Приготовление битумных эмульсий: Технология производства битумных эмульсий

27. Технология приготовления битумных эмульсий.

Технология
производства битумных эмульсий.
Битумные эмульсии представляют собой
дисперсные системы, состоящие в основном
из битума и воды, в которых одна из
жидкостей распределена в виде мелких
капель в другой жидкости. Дробление
(диспергирование) битума в воде
производят, как правило, в механизмах
типа коллоидных мельниц, называемых
гомогенизаторами или диспергаторами.

Независимо
от конструкции аппарата, этот процесс
состоит в следующем: сначала битум
дробится на отдельные капли. Большие
сферические капли в силовом потоке
деформируются в цилиндрики. При
определенном соотношении длины, диаметра
цилиндрика битума (критические размеры)
он самопроизвольно распадается на
большую и малую капли. Процесс повторяется
до тех пор, пока большая капля не станет
равна малой (0,01 мкм).

Системе
необходимо придать агрегатную
устойчивость, то есть устойчивость
против слипания капель. Это достигается
введением в систему третьего компонента
(эмульгатора) в виде поверхностно-активного
вещества (ПАВ), концентрирующегося на
поверхности раздела фаз (битума и воды).
Молекулы эмульгатора, адсорбируясь на
поверхности раздела капелек битума,
образуют защитные слои вокруг них и
предотвращают слипание. Асимметрично
построенные молекулы эмульгатора
ориентируются следующим образом на
границе раздела: полярные группы
направлены к водной фазе, образуя
внешнюю часть защитной оболочки,
неполярные — втянуты в битум. В состав
защитных слоев входят также молекулы
воды.

Для
придания защитным слоям структурно-механической
прочности необходимо, чтобы водородный
показатель (рН) водной фазы был в
определенных пределах. Для этих целей
при приготовлении катионных битумных
эмульсий используют соляную кислоту.

Таким
образом, на внешней поверхности капелек
диспергированного битума образуется
стабилизирующий слой эмульгатора,
препятствующий слиянию капелек,
расслоению и разрушению (распаду
эмульсий).

В
настоящее время в России и за рубежом
предпочтение отдается катионным
битумным эмульсиям. Принципиальная
схема производства битумных эмульсий
показана на схеме (рис.4.4)

Технологический
процесс производства катионных битумных
эмульсий включает выполнение следующих
технологический операций:

• подготовка
  битума, включая его подачу из мест
  хранения, нагрев до рабочей температуры
  и в случае необходимости обезвоживание;

• приготовление
  водного раствора эмульгатора, включая
  подачу из мест хранения и дозировку
  воды, эмульгатора, соляной кислоты, их
  перемешивание и нагрев;

• приготовление
  эмульсии путем смешивания битума и
  водного раствора эмульгатора;

• хранение
  битумной эмульсии и ее погрузка в
  транспортные средства;

• производство
  тепловой энергии для нагрева и
  поддержания рабочей температуры битума
  и водного раствора эмульгатора.

Рис.4.4.
Производство катионных битумных
эмульсий

Контроль
качества эмульсий.
Эмульсия должна иметь цвет от светло-
до темно-коричневого. По внешнему виду
эмульсия должна быть однородной и не
должна разбавляться водой.

Приготовлению
эмульсий в установке должен предшествовать
подбор ее состава в лабораторных
условиях. Особое внимание уделяется
выбору эмульгатора, который определяет
все основные свойства эмульсии:
эмульгируемость битума, устойчивость
эмульсии при хранении, транспортировании,
перекачивании насосами, распыление
форсунками, взаимодействие эмульсии
с минеральными материалами, скорость
формирования битумной пленки после
нанесения эмульсии, водостойкость этой
пленки и т.д.

Главным
критерием при выборе эмульгатора
является вид дорожно-строительных
работ. Для устройства слоев поверхностной
обработки и подгрунтовки используют
эмульсии классов ЭБК-1 и ЭБПК-1, для
ямочного ремонта — ЭБК-2 и ЭБПК-2, для
приготовления плотных эмульсионно-минеральных
смесей — ЭБК-3 и ЭБПК-3 по ГОСТ Р 52128-2003.

