Что такое битумная эмульсия: Битумные эмульсии – Selena

Битумные эмульсии – Selena

Битумная эмульсия (эмульгированный жидкий битум) — искусственный строительный материал получаемый путём смешения в специальных установках водного раствора эмульгатора и нефтяного битума. Представляет собой однородную текучую (с консистенцией молока) жидкость коричневого или тёмно-коричневого цвета.

Эмульсия — это дисперсия (т. е. равномерное распределение) мелких капель одной жидкости в другой. Капли рассеиваемой жидкости обычно имеют диаметр от 1 до 100 мкм (0,001–0,01 мм). Особенность заключается в том, что при обычных условиях такие жидкости друг с другом не смешиваются (например, масло и вода). Непосредственно в процессе перемешивания эти вещества могут образовывать эмульсию, однако после того, как перемешивание прекратится, эмульсия быстро потеряет стабильность и разделится (мелкие капли одной жидкости притянутся друг к другу и со временем образуют сплошную пленку).

Для того, чтобы воспрепятствовать процессу отделения одного вещества от другого (придать эмульсии стабильность), применяются эмульгаторы (вещества замедляющие разделение битума и воды).

Отличие битумной эмульсии от других видов битума

Различные виды битума широко применяются в дорожно-строительной отрасли в качестве вяжущего материала при производстве различных типов смесей используемых для асфальтирования дорожных покрытий, ремонта дорог, поверхностной обработки дорожных оснований и покрытий. В обычных условиях (при температуре воздуха от 20 до 30 °С) битум представляет собой твердый или сильно вязкий материал непригодный для какого-либо применения. Для того, чтобы его можно было использовать он должен быть переведен в жидкое состояние, что может быть достигнуто 3 способами:

• Нагреванием до 100–200 °С, пока битум не приобретет достаточно жидкую форму, удобную для перемешивания с минеральными материалами (при приготовлении асфальтобетонных смесей) или для нанесения в чистом виде на дорожную поверхность (при подгрунтовке оснований и асфальтируемых покрытий).
• Разжижением с помощью продуктов нефтеперегонки. Вязкий битум смешивается с нефтяными растворителями (керосином, нафтой, дизтопливом, лигроином, бензином и др. ) приобретая таким образом жидкую форму.
• Эмульгированием с помощью водного раствора эмульгатора. В результате эмульгирования битума получается битумная эмульсия, которая даже при обычной температуре (20–30 °С) сохраняет жидкую текучую форму.

Основными преимуществами битумной эмульсии перед горячим и разжиженным битумом являются:

• Экономичность. При производстве битумной эмульсии затрачивается на 40–50 % меньше электроэнергии, чем при приготовлении горячего битума требующего нагревания. Кроме того, битумная эмульсия может сохраняться в жидкой форме длительное время без подогревания, что также экономит электроэнергию.
• Технологичность. В отличие от горячего и разжиженного битума, эмульгированный битум может использоваться с холодными и влажными минеральными материалами.
• Экологичность. Битумная эмульсия ни при приготовлении, ни при использовании не выделяет в атмосферу такого объёма вредных веществ как горячий и разжиженный битум, являясь также пожаро- и взрывобезопасной.

При асфальтировании дорог с применением горячих и теплых асфальтобетонных смесей которые приготовлены на горячем битуме (щебеночно-мастичные смеси, горячие уплотняемые или литые смеси), дорожное покрытие затвердевает и набирает прочность по мере остывания уложенной смеси.

Асфальтированное покрытие устроенное с помощью асфальтобетонных смесей приготовленных на разжиженном битуме (холодные органоминеральные смеси), набирает прочность не в процессе остывания, а за счет испарения легких углеводородных фракций содержащихся в растворителе.

Асфальтобетонные и другие дорожно-строительные смеси приготовленные на эмульгированном битуме (литые эмульсионно-минеральные смеси, Сларри-Сил, Микросюрфейсинг, холодный асфальт и асфальтогранулобетон) набирают прочность в процессе распада эмульсии на битум и воду (реакция распада инициируется за счет химического взаимодействия эмульгатора с минеральным материалом).

