Bitum emulsie

Informații generale despre emulsia de bitum

Emulsia de bitum (bitum lichid emulsionat) este un material de construcție artificial obținut prin amestecarea într-o instalație specială a unei soluții apoase de emulgator și bitum de petrol. Este un fluid omogen (cu consistență de lapte) lichid de culoare maro sau maro închis.

O emulsie este o dispersie (adică o distribuție uniformă) a picăturilor mici dintr-un lichid în altul. Picăturile lichidului disipat au în mod obișnuit un diametru de la 1 la 100 pm (0,001 până la 0,01 mm). Particularitatea este că, în condiții normale, aceste lichide nu sunt amestecate între ele (de exemplu, ulei și apă). Direct în procesul de amestecare, aceste substanțe pot forma o emulsie, dar după agitare se oprește, emulsia se pierd rapid stabilitate și divizat (picături mici de un lichid, care vor fi atrași unul de celălalt și, eventual, formează o peliculă continuă).
Pentru a preveni procesul de separare a unei substanțe de celălalt (pentru a da stabilitatea emulsiei), se utilizează emulgatori (substanțe care împiedică separarea bitumului și a apei).

Distincția emulsiei bituminoase de la alte tipuri de bitum

Diferite tipuri de bitum sunt utilizate pe scară largă în industria construcțiilor de drumuri ca liant în producția de diferite tipuri de amestecuri utilizate pentru asfaltarea suprafețelor rutiere. repararea drumurilor, tratarea suprafețelor bazelor rutiere și acoperirilor. În condiții normale (la o temperatură a aerului de 20 până la 30 ° C), bitumul este un material solid sau foarte vâscos impropriu pentru orice utilizare. Pentru ca acesta să fie utilizabil, el trebuie pus într-o stare lichidă, care poate fi realizată în 3 moduri:

Încălzire la 100-200 ° C până când bitumul obține sub formă lichidă suficientă adecvată pentru amestecarea cu un material mineral (în prepararea mixturilor asfaltice) sau pentru aplicare în forma sa pură, în suprafața drumului (când bazele tack asfaltiruemyh și acoperiri). amestec de asfalt fierte în bitum fierbinte este de obicei depozitat, transportat și aplicat la cald (cu excepția amestecuri bituminoase la rece stocabile care sunt preparate cu încălzire și magazin și plasate în frig).
Diluare cu ajutorul produselor rafinate. Bitumul vâscos este amestecat cu solvenți de petrol (kerosen, nafta, motorină, naftă, benzină etc.), obținându-se astfel o formă lichidă.
Emulsifiere cu o soluție apoasă de emulgator. Ca urmare a emulsificării bitumului, se obține o emulsie de bitum care, chiar și la o temperatură obișnuită (20-30 ° C), păstrează o formă lichidă care curge.

Principalele avantaje ale emulsiei bituminoase înaintea bitumului fierbinte și diluat sunt:

Economie. În producția de emulsie bituminoasă, se consumă 40-50% mai puțină energie decât în cazul preparării bitumului fierbinte care necesită încălzire. În plus, emulsia de bitum poate fi stocată într-o formă lichidă pentru o perioadă lungă de timp fără încălzire, ceea ce economisește de asemenea energie electrică.
Prelucrabilităii. Spre deosebire de bitumul cald și lichefiat, bitumul emulsionat poate fi utilizat cu materiale minerale reci și umede.
Compatibilitate ecologică. Emulsia de bitum nu generează substanțe nocive, cum ar fi bitumul cald și lichefiat în atmosferă, în timpul gătirii și nici în timpul utilizării, fiind de asemenea rezistente la foc și explozii.

In asfaltare folosind mixturile asfaltice calde și calde sunt fierte pe un bitum fierbinte (piatra amestec mastic de etanșare la cald sau amestecuri din aliaj ușor), pavaj se întărește și rezistența câștigurile ca răcire mix laid.

strat de asfalt aranjate prin mixturi asfaltice preparate în asfalt lichefiat (amestec organominerală rece) nu câștigă putere în timpul răcirii și prin evaporarea fracțiunilor de hidrocarburi ușoare conținute în solvent.