Соляную
кислоту в состав водного раствора
эмульгатора для катионных эмульсий
необходимо вводить в таком количестве,
чтобы водородный показатель (рН) был в
пределах от 2 до 4. Этот показатель
контролируется индикаторной бумагой,
либо потенциометром.

При
применении экспресс-метода полоску
индикаторной бумаги опускают в испытуемый
раствор, вынимают из него и немедленно
сравнивают полученную окраску бумаги
с прилагаемой цветностью, соответствующей
различным значениям рН.

Для
определения рН потенциометром используют
рН-метры. Измерения осуществляются в
соответствии с инструкциями, прилагаемыми
к приборам.

Концентрацию
битума в эмульсии назначают в пределах
45-65% в зависимости от вида дорожно-строительных
работ и погодных условий.

В
процессе приготовления эмульсий следует
контролировать:

• температуру
  битума, которая должна быть в пределах
  120-140⁰С;

• дозировку
  каждого компонента;

• температуру
  водного раствора эмульгатора, которая
  должна быть в пределах 55-60⁰С;

• температуру
  готовой эмульсии на выходе из коллоидной
  мельницы, которая должна быть в пределах
  80-90⁰С.

Особое
внимание должно быть уделено дозировке,
так как она влияет на качество и стоимость
продукции. Она производится дозирующими
объемными насосами с регулируемым
числом оборотов. Оперативный контроль
качества готовой эмульсии на выходе
из гомогенизатора производят периодически
визуально путем погружения стеклянной
палочки в готовую эмульсию. При хорошем
качестве эмульсии палочка покрывается
темно-коричневой пленкой. Не допускается
в пленке комочков или нитей битума.

Приемку
эмульсии производят партиями. Размер
партии эмульсии устанавливают в
количестве сменной выработки одной
установки, но не более 50 т.

Для
контроля качества эмульсий в соответствии
с требованиями ГОСТ Р 52128-2003 проводят
входной. операционный, приемосдаточные
и периодические испытания. Порядок
проведения входного контроля партии
поступивших материалов для приготовления
эмульсий, а также порядок проведения
операционного контроля определяется
технологической документацией
завода-изготовителя.

Для
контроля качества эмульсии следует
отбирать не менее 3-4 точечных проб через
30 мин после выпуска эмульсии и далее с
интервалом от 1 до 24 в зависимости от
производительности установки. Каждая
проба должна быть не менее 2 л. Точечные
пробы объединяют и тщательно перемешивают.
Приемосдаточные испытания необходимо
проводить ежемесячно при испытаниях
объединенной пробы, отобранной одной
установки. Приемосдаточные испытания
производят по следующим показателям:
содержание вяжущего с эмульгатором:
условную вязкость, устойчивость при
перемешивании с минеральными материалами;
остаток на сите с сеткой № 014.

При
получении неудовлетворительных
результатов испытаний хотя бы по одному
показателю необходимо провести повторное
испытание эмульсии по этому показателю,
отбирая удвоенное число проб.

Периодические
испытания следует производить не реже
одного раза в месяц, а также каждый раз
при смене поставщика материалов,
применяемых для приготовления эмульсий.

При
периодических испытаниях определяют
устойчивость при хранении, сцеплении
с минеральными материалами,
физико-механические свойства остатка
после испытания воды из эмульсии.

48

Способ приготовления битумной эмульсии

Изобретение относится к области приготовления битумных эмульсий и может быть использовано в дорожном строительстве в качестве вяжущего для органоминеральных смесей, холодных асфальтобетонов, поверхностной обработки, при устройстве безрулонных кровель и гидроизоляционной защиты, в составе комбинированных вяжущих при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог. Технический результат: повышение устойчивости битумной эмульсии при хранении и транспортировании, сокращение процесса омыления эмульгатора. Способ приготовления битумной эмульсии, включающий приготовление эмульгатора из катионного поверхностно-активного вещества, перемешиванием его с подогретым раствором кислоты до полного растворения с последующим введением в готовый водный раствор эмульгатора разогретого битума при перемешивании. При этом предварительно водный раствор соляной или ортофосфорной кислоты соединяют с частью эмульгатора в количестве 25-75% от расчетного, а остальную часть эмульгатора добавляют в разогретый битум при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: битум — 60,0-70,0, катионный эмульгатор — 0,15-2,0, катионный латекс — 2,0-6,0, керосин — 0,5-2,0, хлористый кальций — 0,1-0,5, соляная или ортофосфорная кислота — 0,10-2,0, вода — остальное, при этом отношение кислоты к общему количеству эмульгатора составляет 0,6-1,0.