Назначение и область применения битумной эмульсии

Назначение битумной эмульсии обусловлено ее свойствами. Она легко наносится на различные поверхности (в том числе и вертикальные) проникая благодаря невысокой вязкости в поры материалов, также она хорошо смешивается с минеральными материалами (щебень, гравий, песок, минеральный порошок) прочно связывая их между собой. Таким образом эмульгированный нефтяной битум выполняет 2 основные функции:

• Вяжущая функция — заключается в использовании эмульсии для связывания минеральных материалов (щебень, гравий, песок, минеральный порошок) и их частиц между собой, что является необходимым условием при производстве асфальтирующих смесей (эмульсионно-минеральных, чернощебеночных, холодных и др.).
• Защитная функция — заключается в защите материалов и поверхностей от воздействия агрессивных сред (воды и водно-солевых растворов).

Существует множество сфер промышленности в которых может применяться битумная эмульсия, однако основными ее потребителями являются гражданское строительство (гидроизоляции фундаментов, стен и полов), гидротехническая (гидроизоляция гидротехнических и подземных сооружений) и дорожно-строительная отрасль.

Для дорожно-строительной отрасли использование битумной эмульсии стало неотъемлемой частью, так как она применяется во множестве технологий ямочного ремонта дорог, поверхностной обработки асфальтированных покрытий и создания слоев износа, мембранных технологий, а также при приготовлении асфальтобетонных смесей. Основные направления в которых применяется эмульгированный битум следующие:

• Приготовление дорожно-строительных смесей для асфальтирования, ремонта и восстановления дорог
  • Эмульсионно-минеральные смеси для поверхностной обработки асфальтированных покрытий и создания защитных слоев износа
  • Холодные складируемые органоминеральные смеси для ямочного ремонта дорог
  • Холодные регенерированные асфальтобетонные смеси для холодного ресайклинга
• Поверхностная обработка дорожных оснований и дорожных покрытий
  • Подгрунтовка дорожных оснований и покрытий перед последующим асфальтированием
  • Поверхностная гидроизолирующая обработка дорожных покрытий
  • Обеспыливание дорог
  • Закрепление подвижных песков
  • Укрепление грунтов верхней части земляного полотна
  • Устройство защитной мембраны
• Ремонт асфальта и профилактические работы препятствующие разрушению дороги
  • Проливка мелких трещин в асфальтобетонном покрытии
  • Гидроизоляция пористых и устаревших асфальтобетонных покрытий
  • Ямочный ремонт асфальта струйно-инъекционным методом (пневмонабрызг)

Битумная эмульсия может использоваться не только при строительстве асфальтобетонных дорожных покрытий, но и при создании цементобетонных дорог. Введение в цементобетонную смесь битумной эмульсии является одним из способов повышения физико-механических свойств цементобетона (водостойкости, морозо- и трещиностойкости).

Типовой состав битумной эмульсии и технология ее производства

Битумные эмульсии применяемые в дорожно-строительной отрасли являются, как правило, эмульсиями прямого типа («масло в воде» — М/В), в которых битум (от 30 до 70 %) в виде мельчайших частиц равномерно распределен в воде. В эмульсиях обратного типа («вода в масле» — В/М), вода диспергирована в битуме (массовая доля которого составляет от 70 до 80 %).

Компонентный состав эмульгированного битума

Типовой состав битумной дорожной эмульсии включает 5 основных компонентов:

1. Битум
2. Вода
3. Эмульгатор
4. Стабилизатор
5. Кислота

1. Битум (массовая доля в эмульсии от 30 до 70 %). В большинстве случаев для приготовления эмульгированного битума применяется вязкий нефтяной дорожный битум различных марок (БНД 90/130, БНД 130/200 и др. ). С целью повышения физико-механических свойств битумной эмульсии вместо обычного нефтяного битума может использоваться полимерно-битумное вяжущее (ПБВ), которое имеет более высокие эксплуатационные и физико-механические показатели по сравнению с обычным битумом.

