天然矿物膨润土乳化沥青在工程建设中的应用

刘志浩

（湖北江汉工程咨询有限公司，武汉430040）

1 引言

随着人们环保意识的不断增强，工程建设中非金属矿物质的应用越来越广泛，将膨润土乳化沥青应用到建筑工程中，不仅可以降低环境污染，还可以提高建筑防水防腐的性价比。众所周知，膨润土乳化沥青是从石油沥青中提炼出来，加上膨润土分散剂，通过均匀地搅拌后形成的一种防水防腐材料。其不仅比原有溶剂油沥青更加节省成本，而且降低了环境污染，并且在施工时也不伤人。

2 乳化沥青材料与技术性能

2.1 膨润土

膨润土是一种无机固体乳化剂，其主要组成成分是蒙脱石。通常认为其具有以下分子式：（OH）4Si8Al4O2·nH2O。膨润土有着很多特性，主要是遇水发生膨胀，且黏结能力强，并且分散性强。膨润土的颗粒非常小，只有0.005mm，这也是其能作为乳化剂的一个很重要的原因，而且含量的高低与活性的高低是成正比的，分散性的高低是与稳定性的好坏成正比的。一般认为40%～80%的黏土颗粒和砂含量＜10%且塑性指数均为12～27 的塑性黏土可用作乳化剂。膨润土能成为乳化剂还有2个特别重要的原因：（1）分散度的高低与保存的长久成正比；（2）亲水系数与防水的好坏成反比。

2.2 沥青

乳化沥青用石油沥青做胶结料。一开始，只需要将沥青加热的温度控制在某个点，不要让其过度地黏在一起。从防水的角度出发，必须对其耐水性、耐热性和耐久性进行考虑。这需要采用黏性沥青，其防水层应具有一定的柔性，但从硬度上来说又不可过硬，为了解决这个矛盾，其通常以高黏度沥青和低黏度沥青的稀释调配来满足需求。具体性能如表1 所示。

3 工程建设中常用的沥青种类分析

3.1 PR-1 型沥青所发挥的防水特性

在我国当前的工程建设中，通常会采用调制防水材料，主要是由丁苯胶乳与乳化沥青调制而成，且符合JC/T 408—2005《水乳型沥青防水涂料》[1]等标准。PR-1 型膨润土乳化沥青防水涂料与玻纤布复合做成屋面防水材料，使防水材料迎来了新时代，不再是过去三油两毡的做法。而这种材料之所以能够被大家所认同，不仅因为其使用范围广、费用低，最重要的是还能保护环境。

表1 高低黏度混合沥青性能

3.2 JBS-C 路面养护涂料

JBS-C 路面养护涂料由膨润土乳化沥青和石脑油共同调制而成，目前，在道路养护方面得到了广泛的应用，并且已经被标明为重点专利项目。其优点是不仅可以使路面防滑和耐磨，还可以增加道路的使用年限，一般增加3～5a。JBS-C 路面养护涂料施工现场见图1。

图1 JBS-C 路面养护涂料施工现场

3.3 RBS-PB 桥梁专用防水涂料

将膨润土乳化沥青与天然乳胶水性聚氨酯乳液相结合，形成了一种高标准的无毒、无味、无污染、冷施工的RBS-PB公路桥梁防水涂料。使用最为广泛的是改性沥青，其主要优势是组成成分中的聚合物能够形成网状类结构，能够使分子间产生关联，提高沥青的性能；涂膜之后需要等待一段时间干燥，这样能够保持一定的活性，张力也满足相应的工程技术要求。特别是对于使用周期较长的桥梁工程，能够发挥出十分优良的负载优势。膨润土乳化沥青在运用过程中，能够实现不粘轮、破乳困难的效果。因此，进行玻璃纤维喷洒时不会出现粘脚的情况。如果在防水层表面撒上短纤维，能实现快速破乳，与防水层瞬间黏结，之后再进行一次防水涂料的喷涂，就可以把短纤维夹在防水层的中间，形成抗硌破桥面防水层。这些都符合CJJ 139—2010《城市桥梁桥面防水工程技术规程》标准的规定[2]，并且改善了桥面防水工程的施工进度。