Изобретение относится к области приготовления битумных эмульсий и может быть использовано в дорожном строительстве в качестве вяжущего для органоминеральных смесей, холодных асфальтобетонов, поверхностной обработки, при устройстве безрулонных кровель и гидроизоляционной защиты, в составе комбинированных вяжущих при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог.

Более конкретно, заявляемое изобретение относится к битумной эмульсии катионного типа, предназначенной для использования в качестве связующего в дорожном строительстве, ремонте, содержании дорог, переработке старых асфальтовых дорожных покрытий или в строительных работах.

Известны битумные эмульсии с использованием эмульгаторов, для приготовления которых используют высокомолекулярные жирные кислоты и их эфиры, содержащиеся, например, в госсиполовой смоле (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №612925, МПК2 С07С 51/52, опубл. 30.06.78, бюл. №24), в остатках производства жирных кислот таллового масла, талловом пеке, (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №933857, МПК2 Е01С 7/24, опубл. 07.06.82, бюл. №21), кубовых остатках синтетических жирных кислот, либо в продуктах их окисления, в жировой массе с добавлением раствора щелочи, (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №731999, МПК2 В01F 17/00, опубл. 05.05.80, бюл. №17). В описанных эмульсиях эти вещества, вступая в реакцию нейтрализации со щелочью, образуют соли, обладающие поверхностно-активными свойствами, молекулы которых, адсорбируясь на поверхности раздела капелек битума, образуют защитные слои вокруг них и предотвращают их коалесценцию (слияние) и расслоение эмульсии. Указанные аналоги имеют склонность к расслоению, недостаточную стойкость при хранении.

Известен аналог битумная эмульсия в соответствии с описанием к патенту РФ №2185878 С1, МПК 7 В01F 17/00, опубл. 27.07.2002, бюл. №21, которая содержит битум и эмульгатор с вторичным продуктом переработки хлопкового масла (ОПХМ), образующегося после дисцилляции жирных кислот хлопкового масла, со щелочью — едким натром или едким кали при следующем соотношении компонентов, мас.%:

В этом аналоге сначала получают эмульгатор из вторичного продукта переработки хлопкового масла (отходов производства хлопкового масла ОПХМ) его перемешиванием с подогретым раствором щелочи в течение трех часов до полного растворения ОПХМ, а затем в готовый водный раствор эмульгатора вводят тонкой струей разогретый битум при перемешивании со скоростью 300 об/мин. Однако этот способ также не дает возможность получить достаточно устойчивую эмульсию вследствие образования крупных частиц битума в эмульсии ввиду высокого поверхностного натяжения частиц битума. Другими недостатками являются длительность процесса омыления жировой массы эмульгатора, составляющая три и более часа, невысокая производительность установки по производству битумной эмульсии, большие энергетические затраты такого производства.

Недостатком этой битумной эмульсии является недостаточная ее устойчивость при хранении вследствие невозможности получения достаточно тонкодисперсных эмульсий ввиду высокого поверхностного натяжения частиц битума, обусловливающего значительность их размеров. Другими недостатками являются длительность процесса омыления эмульгатора, составляющая три и более часа, невысокая производительность установки по производству битумной эмульсии, большие энергетические затраты, а также большой расход битума.

Наиболее близким аналогом является битумная эмульсия и способ ее приготовления в соответствии с описанием к патенту РФ №2258075, МПК 7 C08L 95/00, B01F 17/00, опубл. 2005.08.10, в котором:

1. Битумная эмульсия, содержащая битум и эмульгатор из жировой массы в виде вторичного продукта переработки хлопкового масла с едким натром или едким кали и водой, отличающаяся тем, что жировая масса дополнительно содержит флотогудрон, являющийся кубовыми остатками дистилляции жирных кислот растительных масел, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

при этом соотношение вторичного продукта переработки хлопкового масла и флотогудрона составляет 40-70:60-30.