Asfalt și alte drumuri cu adaos realizate la bitum emulsionate (aliaj amestec emulsie-mineral, Slurry-Sil, Mikrosyurfeysing asfalt rece și asfaltogranulobeton) câștigă putere din dezintegrarea unei emulsii de bitum și apă (reacție descompunere este inițiată prin interacțiunea chimică a emulgatorului la mineral poze).

Scopul și domeniul de aplicare al emulsiei bituminoase

Scopul emulsiei bituminoase se datorează proprietăților sale. Este ușor de aplicat pe diverse suprafețe (inclusiv vertical) pătrunde prin porii materialului cu vâscozitate redusă, de asemenea, este bine miscibil cu material mineral (piatra, pietriș, nisip, praf mineral) solid conectându-le una de alta. Astfel, bitumul de petrol emulsionat are două funcții principale:

Funcția de tricotat - este utilizarea emulsiei pentru materialul mineral lipirea (piatra, pietriș, nisip, pulbere minerală) și între particule, care este indispensabilă în fabricarea de mixturi asfaltice (emulsie mineral, chernoschebenochnyh, frig, etc.).
Funcția de protecție - este de a proteja materialele și suprafețele de efectele mediilor corozive (soluții de apă și apă-sare).

Există mai multe domenii ale industriei, în care se poate aplica emulsia de bitum, cu toate acestea, consumatorii sunt principalele sale de inginerie civilă (impermeabilizare fundații, pereți și pardoseli), hidraulice (hidro hidroizolatii si structuri subterane) și industria de construcții de drumuri.

Pentru utilizarea industria construcțiilor rutiere emulsiei bituminoase este parte integrantă, deoarece acesta este utilizat într-o varietate de tehnologii colare drumuri pavate suprafata de acoperire prin tratament și crearea straturilor de uzură, tehnologia membranelor, precum și la prepararea mixturilor asfaltice. Principalele domenii în care se utilizează bitumul emulsionat sunt următoarele:

Pregătirea amestecurilor de drumuri pentru asfaltare, reparare și reabilitare a drumurilor
- Emulsii-amestecuri minerale pentru tratarea suprafețelor de acoperire cu asfalt și crearea straturilor protectoare de uzură
- Amestecuri organominerale pentru depozitarea drumurilor
- Amestecuri de asfalt remanufacturate rece pentru reciclarea la rece
Tratarea suprafețelor bazelor rutiere și trotuarelor
- Amorsarea bazelor rutiere și acoperirilor înainte de asfaltare ulterioară
- Tratarea impermeabilității suprafețelor suprafețelor rutiere
- Dedusting drumuri
- Fixarea nisipurilor mobile
- Consolidarea solurilor din partea superioară a șinei
- Dispozitiv de protecție cu membrană
Repararea lucrărilor asfaltice și preventive care împiedică distrugerea drumului
- Distrugerea crăpăturilor mici în trotuarul din beton asfaltic
- Hidroizolarea pavajelor din beton asfalt poros și învechit
- Repararea patch-urilor de asfalt printr-o metodă de injecție cu jet (pneumonbrabra)

Emulsia de bitum poate fi utilizată nu numai pentru construcția de trotuare din beton asfaltic, ci și pentru construcția drumurilor din beton de ciment. Introducerea amestecului de ciment-beton al emulsiei bituminoase este una dintre modalitățile de îmbunătățire a proprietăților fizice și mecanice ale betonului de ciment (rezistență la apă, îngheț și rezistență la fisurare).

Compoziția tipică a emulsiei bituminoase și a tehnologiei sale de producție

emulsii de bitum utilizate în industria construcțiilor de drumuri sunt, de obicei emulsii de tip direct ( „ulei în apă“ - M / V), în care asfaltul (30 până la 70%), sub formă de particule minuscule dispersate uniform în apă. În cazul emulsiilor de tip invers (apă în ulei - W / M), apa este dispersată în bitum (fracțiunea de masă este de 70-80%).

