Битумна емулсия за пътища
Битумната емулсия за пътища вече е доказала своите предимства при употреба: рентабилност, технологичност, както и екологичност. От гледна точка на икономиката всичко е просто: изисква по-малко капиталови инвестиции, спестява битум с 30-40%, а цената на електроенергията при използването им се намалява с един и половина пъти.
Ако говорим за екология, тогава отдавна е известно колко вредно е отделянето на канцерогени по време на термичната обработка на битум. Нашата битумна емулсия е материал, който представлява дисперсна система от битум във вода, което позволява системата да поддържа течна форма и за разлика от битума е пожаро- и взривоустойчива.
Технология на използване
Що се отнася до технологичността, битумът заема до 5% от обема на цялата смес от асфалтобетон. Използването им за грундиране намалява качеството на покритието поради промяна в съотношението каменен материал-битум.
Пътната битумна емулсия при полагане се разпределя с дебелина на филма под милиметър и не влияе на това съотношение, като значително повишава адхезията към каменните материали.
Битумни пътни емулсии, които представляват тъмнокафява течност, получена чрез диспергиране на битум във вода с добавяне на емулгатор - повърхностно активно вещество.
Според вида на повърхностно активното вещество, използвано като емулгатор, битумните пътни емулсии се разделят на два вида: анионни (EBA) и катионни (EBK).
По смесимост с минерални материали всеки тип емулсия се разделя на три класа: анионни - EBA-1, EBA-2, EBA-3; катионни - ЕБК-1, ЕБК-2, ЕБК-3
Смесваемост с минерални материали
По отношение на смесимост с минерални материали, емулсиите, в зависимост от класа, трябва да отговарят на следните изисквания.
| Смесимост със смеси от минерални материали: | EBA-1; EBK-1 | EBA-2; EBK-2 | EBA-3; EBK-3 |
| порест зърнен състав | Не се смесва | Може да се смесва | Може да се смесва |
| плътен зърнест състав | Не се смесва | Не се смесва | Може да се смесва |
Емулсиите се транспортират в цистерни, асфалторазпределители, битум камиони и метални варели.
Препоръчителни приложения за битумни пътни емулсии
| Емулсионен клас | Тип работа |
| EBA-1 | Поддръжка на прясно положен циментов бетон и циментова почва Грундиране Фиксиране на повърхността на откоса на земната основа Устройство за повърхностна обработка |
| EBA-2 | Приготвяне на черен трошен камък и трошено-порести смеси от карбонатни скали Изграждане на настилки чрез импрегниране |
| EBA-3 | Приготвяне на емулсионно-минерални смеси с плътен състав, включително почва, със задължително въвеждане на 1 - 2% вар или 2 - 3% цимент в сместа |
| ЕБК-1 | Устройство за повърхностна обработка |
| ЕБК-2 | Изграждане на тротоарни пластове чрез метод на импрегниране Приготвяне на черен трошен камък и смеси от порест трошен камък Устройство за повърхностна обработка |
| ЕБК-3 | Приготвяне на плътни емулсионно-минерални смеси, включително смлени |
Свойства на пътните емулсии
Емулсиите се получават по два начина:дисперсия и кондензация. Метод 1 е най-широко използваният.
Дисперсията е механично раздробяване на една течност в друга. За тези цели се използват различни видове инсталации: диспергатори, ултразвукови устройства и др.
Скондензационния метод се получава емулсия чрез пренасищане на разтвор от две течности чрез добавяне на трета течност към разтвора или чрез преминаването му в двуфазна температурна област, когато се охлади до температура под критичната.
Емулгатори
Емулгаторите се използват за стабилизиране на емулсии.
Емулгаторите са вещества, които имат свойството да стабилизират емулсии, т.е. те са стабилизатори.
Действието на емулгаторите се обяснява с факта, че като се фокусират върху интерфейса между две течни фази, които образуват емулсия, емулгаторите предотвратяват обратното сливане на капчици, което се случва, когато една течност се диспергира в друга.
Имадве групи емулгатори, използвани за приготвяне на емулсии:
1)повърхностно активни вещества (повърхностно активни вещества), разтворими в двете фази на емулсии (или в една от тях). Като емулгатори на повърхностноактивни вещества (GOST 18659-76) се препоръчва използването на продукти, съдържащи анионни повърхностноактивни вещества (повърхностноактивни вещества) - висши органични киселини (мастни, смолисти, нафтенови и др.) Или техните алкални вещества.
Като алкални вещества, сода каустик, течностстъкло и др.
Емулгаторът и алкалният агент се избират в зависимост от желаното качество на емулсията. Емулгаторът се въвежда във вода или битум, а алкалното вещество във вода.
2)твърди силно диспергирани минерални прахове. Като твърди емулгатори могат да се използват глини, оксиди, карбонати и сулфати (CaCO3, Al2O3, SiO2, BaSO4 и др.), цимент, сажди и др.
Твърдите емулгатори се използват главно при производството на битумни пасти и по-рядко в пътни емулсии. Емулсиите на базата на твърди емулгатори съдържат 50-60% битум или катран, 30-45% вода и 6-12% твърд емулгатор. Преди употреба пастите се разреждат при необходимост с вода до необходимия вискозитет.
За производството на пътни емулсии най-често се използват водоразтворими емулгатори, т.е. Повърхностноактивни вещества, които включват анионни и катионни повърхностноактивни вещества.