2. Способ приготовления битумной эмульсии по п.1, включающий приготовление эмульгатора из части смеси жировой массы в виде вторичного продукта переработки хлопкового масла и флотогудрона, представляющего собой кубовые остатки дистилляции жирных кислот растительных масел, при перемешивании ее с подогретым раствором в воде едкого натра или едкого кали до полного растворения вышеуказанной смеси с получением готового водного раствора эмульгатора с последующим введением в него при перемешивании разогретого битума, в который добавлена при перемешивании остальная часть.

Недостатки: недостаточно высокая устойчивость битумной эмульсии при хранении и транспортировании, низкая концентрация битума в эмульсии, что существенно увеличивает время формирования материалов, приготовленных на ее основе, используемые ингредиенты позволяют получить анионные битумные эмульсии, взаимодействующие с минеральными материалами только карбонатных пород, что ограничивает область применения.

Техническим результатом является повышение устойчивости битумной эмульсии при хранении и транспортировании, сокращение процесса омыления эмульгатора.

Технический результат достигается тем, что способ приготовления битумной эмульсии, включающий приготовление эмульгатора из катионного поверхностно- активного вещества, перемешивание его с подогретым раствором кислоты до полного растворения с последующим введением в готовый водный раствор эмульгатора разогретого битума при перемешивании, отличающийся тем, что предварительно водный раствор соляной или ортофосфорной кислоты соединяют с частью эмульгатора в количестве 25-75% от расчетного, а остальную часть эмульгатора добавляют в разогретый битум при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

при этом отношение кислоты к общему количеству эмульгатора составляет 0,6-1,0.

Технический результат достигается в способе приготовления битумной эмульсии. Битумная эмульсия согласно заявляемому изобретению приготовляется способом, отличающимся следующими этапами: прием и подготовка битума, приготовление водного раствора эмульгатора, смешение битума и водной смеси в коллоидной мельнице.

За счет введения части эмульгатора непосредственно в битум приготовлением водного раствора эмульгатора, содержащего оставшуюся часть в емкости, куда согласно рецептуре из расходных баков закачивается вода, после чего в нее подается кислота, а затем эмульгатор при отношении кислоты к общему количеству — 0,6-1,0.

Именно благодаря такой последовательности в способе приготовления улучшается дисперсность эмульсии, уменьшаются размеры частиц эмульсии, средний размер частиц дисперсной фазы на 3-10% меньше, чем в известных способах аналогов. В результате чего повышается стабильность битумной эмульсии в 3 раза. Активируется поверхность частиц битума и облегчается его эмульгирование, что приводит к повышению устойчивости битумной эмульсии при хранении и транспортировании.

Процесс омыления эмульгатора происходит, как во время приготовления водного раствора, так и при взаимодействии водного раствора с битумом, что позволяет сократить общую продолжительность технологического процесса.

Технический результат достигается составом битумной эмульсии, содержащей битум, катионный эмульгатор, катионный латекс, керосин, хлористый кальций, соляную или ортофосфорную кислоту, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 0,6-1,0.

Новым в способе является то, что отношение кислоты к общему количеству эмульгатора составляет 0,6-1,0.

В таком составе и сочетании ингредиентов получается битумная эмульсия с более высокой устойчивостью при хранении и транспортировании, сокращением процесса омыления эмульгатора.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ приготовления битумной эмульсии отличается от известных повышением устойчивости битумной эмульсии при хранении и транспортировании, сокращением процесса омыления эмульгатора.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный способ приготовления соответствует критерию «новизна».

Анализ известных технических решений (аналогов) в области приготовления битумных эмульсий позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом способе приготовления битумной эмульсии, и признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».

Все отличительные признаки заявляемого технического решения являются существенными, т.к. влияют на достижение технического результата и находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом, а именно с помощью заявляемого способа обеспечивается приготовление битумной эмульсии с более высокой устойчивость при хранении и транспортировании, сокращение процесса омыления эмульгатора.