Componența componentelor bitumului emulsionat

Compoziția tipică a emulsiei rutiere de bitum include 5 componente principale:

1. Bitum (fracție de masă în emulsie de la 30 la 70%). În majoritatea cazurilor, pentru prepararea bitumului emulsionat se utilizează bitum de petrol vâscos de diferite grade (BND 90/130, BND 130/200, etc.). Pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și mecanice ale emulsiei în loc de bitum de petrol convențional poate fi utilizat, liant polimeric asfalt (WSP), care are o mai mare performanță și parametrii fizico-mecanice comparativ cu bitum convenționale.

2. Apă (fracție de masă în emulsie de la 15 la 70%).

3. Emulsifiant (fracție de masă în emulsie de la 0,15 la 3%). Emulgatori - o substanță care are capacitatea de a conferi stabilitate a emulsiei (preveni descompunerea sa). Ca emulgatori utilizați compuși activi de suprafață (surfactanți) solubil în ambele faze ale emulsiei (apă și bitum) sau într-una dintre ele (numai în apă sau numai în bitum). Cel mai adesea, în fabricarea de bitum emulsionate utilizate este emulgatori solubili în apă, care includ așa-numitele agenții tensioactivi anionici și cationici. În funcție de care dintre aceste două tipuri de agenți activi de suprafață utilizați în prepararea unei emulsii bitum, acesta va fi numit anionic (EBA - anionic bituminoasă emulsie) sau cationic (EBR - bitum cationic emulsie). In cazuri rare, solide pulberile minerale fin divizate (argile, oxizi, carbonați, sulfați, ciment, negru de fum, etc.) pot fi utilizate în locul agenților tensioactivi.

4. Stabilizator (fracție de masă în emulsie de la 0,05 la 0,5%). Ca stabilizator, se utilizează o soluție apoasă de clorură de calciu sau alte săruri solubile (se utilizează numai în emulsii cationice).

5. Acid (fracție de masă în emulsie de la 0,5 la 3%). Această componentă este necesară pentru creșterea stabilității emulsiei. În majoritatea cazurilor, se utilizează acid clorhidric (mai puțin frecvent, acetic sau ortofosforic).

Ca componente suplimentare, diferiți solvenți, diluanți, polimeri și, de asemenea, aditivi modificatori pot fi incluși în emulsia de bitum.

Bitum modificat cu emulsie - emulsie asfalt preparat pe asfalt modificat sau care cuprinde modificarea aditivilor (latex, polietilenă, rășini epoxidice, cauciuc sintetic, rasini sintetice, etc.).
Modificarea emulsiei bituminoase poate fi efectuată în două moduri:
1. Prin introducerea unui agent de modificare în faza apoasă a emulsiei sau direct în emulsie în timpul preparării sale.
2. Prin emulsificarea bitumului modificat.

Tehnologia de producere a bitumului emulsionat

Producerea emulsiei bituminoase se efectuează de obicei pe o instalație de emulsie, deși există alte dispozitive de dispersie. Plantele de emulsie pot fi lot (lot) sau continuu. Instalarea unei operațiuni discontinue permite un anumit control și control asupra procesului de producere a emulsiei din partea operatorului. Într-o instalare continuă, toate procesele (încălzirea apei, dozarea materialelor ...) se efectuează în modul semiautomat sau automat.

Elementul principal de lucru al instalației de emulsie este o moară coloidală. Este cu ajutorul lui bitumul dispersat în apă și amestecarea ulterioară a tuturor componentelor emulsiei. Înainte de dispersarea bitumul este încălzit la 100-160 ° C, faza apoasă este încălzită la 30-70 ° C (pentru a dizolva emulgatorul și emulsionare pentru a atinge temperatura dorită după amestecarea cu bitum).

Perioada de valabilitate a emulsiei terminate de la 1 până la 2 luni (în funcție de tipul și gradul de emulsie bituminoasă). Se depozitează în rezervoare cilindrice verticale la o temperatură a aerului de cel puțin 5 ° C. Emulsii bituminoase Transportarea finite pot fi realizate folosind bitum, distribuitoare de bitum, vagoane cisterna sau autocisterne, precum și în butoaie metalice.

