温、保温。将90的水加入乳化杯中，将高速剪切机的打褶头浸入热水中，调整搅拌头和升降架的高度，用手转动机轴，转动灵活后，进行测试打开机器并让它预热并保温。
使用500ml烧杯，使用电子天平准确称量所需的乳化剂和稳定剂。称重后，向烧杯中加入6070温水，用搅拌棒搅拌均匀，使乳化剂溶解，置于电恒温水浴锅中，在6070保温15小时。至30 分钟。分钟。有些乳化剂需要使用工业盐酸来调节皂液至所需的pH值。
从高速打褶头下方取出乳化杯，迅速倒空杯内的水，将皂液倒入乳化杯内，调整升降架的高度，使打褶头能贴合在里面。最佳位置。打开电源开关，将转速调至30004000r/min-1，不起泡。当沥青温度达到130~140时，将沥青通过漏斗加入到乳化杯内的皂液中，沥青瞬间被高速剪切、分散、乳化。随着沥青的添加，容器中乳液的粘度会不断增加，因此要逐渐提高搅拌速度，但速度要以不会引起泡沫的速度进行。继续添加沥青，直至添加完所有沥青。当搅拌速度为6000-7000r min-1时，剪切1-2分钟，然后逐渐降低剪切速度并停止，关闭电源开关，取出乳化杯，即得乳化沥青成品。
最后，用70C至80C的肥皂溶液清洗抽褶头。清洁时，打开高剪切机约1分钟，用干布轻轻擦拭混合头，然后将其浸泡在溶剂（如汽油）中，直至完全清洁。使用7-8次后，应拆卸剪切头并彻底清洁。
乳化沥青质量比较
乳化沥青分别使用胶体磨和剪切机生产。
上述测试结果表明，使用剪切机生产的乳化沥青均匀性和稳定性较差，主要体现在筛余量和稳定性值上。
生产乳化沥青剪切机的改进措施
测试计划
针对上述问题，提出了三点改进剪板机加工技术的具体方案。方案一：将沥青加热至140~150，将皂液加热至65，先将皂液通过剪切机产生泡沫，然后缓慢加入热沥青，并将转速提高至11,000r·升至分钟。 -1并继续切割10分钟。方案2：将沥青加热至140至150，将皂液加热至65，同时缓慢混合皂液和沥青，并将转速提高至11,000r·min-1。然后继续剪切10分钟。方案3：将沥青加热至140-150，将皂液加热至65，先加入沥青，然后将皂液缓慢加入到热沥青中，将剪切速率提高至11,000rmin。 -1，继续剪切10分钟。
检测结果
主要测试乳化沥青的筛余量和稳定性。在不改变乳化剂用量、乳化剂溶液、沥青温度的情况下，通过改变乳化剂溶液和沥青添加工艺，生产出三组乳化沥青。测试筛余物和稳定性表明选项3 是最有效的。
结果验证
在确定乳化剂和沥青添加方法的基础上，通过改变乳化剂用量、乳化剂类型和沥青牌号对试验结果进行验证。
测试计划
乳化沥青是通过分别改变乳化剂用量、乳化剂类型和沥青品牌来生产的。
检测结果
利用该原料生产了12组乳化沥青，并对这12组乳化沥青的筛余物、标准粘度、蒸发残渣、储存稳定性三大指标进行了测试。
可以看出，采用改进的剪切加工技术生产的乳化沥青性能显着提高，各项指标与胶体磨生产的乳化沥青相当。
结论
考虑到胶体磨和剪切机在乳化沥青室内处理中的性能差异，我们对剪切机处理工艺提出了三项改进，并选择了其中最好的一项。使用最佳剪切处理方案和不同的乳化剂用量、乳化剂类型和沥青品牌对乳化沥青进行了验证，得出以下结论。
(1)使用剪切机生产乳化沥青的推荐生产工艺是将沥青加热至140至150，将皂液加热至65，先加入沥青，然后缓慢加入。将肥皂溶液喷洒在热沥青上，将剪切速度提高至11000 r min-1，继续剪切10分钟。
(2)胶体磨生产的乳化沥青的性能优于剪切机生产的乳化沥青。通过改进剪切机加工技术，生产的乳化沥青的性能接近胶体磨生产的乳化沥青。未来即使只有一台剪板机的机组也可以按照文中提出的方案3进行生产，保证质量。
(3)结合剪切机加工技术验证部分的试验内容，采用改进后的剪切机加工乳化沥青，表明其乳化效果良好，可以加工沥青。适用于所有时代。