Анионни и катионни вещества
При използване на анионни вещества се получаватанионни и алкални емулсии, а при използване на катионни веществакатионни и киселинни.
Анионните емулсии се приготвят с помощта на анионни повърхностноактивни вещества като висши органични киселини и техните соли като емулгатори.
За стабилизиране на пътни емулсии се използват азидол, синтетични мастни киселини, петролни сулфонови киселини и др.
Анионните пътни емулсии активно взаимодействат с основните минерални материали, образувайки водоустойчив филм върху тяхната повърхност.
Според скоростта на разлагане анионните емулсии се делят на три класа:
- BA - бързо разпадащ се анионен, скоростта на разпадане е по-малка от 5 минути;
- SA - средно разпадащ се анионен, скорост на разпадане 5-10 минути;
- MA - бавно разпадащ се анионен, скоростта на разпадане е повече10 мин.
По вискозитет и съдържание на битум емулсиите от класове BA и MA се разделят на степени: BA-1 и BA-2, MA-1 и MA-2 (SA - не се споделят).
За приготвяне на емулсии се използва подобрен вискозен нефтен битум (GOST 22245-76) марки BND 200/300, BND 130/200, BND 90/130, BND 60/90, BND 40/60 или катран клас D-3 и D-4.
Степента на битум за приготвяне на емулсии или катран се предписва, като се вземат предвид климатичните условия на строителната зона и настилката.
Според скоростта на разлагане при обработката на минерални материали, катионните емулсии също се разделят на 3 класа:
- BC - бързо разпадащ се - до 5 минути;
- SC - средно разпадащ се - 5-10 мин.;
- МК - бавно разпадащ се - повече от 10 мин.
Битумните емулсии от катионен тип, като свързващо вещество, имат предимството, че имат силна адхезия към каменни материали от киселинни скали: гранити, кварцов пясък и др. Това се дължи на естеството на повърхностно активните вещества и химичния и минералогичен състав на каменните материали.
Съдържание на свързващо вещество
В зависимост от съдържанието на свързващото вещество, съдържанието на емулгатора и необходимите свойства се получават два вида битумни и катранени пътни емулсии -обратен и директен тип.
Емулсиятаот обратния тип е дисперсна система, в която дисперсната фаза е най-малките капчици вода, а дисперсната среда е битум или катран. Съдържанието на битум или катран варира между 70-80%. Като емулгатори обикновено се използват въглищни технически феноли или течни продукти от въглищни катрани. Използват се емулсии от обратен типполучаване на черен трошен камък и порести смеси от трошен камък.
Емулсиитеот директен тип са дисперсни системи, в които дисперсната фаза е битум или катран, а дисперсната среда е вода. Съдържанието на битум или катран в емулсии от директен тип варира от 40-60%. Емулсиите, съдържащи над 60-70% битум или катран, се наричат силно концентрирани. Емулсиите от директен тип се използват главно в пътното строителство.
Дисперсионни методи
За приготвянето на пътни емулсии се използват механични, хидродинамични и химични методи на диспергиране (смилане). Изборът на технология за приготвяне се определя от вида на емулгатора и вида на емулсията. Най-широко използваните механични методи за приготвяне на емулсии. За това се използват различни видове дисперсанти.
Когато емулсията се смеси с каменни материали, тя се разпада и комбинира битумни частици с каменен материал. Разграждането на емулсията става поради изпаряването на водата и абсорбирането на част от нея от материала, както и поради адсорбцията (абсорбцията) на емулгатора.
Скорост на разпадане на емулсията
Може да се регулира чрез въвеждане на подходящи добавки. Например, те ускоряват разграждането на калциеви, магнезиеви, железен сулфат и хлоридни соли и др.
Пътните битумни и катранени емулсии трябва да имат определени свойства, най-важните от които са:
- вискозитетът трябва да бъде 5-20 s, чиято стойност се избира в зависимост от метода на обработка на каменния материал и вида на получения продукт;
- по време на транспортиране и съхранение емулсията трябва да има определена устойчивост на разпадане, а стабилността се определя от състава и еднородността на структурата.
- скорост на разпадане (характеризира се с времеторазпад в минути) не трябва да надвишава стойностите, посочени в GOSTs и TS;
- склонност към повторно емулгиране, т.е. повторното емулгиране от отделения битум в присъствието на емулгатор и вода под въздействието на колелата на преминаващите превозни средства трябва да бъде минимално. На първо място, това свойство имат онези емулсии, в които количеството на емулгатора надвишава установените пропорции, т.е. които имат излишък от емулгатор.
По показателите на изброените свойства се съди за качеството на битумните и катранените емулсии.
Използване
Пътните емулсии се използват: за получаване на черен чакъл; порести, плътни трошени камъни и чакълесто-пясъчни материали, използвани при изграждането на структурни слоеве на настилки; за устройството на защитни слоеве с грапава повърхност; за грижа за прясно положен циментобетон и циментова почва; за фиксиране на откосите на основата и движещи се пясъци; за грундиране под асфалтобетонови слоеве, по време на ремонтни работи и като добавка за комплексно укрепване на почви (например цимент, вар и др.).
Бързо втвърдяващи анионни и катионни емулсии се използват за грундиране, повърхностна обработка и поддръжка на пресен бетон или циментов грунд.
Средно разлагащи се - за обработка на трошен камък, чакъл чрез импрегниране.
Бавно разпадащ се - за обработка на минерални материали чрез смесване на място.