Необходимо отметить, что все вышеперечисленные признаки заявляемого изобретения при проведении патентного и информационного поиска в уровне техники не обнаружены, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности, предусмотренной ст.4 Патентного закона РФ.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Способ приготовления битумной эмульсии предусматривает следующие стадии: прием и подготовка битума, приготовление водного раствора эмульгатора, смешение битума и водной смеси в коллоидной мельнице.

Прием битума, нагретого до температуры 136°-144°С, осуществляется в емкость, имеющую перемешивающее устройство и оборудованную подогревом. В битум через дозирующее устройство подается определенное количество эмульгатора и полученная смесь тщательно перемешиватся. При необходимости битум подогревается до необходимой температуры.

Для приготовления водного раствора эмульгатора в емкость согласно рецептуре закачивается вода, после чего в нее подается кислота, эмульгатор при отношении кислоты и общего количества эмульгатора 0,6-1,0, при необходимости — 49% раствор хлористого кальция (стабилизатора), и содержимое перемешивается. После проверки водородного показателя рН раствор, при необходимости, разбавляется водой до требуемой концентрации и подогревается до расчетной температуры 35-45°С. В коллоидной мельнице осуществляется приготовление эмульсии: сначала подают водный раствор эмульгатора, потом битум, латекс при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 0,6-1,0.

Битум и водный раствор, проходя через коллоидную мельницу, образуют битумную эмульсию, которая далее по трубопроводу направляется в в емкости для хранения. По окончании процесса система промывается водным раствором, который также направляется в емкость для хранения. Температура готовой эмульсии, выходящей из мельницы, равна 85-94°С.

Технология приготовления битумной эмульсии указанного качественного и количественного состава отражена в описанных ниже примерах.

Пример 1.

Способ приготовления битумной эмульсии предусматривает следующие стадии: прием и подготовка битума, приготовление водного раствора эмульгатора, смешение битума и водной смеси в коллоидной мельнице.

Прием битума, нагретого до температуры 136°-144°С, осуществляется в емкости, имеющей перемешивающее устройство и оборудованной подогревом. В битум через дозирующее устройство подается эмульгатор в количестве 25% от предусмотренного составом и полученная смесь тщательно перемешивается. При необходимости битум подогревается до нужной температуры.

Для приготовления водного раствора эмульгатора в емкость согласно рецептуре закачивается вода, после чего в нее подается кислота, оставшееся количество эмульгатора при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 0,67, при необходимости — 49% раствор хлористого кальция (стабилизатора), и содержимое перемешивается. После проверки водородного показателя рН раствор, при необходимости, разбавляется водой до требуемой концентрации и подогревается до расчетной температуры 35° — 45°С. В коллоидной мельнице осуществляется приготовление эмульсии: сначала подают водный раствор эмульгатора, потом битум, латекс при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Битум и водный раствор, проходя через коллоидную мельницу, образуют битумную эмульсию, которая далее по трубопроводу направляется в емкости для хранения. По окончании процесса система промывается водным раствором, который также направляется в емкость для хранения. Температура готовой эмульсии, выходящей из мельницы, равна 85°-94°С.

Пример 2.

Способ приготовления битумной эмульсии осуществляется по примеру 1 с введением в битум эмульгатора в количестве 75% от предусмотренного составом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 1,0.

Пример 3.

Способ приготовления битумной эмульсии осуществляется по примеру 1 с введением в битум эмульгатора в количестве 24% от предусмотренного составом при следующем соотношении ингредиентов мас. %:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 0,57.

Пример 4.

Способ приготовления битумной эмульсии осуществляется по примеру 1 с введением в битум эмульгатора в количестве 76% от предусмотренного составом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 1,05.

Пример 5.

Способ приготовления битумной эмульсии осуществляется по примеру 1 с введением в битум эмульгатора в количестве 30% от предусмотренного составом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при отношении кислоты к общему количеству эмульгатора 0,9.

Битумная эмульсия, приготовленная по примерам 3, 4, не соответствует показателям качества. Повышение устойчивости эмульсии при хранении и транспортировании, сокращение процесса омыления эмульгатора проявляются при приготовлении ее в примерах 1, 2, 5.