Clasificarea emulsiilor bituminoase

După amestecarea cu materialul mineral (în prepararea amestecurilor pentru asfaltare) sau după aplicarea emulsii bituminoase la orice suprafață (pentru acoperire aderență și tratament de suprafață), aceasta trebuie să se transforme într-un film de bitum continuă să îndeplinească funcția sa ca un liant sau calitatea acoperirii protectoare. Acest proces de transformare se numește decădere.

Descompunerea emulsiei bituminoase - separarea bitumului de apă pentru a forma un film de bitum continuu. Poate să apară ca urmare a evaporării apei (în cazul unei emulsii anionice) sau prin interacțiunea chimică cu un material mineral (în cazul unei emulsii cationice).

Rata de descompunere a emulsiei bitumului - timpul în care bitumul se separă de apă și formează un film continuu. Rata de descompunere depinde de compoziția componentelor emulsiei, de dimensiunea particulelor bitumului, de reactivitatea emulsiei, de temperatura și umiditatea aerului și de alți parametri.

În funcție de rata de descompunere a emulsiei, există:

Dezintegrează rapid
Sredneraspadayuschiesya
Se descompune încet

În funcție de emulgatorul utilizat

Anionic (EBA - emulsie anionică bituminoasă). Ca emulgator, se utilizează un surfactant anionic (surfactant). În funcție de rata de descompunere, emulsiile anionice sunt împărțite în:
- EBA-1 - emulsie de bitum anionic care descompune rapid.
- EBA-2 - mijlocul căderii.
- EBA-3 - încet încet.
Cationic (EBC - emulsie cationică bituminoasă). Ca emulgator, se utilizează un surfactant cationic. În funcție de viteza de descompunere, emulsiile de bitum cationic sunt împărțite în:
- EBC-1 este o emulsie bituminoasă cationică cu dezintegrare rapidă (utilizată pentru tratarea suprafeței și amorsarea suprafeței prin umplere sau pulverizare).
- EBR-2 - sredneraspadayuschayasya (utilizat pentru pavarea drumurilor și tack de etanșare, înainte de asfaltare, utilizat pentru prepararea amestecurilor de asfalt la rece și la rece stocate regenerate amestec asfalt).
- EBC-3 - se dezintegrează lent (se utilizează pentru etanșarea suprafețelor rutiere și grundurilor înainte de asfalt, precum și pentru prepararea amestecurilor emulsii-minerale turnate).

Pentru a îmbunătăți performanța emulsiei bituminoase, prepararea sa poate fi realizată nu pe bitum de ulei obișnuit, ci pe liant polimeric-bitum (PBW). În acest caz, emulsia rezultată are următoarele marcaje:

EBBA - emulsie polimer bituminoasă anionică. În funcție de rata de decădere:
- EBBA-1 - emulsie anionică din polimer bitum descompus rapid.
- EBPA-2 - mijlocul căderii.
- EBPA-3 - încet încet.
EBCS - emulsie cationică cu emulsie de polimeri bituminoși. În funcție de rata de decădere:
- EBCS-1 - emulsie cationică de polimer bitum descompunere rapidă.
- EBCS-2 - rupere la mijloc.
- EBCS-3 - încet încet.

Anionice emulsii bituminoase se descompun în timpul evaporării apei, iar acest proces depinde în mare măsură de condițiile meteorologice (temperatură și umiditate), ceea ce complică utilizarea sa în construcția de drumuri. Din aceste motive, marea majoritate a cazurilor în industria construcțiilor de drumuri, se preferă emulsii bituminoase cationice (EBC), procesul de descompunere este determinată de caracteristicile materialului mineral (piatra sparta, pietriș, nisip, praf mineral) la care este reacționat această emulsie. Emulsia cationică permite predicția mai precisă a ratei de degradare, care este un factor important în producerea de lucrări.