3.4 沥青桥面防水涂料的的优势

目前，随着防水涂料的不断出现，化工原料制作厂家通常将树脂与乳化沥青进行化学反应，这样可制得性能较为优越的防水涂料。新型防水涂料能够表现出定向吸附的性能，沥青本属于阳离子，破乳较为困难，将2 种材料按照合适的比例进行混合，能够在一定程度上避免粘车轮的发生，同时也克服了黏结力小的问题，提高了防水涂料抗高温能力，满足DB 32/T 2285—2012《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》[3]要求。

4 工程建设中天然矿物膨润土乳化沥青的应用

4.1 基层要求

新工程建设根据设计要求，对其基层进行检查，查看牢固与否，要求不得有松动开裂现象，表面应光滑平整。用2m 长靠尺进行检查，其凹凸不可大于6mm，如果有某些地方凹陷，可用107 胶泥浆水泥浆刮平。基层表面上的油污、尘土等都应清除干净。修缮工作必须根据实际情况对其基层进行处理，如对原防洪水层进行铲除时，需根据原找平层的实际情况决定是否重做，或者是采用107 胶水泥浆刮平。

4.2 涂刷底子油

为了提高防水层与基层之间的附着力，在制作防水层之前，先用稀释的膨润土乳化沥青刷基层油，其中稀释的膨润土乳化沥青即乳液加上1 倍干净的水进行均匀搅拌。

4.3 施工工具

在进行乳化沥青的施工及应用时，可采用高浓度喷涂机喷涂，也可采用手工涂刷的方式。如果采用手式涂刷，一般可选择短毛棕刷、扫帚、油壶、橡胶板刮等。

4.4 防水涂层施工

防水层所采用的乳液通常都有一定的稠度，以半流动膏体、软黄油状居多。在制作乳液时需按此要求完成，通常情况下不用额外加水对其进行稀释，但不可忽视其搅拌工作，如果搅拌结束后较稠，可加入少量的水。在基层上倒上乳液进行涂刷，涂刷完成之后，进行网布的铺贴，一边铺设一边进行均匀涂刷。其顺序为：二层网，三层油，三层网，四层油，期间须有一定的间隔时间，以上一道乳液不会被擦破为准。在进行涂刷时必须保证密实且均匀，不可过量，如果一次用量出现不足的情况，可进行补涂，让其厚度得到保证。通常三网四油的厚度为5mm～6mm，二网三油厚度为4mm～5mm，一网二油厚度为3mm～4mm，无配筋层应控制在2mm～3mm。

4.5 女儿墙施工

在女儿墙施工过程中，应在垂直侧顺垂直面向上多铺贴一定的高度。必要情况下可在收头部位添加复加层。如果遇到其他类似问题也可以采取相应的措施进行铺砌。但要特别注意角、边等位置的网布应放松处理。

4.6 保护层作法

为了减少屋顶辐射热量，防止乳化，弥补天热粘脚和不方便上下等缺陷，可在做完全部防水层之后立即均匀地撒上一层过筛的碎云母片或细砂，以达到延长老化时间的目的。

4.7 施工注意事项

基层一定要平整干净。每层涂料的量必须充足，以保持干膜厚度。加固层要使用网格布，网格大小控制在3mm～5mm。网格布的铺设必须平整，其弯曲位置、阴阳角处不可拉紧处理。为了保证网格布能铺平，有一定的灵活性，同时，在铺贴过程中避免出现玻璃丝纤维的现象，铺贴前应事先将玻璃丝网放置在稀释过的膨润土乳化沥青中浸泡，浸泡过后取出对其进行晾晒处理。膨润土乳化沥青进场之后必须存放在阴凉的地方，不可让其受到雨淋、日晒，其表面必须进行防水保护处理，以避免出现水份蒸发起皮的情况出现。冬季气温低于冰点，不宜施工。

5 结语

综上所述，膨润土乳化沥青不仅可以在常温下工作，还能节约燃料、稀释溶剂油等材料，同时，还能避免因使用热沥青作为防腐材料进行现场熬制时，沥青中的可挥发物所造成的污染，也降低了对现场施工人员所造成的毒害。目前，膨润土乳化沥青产品已得到了广泛的推广应用，并取得了良好的社会效益及经济效益。