Технико-экономический эффект

Реализация предлагаемого способа позволит получить битумную эмульсию, повысить стабильность битумной эмульсии в 3 раза при хранении и транспортировании, повысить эффективность использования заводов по выпуску битумных эмульсий.

Способ приготовления битумной эмульсии, включающий приготовление эмульгатора из катионного поверхностно-активного вещества, перемешиванием его с подогретым раствором кислоты до полного растворения с последующим введением в готовый водный раствор эмульгатора разогретого битума при перемешивании, отличающийся тем, что предварительно водный раствор соляной или ортофосфорной кислоты соединяют с частью эмульгатора в количестве 25-75% от расчетного, а остальную часть эмульгатора добавляют в разогретый битум при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при этом отношение кислоты к общему количеству эмульгатора составляет 0,6-1,0.

Обзор процесса производства битумной эмульсии в дорожном строительстве

Битумная эмульсия представляет собой жидкий продукт, в котором битум взвешен в водной среде в тонкоизмельченном состоянии и стабилизирован соответствующим материалом. В Индии обычно используются катионные эмульсии. Количество битума в эмульсии составляет около 60%, остальное – вода.

Битумные эмульсии обычно используются в таких методах консервации дорожных покрытий, как заделка щепы, заделка туманом и микропокрытие, целью которых является сохранение свойств поверхности дороги при сохранении структурных слоев под ней.

Процесс производства

Производство Битумная эмульсия в дорожном строительстве делится на два этапа: сначала приготовление водной фазы, а затем производство эмульсии. Водная фаза состоит из воды, эмульгатора, кислоты (или щелочи) и других добавок в специальном резервуаре. Смесь тщательно перемешивается. Предварительно смешанную водную фазу вводят в битум при создании эмульсии.

Пакетный процесс использует небольшое количество компонентов и может управляться вручную. Точность дозировки компонентов определяет качество эмульсии. В результате процесс должен быть автоматизирован. Необходимость в закрытой системе дозирования продиктована рисками химических веществ для окружающей среды и здоровья.

Непрерывный процесс включает нагрев воды и непрерывное дозирование всех компонентов с помощью отдельного насоса для каждого компонента. Нет необходимости в расходных баках. Кроме кислоты, которая дозируется по показаниям рН-метра водной фазы, этот процесс требует автоматизации с точным контролем дозировки материала.

Базовые знания

Битум распыляется на микроскопические частицы, которые склонны коалесцировать во время эмульгирования. Чтобы уменьшить размер битумных частиц и предотвратить их коалесценцию после диспергирования, хорошая эмульсия требует правильного приложения механической энергии.

Коллоидная мельница, продолжительность присутствия компонента в мельнице, концентрация и тип эмульгатора, а также температура эмульгирования — все это влияет на размер частиц. При эмульгировании вязкость битума не должна превышать 500 сСт. Битум необходимо подогреть перед подачей в мельницу, если этот параметр не соблюдается.

Водную фазу также можно нагреть до 30-70oC для лучшего растворения ПАВ. Гидрофильная природа поверхностно-активного вещества определяет точный процесс стабилизации эмульгатора. Коагуляции частиц битума можно избежать, если эмульгатор имеет большую гидрофильную группу.

Итак, это все основные знания о битумной эмульсии в дорожном строительстве и процессе, в котором она используется.

В настоящее время битум в основном используется в строительстве и обслуживании дорог. Битумные эмульсии представляют собой дисперсию битума в непрерывной водной фазе, стабилизированную добавлением эмульгатора. При высоких температурах их готовят в виде битумной эмульсии в дорожном строительстве, а при комнатной температуре применяют в виде твердых дисперсий. Битумные эмульсии Bedrock обычно используются в дорожном строительстве в сочетании с минеральным заполнителем.

Битумная эмульсия – виды, применение, преимущества и производство

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Что такое битумная эмульсия?
• Производство битумной эмульсии
  • Шаг 1:
  • Шаг 2:
• Типы битумной эмульсии
  • 1. На основе времени
  • 2. Ограничения на поверхности
• 2. Ограничения.
  • Преимущества и применение битумных эмульсий:
  • Ограничения битумной эмульсии

Что такое битумная эмульсия?

