天然礦物膨潤土乳化瀝青研究與應用

閆炳潤，趙述萍，付德珍，李 峰，杜 曉

（青島潤邦防水建材有限公司，山東 青島 266321）

1 概述

瀝青和水的表面張力差別很大，在常溫和高溫下都不會互相混溶。但是，瀝青加熱到160℃時經高速離心、剪切等機械作用，可使其成為粒徑0.1～5 μm的微粒，并分散到含有表面活性劑的膨潤土乳化劑的水介質中。由于膨潤土乳化劑能定向吸附在瀝青微粒表面，因而降低了水與瀝青的界面張力，使瀝青微粒能在水中形成穩定的分散體系，這就是水包油的乳狀液。這種分散體系呈茶褐色，瀝青為分散相，水為連續相，常溫下具有良好的流動性。膨潤土具有吸咐性，因而有效減少了瀝青有機揮發物有害氣體的排放量。從某種意義上說，膨潤土乳化瀝青是用水加蒙脫石“稀釋”瀝青，因而改善了瀝青的流動性、安全性、抗老化性，從而使瀝青由油性轉變成水性環保型的多用途的防水防腐材料，如由青島潤邦防水建材有限公司研發的丁苯橡膠膨潤土厚質乳化瀝青防水涂料（發明專利號：ZL 96 1 15671.6）就是其中一種天然礦物膨潤土乳化瀝青產品。

我國有著優質豐實的膨潤土資源，利用膨潤土乳化石油瀝青減少大氣污染，服務于建筑業防水防腐已被認可。經濟廉價的膨潤土與石油瀝青混配制成防水防腐材料，適用范圍廣泛，不但解決了石油瀝青熱熔或溶劑應用的缺陷，而且經濟、環保，施工安全。

2 膨潤土乳化瀝青的用途

2.1 PR-1型膨潤土乳化瀝青防水涂料

膨潤土乳化瀝青添加丁苯膠乳制成屋面防水涂料，各項指標均符合《水乳型瀝青防水涂料》（JC/T 408—2005）標準要求。PR-1型膨潤土乳化瀝青防水涂料與玻纖布復合做成屋面防水材料，改變了傳統的三油兩氈屋面防水層的歷史時代。

1987年7月，青島潤邦防水建材有限公司的前身——膠州市第二化工廠，與同青島建材研究所共同承擔了青島市科委下達的“PR-1型膨潤土乳化瀝青防水涂料”項目的試生產任務，建立了一條乳化瀝青生產線，于1988年1月試產成功。根據《中華人民共和國大氣污染防治法》，1991年由青島市環保局、青島市建材局聯合發文（青島環局字（1991）第73號文）推廣該涂料。PR-1型膨潤土乳化瀝青防水涂料推廣應用至今已經有三十年，從屋面防水擴大到橋面防水的應用，累計達十幾萬噸，市場由青島地區擴展到全國各地，受到用戶的廣泛好評和設計單位的認可。該產品不但環保，且經濟適用，成本低，廣泛應用于屋面、地下、車庫、管道防水防腐等各項建筑工程。

2.2 JBS橋梁防水涂料

膨潤土乳化瀝青與水性膠乳復配制成JBS橋梁防水涂料。

2002年國家第一條高速公路同三高速青島段修建時，全程5個標段橋梁全部選用了JBS橋梁防水涂料。青島段大小共計橋梁100余座，約12萬m2全部采用JBS橋梁防水涂料進行防水處理，得到了同三高速青島段指揮部、業主、專家的認可。同時,各標段建設單位——北京鑫暢路橋公司、中國治金集團公司、中國路橋國際公司、山東交通工程公司、中鐵二局二公司等路橋建設公司，均給予了高度評價。

2003年潤邦公司與交通部公路科學研究所、北京交通大學聯合編寫了中華人民共和國交通行業標準《路橋水性瀝青基防水涂料》（JT/T 535-2004）。JBS橋梁防水涂料成為該標準制定的依據產品。標準實施后被全國設計部門、業主部門采納，現已經發展到全國各省市路橋建設中。圖1為JBS橋梁防水涂料施工圖。

圖1 JBS橋梁防水涂料施工圖

2.3 RBS PB道橋專用防水涂料

膨潤土乳化瀝青與天然膠乳水性聚氨酯膠乳復配制成高標準RBS PB道橋專用防水涂料。該產品無毒、無味、無環境污染，冷施工。其最主要的優點是：改性瀝青中的橡膠所形成的高分子聚合物形成連續網絡而互相貫穿、交聯，使改性瀝青呈現出高聚物性能；涂膜干后，保持橡膠彈性，低溫柔性；抗剪切力強，能達到橋面經受長期荷載而抗壓的要求。

由于膨潤土乳化瀝青不粘輪、破乳慢，因此在噴灑玻璃短纖維時不粘腳，但短纖維撒落到防水層表面時，能迅速破乳，瞬間黏結到防水層中，再噴涂一遍防水涂料，短纖維夾在了防水層中間，形成了抗硌破橋面防水層，不僅達到了《城市橋梁橋面防水工程技術規程》（CJJ 139-2010）的要求，而且提高了橋面防水工程施工的進度。

隨著國家高等級公路及城市道橋的快速發展，對橋面防水材料提出了更高的標準要求。2004年，由中國建材工業協會提出制定了《道橋用防水涂料》（JC/T 975-2005）（潤邦公司參與制定）,由國家發改展和改革委員會發布實施。RBS PB道橋用防水涂料各項指標均勻符合該標準要求，現已在全國高寒地區各大城市廣泛應用。圖2為RBS PB道橋專用防水涂料施工現場。

圖2 RBS PB道橋專用防水涂料施工現場

2.4 環氧瀝青橋面防水涂料

膨潤土乳化瀝青與水性環氧樹脂配合可生產出不粘輪水性環氧瀝青橋面防水涂料。水性環氧樹脂乳液屬腔基固化型材料，粘度大，膨潤土乳化瀝青屬陽離子定向吸附材料，破乳時間慢，兩種材料按一定比例混配解決了環氧樹脂黏度大、粘車輪的缺點，也解決了膨潤土瀝青乳液黏結力差的缺陷，提高了防水層的耐高溫性能，滿足了《水泥混凝土橋面水性環氧瀝青防水粘結層施工技術規范》（DB32/T 2285-2012）要求。

2.5 JBS-C路面養護涂料

膨潤土乳化瀝青添加石腦油，可制成JBS-C路面養護涂料。因膨潤土乳化瀝青膨脹倍數大、懸浮性好，可添加礦物粒料或橡膠顆粒、爐渣等，不沉淀。做路面含砂霧封層，能使老化的瀝青路面再生、耐磨、防滑，可延長路面使用壽命3～5 a。該材料于2009年研制成功，并申請國家發明專利。專利名稱：非金屬礦物用于路面養護涂料的方法，發明專利號：ZL 2013 1 0057505.7。圖3為JBS-C路面養護涂料施工現場。

圖3 JBS-C路面養護涂料施工現場

3 結語

膨潤土乳化瀝青既能常溫施工，又能節約稀釋溶劑油及燃料，避免了使用熱瀝青作為防腐防水材料現場熬制時，瀝青中可揮發有機化合物逸出對環境所造成的污染及對現場施工作業人員的毒害。本文介紹的幾種膨潤土乳化瀝青產品，在全國被廣泛推廣應用，技術成熟，取得了良好的經濟效益和社會效益。