2. Вода (массовая доля в эмульсии от 15 до 70 %).

3. Эмульгатор (массовая доля в эмульсии от 0,15 до 3 %). Эмульгаторы — вещества, обладающие способностью придавать битумной эмульсии стабильность (препятствовать ее распаду). В качестве эмульгаторов используются поверхностно-активные вещества (ПАВ) растворимые в обеих фазах эмульсии (воде и битуме) или в одной из них (только в воде или только в битуме). Чаще всего при изготовлении эмульгированного битума применяются именно водорастворимые эмульгаторы, к которым относятся так называемые анионактивные и катионактивные ПАВ. В зависимости от того, какой из этих двух типов ПАВ применялся при приготовлении битумной эмульсии, она будет называться анионной (ЭБА — эмульсия битумная анионная) или катионной (ЭБК — эмульсия битумная катионная). В более редких случаях вместо поверхностно-активных веществ могут применяться твердые высокодисперсные минеральные порошки (глины, окислы, карбонаты, сульфаты, цемент, сажа и др.).

4. Стабилизатор (массовая доля в эмульсии от 0,05 до 0,5 %). В качестве стабилизатора используется водный раствор хлорида кальция или другие растворимые соли (применяется только в катионных эмульсиях).

5. Кислота (массовая доля в эмульсии от 0,5 до 3 %). Этот компонент необходим для повышения стабильности эмульсии. В большинстве случаев применяется соляная кислота (реже уксусная или ортофосфорная).

В качестве дополнительных компонентов в состав битумной эмульсии могут включаться различные растворители, разжижители, полимеры, а также модифицирующие добавки.

Модифицированная битумная эмульсия — битумная эмульсия приготовленная на модифицированном битуме или в состав которой входят модифицирующие добавки (латекс, полиэтилен, эпоксидная смола, синтетический каучук, синтетическая смола и др. ).
Модификация битумной эмульсии может осуществляться двумя путями:
1. Путем введения модифицирующей добавки в водную фазу эмульсии или непосредственно в эмульсию в процессе ее приготовления.
2. Путем эмульгирования модифицированного битума.

Технология производства эмульгированного битума

Производство битумной эмульсии как правило, осуществляется на эмульсионной установке, хотя существуют и другие диспергирующие устройства. Эмульсионные установки могут быть периодического (порционного) или непрерывного действия. Установка периодического действия допускает определенный контроль и управление процессом производства эмульсии со стороны оператора. В установке непрерывного действия все процессы (нагревание воды, дозировка материалов…) осуществляется в полуавтоматическом или автоматическом режиме.

Главным рабочим органом эмульсионной установки является коллоидная мельница. Именно с ее помощью происходит диспергирование битума в воду и последующее смешивание всех компонентов эмульсии. Перед диспергированием битум нагревается до 100–160 °С, водная фаза нагревается до 30–70 °С (для растворения эмульгатора и для достижения нужной температуры эмульгирования после перемешивания с битумом).

Срок хранения готовой эмульсии от 1 до 2 месяцев (в зависимости от типа и марки битумной эмульсии). Хранится она в вертикальных цилиндрических емкостях при температуре воздуха не ниже 5 °С. Транспортировка готовых битумных эмульсий может осуществляться с помощью автогудронаторов, битумовозов, железнодорожных цистерн или автоцистерн, а также в металлических бочках.

Классификация битумных эмульсий

После смешивания с минеральным материалом (при приготовлении смесей для асфальтирования) или после нанесения битумной эмульсии на какую-либо поверхность (при подгрунтовке покрытия и поверхностной обработке), она должна превратиться в сплошную битумную пленку для того, чтобы выполнять свою функцию в качестве вяжущего или в качестве защитного покрытия. Такой процесс преобразования называется распадом.

Распад битумной эмульсии — отделение битума от воды с образованием непрерывной битумной пленки. Может происходит в результате испарения воды (в случае с анионной эмульсией) или за счет химического взаимодействия с минеральным материалом (в случае с катионной эмульсией).

