天然矿物膨润土乳化沥青研究与应用

闫炳润，赵述萍，付德珍，李 峰，杜 晓

（青岛润邦防水建材有限公司，山东 青岛 266321）

1 概述

沥青和水的表面张力差别很大，在常温和高温下都不会互相混溶。但是，沥青加热到160℃时经高速离心、剪切等机械作用，可使其成为粒径0.1～5 μm的微粒，并分散到含有表面活性剂的膨润土乳化剂的水介质中。由于膨润土乳化剂能定向吸附在沥青微粒表面，因而降低了水与沥青的界面张力，使沥青微粒能在水中形成稳定的分散体系，这就是水包油的乳状液。这种分散体系呈茶褐色，沥青为分散相，水为连续相，常温下具有良好的流动性。膨润土具有吸咐性，因而有效减少了沥青有机挥发物有害气体的排放量。从某种意义上说，膨润土乳化沥青是用水加蒙脱石“稀释”沥青，因而改善了沥青的流动性、安全性、抗老化性，从而使沥青由油性转变成水性环保型的多用途的防水防腐材料，如由青岛润邦防水建材有限公司研发的丁苯橡胶膨润土厚质乳化沥青防水涂料（发明专利号：ZL 96 1 15671.6）就是其中一种天然矿物膨润土乳化沥青产品。

我国有着优质丰实的膨润土资源，利用膨润土乳化石油沥青减少大气污染，服务于建筑业防水防腐已被认可。经济廉价的膨润土与石油沥青混配制成防水防腐材料，适用范围广泛，不但解决了石油沥青热熔或溶剂应用的缺陷，而且经济、环保，施工安全。

2 膨润土乳化沥青的用途

2.1 PR-1型膨润土乳化沥青防水涂料

膨润土乳化沥青添加丁苯胶乳制成屋面防水涂料，各项指标均符合《水乳型沥青防水涂料》（JC/T 408—2005）标准要求。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，改变了传统的三油两毡屋面防水层的历史时代。

1987年7月，青岛润邦防水建材有限公司的前身——胶州市第二化工厂，与同青岛建材研究所共同承担了青岛市科委下达的“PR-1型膨润土乳化沥青防水涂料”项目的试生产任务，建立了一条乳化沥青生产线，于1988年1月试产成功。根据《中华人民共和国大气污染防治法》，1991年由青岛市环保局、青岛市建材局联合发文（青岛环局字（1991）第73号文）推广该涂料。PR-1型膨润土乳化沥青防水涂料推广应用至今已经有三十年，从屋面防水扩大到桥面防水的应用，累计达十几万吨，市场由青岛地区扩展到全国各地，受到用户的广泛好评和设计单位的认可。该产品不但环保，且经济适用，成本低，广泛应用于屋面、地下、车库、管道防水防腐等各项建筑工程。

2.2 JBS桥梁防水涂料

膨润土乳化沥青与水性胶乳复配制成JBS桥梁防水涂料。

2002年国家第一条高速公路同三高速青岛段修建时，全程5个标段桥梁全部选用了JBS桥梁防水涂料。青岛段大小共计桥梁100余座，约12万m2全部采用JBS桥梁防水涂料进行防水处理，得到了同三高速青岛段指挥部、业主、专家的认可。同时,各标段建设单位——北京鑫畅路桥公司、中国治金集团公司、中国路桥国际公司、山东交通工程公司、中铁二局二公司等路桥建设公司，均给予了高度评价。

2003年润邦公司与交通部公路科学研究所、北京交通大学联合编写了中华人民共和国交通行业标准《路桥水性沥青基防水涂料》（JT/T 535-2004）。JBS桥梁防水涂料成为该标准制定的依据产品。标准实施后被全国设计部门、业主部门采纳，现已经发展到全国各省市路桥建设中。图1为JBS桥梁防水涂料施工图。

图1 JBS桥梁防水涂料施工图

2.3 RBS PB道桥专用防水涂料

膨润土乳化沥青与天然胶乳水性聚氨酯胶乳复配制成高标准RBS PB道桥专用防水涂料。该产品无毒、无味、无环境污染，冷施工。其最主要的优点是：改性沥青中的橡胶所形成的高分子聚合物形成连续网络而互相贯穿、交联，使改性沥青呈现出高聚物性能；涂膜干后，保持橡胶弹性，低温柔性；抗剪切力强，能达到桥面经受长期荷载而抗压的要求。

由于膨润土乳化沥青不粘轮、破乳慢，因此在喷洒玻璃短纤维时不粘脚，但短纤维撒落到防水层表面时，能迅速破乳，瞬间黏结到防水层中，再喷涂一遍防水涂料，短纤维夹在了防水层中间，形成了抗硌破桥面防水层，不仅达到了《城市桥梁桥面防水工程技术规程》（CJJ 139-2010）的要求，而且提高了桥面防水工程施工的进度。

随着国家高等级公路及城市道桥的快速发展，对桥面防水材料提出了更高的标准要求。2004年，由中国建材工业协会提出制定了《道桥用防水涂料》（JC/T 975-2005）（润邦公司参与制定）,由国家发改展和改革委员会发布实施。RBS PB道桥用防水涂料各项指标均匀符合该标准要求，现已在全国高寒地区各大城市广泛应用。图2为RBS PB道桥专用防水涂料施工现场。

图2 RBS PB道桥专用防水涂料施工现场

2.4 环氧沥青桥面防水涂料

膨润土乳化沥青与水性环氧树脂配合可生产出不粘轮水性环氧沥青桥面防水涂料。水性环氧树脂乳液属腔基固化型材料，粘度大，膨润土乳化沥青属阳离子定向吸附材料，破乳时间慢，两种材料按一定比例混配解决了环氧树脂黏度大、粘车轮的缺点，也解决了膨润土沥青乳液黏结力差的缺陷，提高了防水层的耐高温性能，满足了《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》（DB32/T 2285-2012）要求。

2.5 JBS-C路面养护涂料

膨润土乳化沥青添加石脑油，可制成JBS-C路面养护涂料。因膨润土乳化沥青膨胀倍数大、悬浮性好，可添加矿物粒料或橡胶颗粒、炉渣等，不沉淀。做路面含砂雾封层，能使老化的沥青路面再生、耐磨、防滑，可延长路面使用寿命3～5 a。该材料于2009年研制成功，并申请国家发明专利。专利名称：非金属矿物用于路面养护涂料的方法，发明专利号：ZL 2013 1 0057505.7。图3为JBS-C路面养护涂料施工现场。

图3 JBS-C路面养护涂料施工现场

3 结语

膨润土乳化沥青既能常温施工，又能节约稀释溶剂油及燃料，避免了使用热沥青作为防腐防水材料现场熬制时，沥青中可挥发有机化合物逸出对环境所造成的污染及对现场施工作业人员的毒害。本文介绍的几种膨润土乳化沥青产品，在全国被广泛推广应用，技术成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。