Битумная эмульсия представляет собой смесь мелких капель битума и воды. Но поскольку битум является нефтепродуктом, он не смешивается с водой, а поскольку он липкий по своей природе, он не распадается на мелкие капли. Для решения этой проблемы используется эмульгатор.
Эмульгатор можно определить как поверхностно-активное вещество. Эмульгатор сохраняет битум в виде мелких капель, не позволяя ему смешиваться с другими каплями. Поскольку капли очень мелкие, они суспендируют в воде.
«Следовательно, битумная эмульсия представляет собой дисперсную жидкость, состоящую из трех продуктов, т.е. воды, битума и эмульсии».

Производство битумной эмульсии

Производство битумной эмульсии происходит в два простых этапа:

Шаг 1:

Во-первых, вода смешивается с соответствующим эмульгатором и другими химическими реагентами. Выбор эмульгатора зависит от его ионной природы смеси.

Шаг 2:

Теперь водную смесь эмульгатора добавляют к битуму в коллоидной мельнице. Количество добавляемого битума зависит от характера использования битумной эмульсии. Если он используется для важных работ, то процент может варьироваться от 60 до 70%.
Средний диапазон битумной смеси составляет от 40 до 70%.
Коллоидная мельница разбивает битум на очень мелкие капли. Средний размер капли битума составляет около 2 микрон. Но капли пытаются соединиться друг с другом и заставить его осесть.
Но добавленный эмульгатор создает покрытие поверхностного заряда вокруг каждой капельки битума, что помогает держаться подальше друг от друга, с другой стороны, а также удерживает капли в диспергированной и взвешенной форме.
Смесь, полученная из коллоидной мельницы, хранится в резервуарах для хранения и используется по потребности.

Типы битумной эмульсии

Битумная эмульсия подразделяется на два типа:

1. На основе времени схватывания

Когда битумная эмульсия наносится на заполнитель для дорожных работ, вода испаряется, оставляя после себя капли битума. Эти капли растекаются по заполнителю, связываются друг с другом и в конечном итоге набирают силу.
В зависимости от времени, необходимого витаминной эмульсии для испарения воды и времени отделения частиц от воды, битумная эмульсия подразделяется на 3 типа в зависимости от времени схватывания:

а) Медленно схватывающаяся эмульсия

В этом типе эмульсии используется специальный тип эмульгатора для замедления процесса испарения воды. Этот тип эмульгатора относительно стабилен.

b) Эмульсия среднего затвердевания

Этот тип битумной эмульсии не разрушается, как при нанесении на заполнитель. Процесс испарения начинается, когда мелкая пыль минерала смешивается с эмульсионной смесью заполнителя.

в) Быстросхватывающаяся эмульсия

Этот тип битумной эмульсии быстро разрушается, поскольку он вступает в контакт с заполнителем, что способствует быстрому схватыванию и быстрому отверждению.

2. На основе поверхностного заряда

В зависимости от типа поверхностного заряда они делятся на 2 типа:

• Анионная битумная эмульсия
• Катионная битумная эмульсия

В анионной битумной эмульсии крошечные капельки битума заряжаются электроотрицательно. В катионной битумной эмульсии мельчайшие капельки битума заряжены положительно.
Средней и обычно используемой между эмульсиями является катионная между эмульсиями.
Выбор положительной или отрицательной подпитки между эмульсиями зависит от минерального состава заполнителя, на котором она используется.
Пример: В случае заполнителей с высоким содержанием кремнезема поверхность заполнителя кремнезема заряжена положительно, поэтому используется катионная битумная эмульсия, которая способствует лучшему распределению и связыванию битума с заполнителями.

Преимущества и ограничения битумной эмульсии

Преимущества и применение битумной эмульсии:

• Битумная эмульсия широко используется в битумном дорожном строительстве. Помимо этого, они используются для технического обслуживания и ремонта.
• Эмульсии можно использовать в сырую погоду, даже если идет дождь.
• Экологичен, так как на водной основе.

Эмуляция битума

• также используется для стабилизации грунта в пустынных районах.
• Не требует дополнительного нагрева при укладке.