Скорость распада битумной эмульсии — время в течении которого битум отделяется от воды и образует сплошную пленку. Скорость распада зависит от компонентного состава эмульсии, размера частиц битума, реакционной способности эмульсии, температуры воздуха и влажности, а также других параметров.

В зависимости от скорости распада эмульсии при смешивании с минеральными материалами эмульсии подразделяются на 3 класса:

• Быстрораспадающиеся
• Среднераспадающиеся
• Медленнораспадающиеся

В зависимости от химической природы эмульгатора эмульсии битумные дорожные подразделяют на 2 вида:

• Анионные (ЭБА — эмульсия битумная анионная). В качестве эмульгатора используется анионактивный ПАВ (поверхностно-активное вещество)
• Катионные (ЭБК — эмульсия битумная катионная). В качестве эмульгатора используется катионактивный ПАВ.

Для повышения эксплуатационных показателей битумной эмульсии ее приготовление может осуществляться не на обычных нефтяных битумах, а на полимерно-битумном вяжущем (ПБВ).

В зависимости от вида, класса и модификации эмульсии подразделяют на 12 марок:

• ЭБДК Б – эмульсия битумная дорожная катионная быстрораспадающаяся;
• ЭБДА Б – эмульсия битумная дорожная анионная быстрораспадающаяся;
• ЭБПДК Б – эмульсия битумно-полимерная дорожная катионная быстрораспадающаяся;
• ЭБПДА Б – эмульсия битумно-полимерная дорожная анионная быстрораспадающаяся.
• ЭБДК С – эмульсия битумная дорожная катионная среднераспадающаяся;
• ЭБДА С – эмульсия битумная дорожная анионная среднераспадающаяся;
• ЭБПДК С – эмульсия битумно-полимерная дорожная катионная среднераспадающаяся;
• ЭБПДА С – эмульсия битумно-полимерная дорожная анионная среднераспадающаяся.
• ЭБДК М – эмульсия битумная дорожная катионная медленнораспадающаяся;
• ЭБДА М – эмульсия битумная дорожная анионная медленнораспадающаяся;
• ЭБПДК М – эмульсия битумно-полимерная дорожная катионная медленнораспадающаяся;
• ЭБПДА М – эмульсия битумно-полимерная дорожная анионная медленнораспадающаяся.

Анионные битумные эмульсии распадаются в процессе испарения воды и этот процесс в значительной мере зависит от погодных условий (температуры и влажности воздуха), что усложняет его применением в дорожном строительстве.

В силу этих причин, в подавляющем большинстве случаев в дорожно-строительной отрасли предпочтение отдается именно катионным битумным эмульсиям (ЭБК) процесс распада которых определяется характеристиками минерального материала (щебня, гравия, песка, минерального порошка) с которыми данная эмульсия взаимодействует.

Катионная эмульсия позволяет более точно прогнозировать скорость распада, что является важным фактором при производстве работ.

Что такое битумная эмульсия: разновидности и характеристики

Чтобы укладка асфальта обеспечила результат, соответствующий современным требованиям, а покрытие имело длительный срок службы, необходимо, чтобы конструктивные слои дорожной одежды были надежно скреплены между собой. Эту функцию выполняет битумная эмульсия, которая используется как при строительстве дорог и пешеходных зон, так и при проведении ремонтных работ.

«Битумная эмульсия – раствор, получаемый путем смешивания нефтяного битума, воды и специальной присадки-эмульгатора, которая способствует образованию требуемой капельно-жидкостной структуры, вследствие чего формируется дисперсная система. Основное свойство водно-битумных эмульсионных растворов – обеспечение достаточной адгезии (сцепления материалов), а также гидроизоляция»

Эмульсионная структура позволяет микрочастицам битума равномерно распределиться по всему объему раствора, при этом не растворяясь. Помимо воды, битума и эмульгатора в составе раствора также присутствуют специальные присадки, повышающие физико-механические характеристики эмульсии.

Свойства и преимущества битумной эмульсии

Битумная эмульсия обладает свойствами, которые позволяют повысить эффективность обработки покрытия, в сравнении с обработкой обычным битумом и тем более гудроном. Водно-битумная составляющая в формате эмульсии обеспечивает попадание раствора даже в мелкие углубления покрытия, за счет чего возрастает плотность проливки.

Также это позволяет производить ремонт трещин в асфальте, которые имеют маленькую ширину.

После обработки вода начинает испаряться, тогда как битум, неподтвержденный испарению, остается на месте и набирает прочность, равномерно покрыв область проливки. Также битумная эмульсия позволяет сократить расход ресурсов без потери качества. Подобный раствор, помимо захвата большей площади при обработке, имеет еще несколько свойств, которые обеспечивают преимущество перед обычным битумом.

Какими свойствами и преимуществами обладает битумная эмульсия:

• Повышенная адгезия, обеспечивающая надежное скрепление;
• Хорошие проникающие свойства за счет жидкой консистенции;
• Может использоваться в холодную погоду;
• Можно применять при высокой влажности воздуха;
• Наиболее рациональный расход материала за счет покрытия тонким слоем;
• Позволяет сократить расход энергоносителей, затрачиваемых на разогрев и разжижение материала перед применением;
• Пожарная безопасность – битумная эмульсия менее подвержена возгоранию;
• Позволяет сократить сроки проведения работ за счет высокого темпа распыления;
• Работа с раствором не несет опасности для человека и окружающей среды – относится к малоопасным веществам (4 класс).

Адгезионные характеристики, несмотря на пониженную концентрацию вяжущего вещества (в среднем в растворе 30-70% битума) демонстрируют более высокие показатели.

Типовой состав и пропорции компонентов водно-битумной эмульсии

Битум – в зависимости от его качества будут изменяться и характеристики раствора. Битумная эмульсия может иметь повышенные эксплуатационные характеристики, если за основу будет взят не стандартный битум, а полимерное битумное вяжущее.

В большинстве случае раствор производится с использованием качественного нефтяного дорожного битума одной из 5 марок с маркировкой от 40/60 до 130/200. Цифровая маркировка отражает допустимый диапазон проникания иглы в битум, из чего можно сделать вывод и густоте и консистенции материала.

Вода – требует предварительной очистки.

Эмульгатор – функции эмульгатора в большинстве случае обеспечивают ПАВ, растворяясь либо в одной, либо в обеих фазах. Под фазой в данном случае понимается вода и битум. В некоторых случаях ПАВ могут быть заменены минеральными порошками, полученными в ходе отсева дробления глины, цемента и других материалов.

Стабилизирующий компонент – присутствует в положительно заряженных водно-битумных эмульсиях, которые обладают наибольшей эффективностью, в сравнении с анионными. Представляет собой водный раствор определенных водорастворимых солей.

Специальные присадки-модификаторы – модификаторы, направленные на повышение определенных физико-механических характеристик раствора. Это могут быть:

• Растворители;
• Разжижающие компоненты;
• Полимеры;
• Латекс;
• Некоторые смолы;
• Каучук;
• другие органические и синтетические присадки.

Благодаря модификаторам битумная эмульсия может усилить некоторые свои свойства, если они требуются для выполнения определенной задачи.

Какие разновидности имеет битумная эмульсия

Битумная эмульсия может классифицироваться по нескольким основным параметрам, каждый из которых отражает определенные характеристики раствора.

Критерии классификации:

• Тип заряда частиц битума;
• Темпы разрушения эмульсионной структуры;
• Основной материал в составе;

Как классифицируется битумная эмульсия по типу заряду частиц

Анионные (отрицательные) – наименее популярный из двух вариантов, так как при смешивании раствора наблюдаются трудности, что особенно заметно при высокой влажности. Выделение битума происходит за счет медленного испарения воды.

Катионные (положительные) – без труда смешиваются с большинством используемых заполнителей, считаются наиболее эффективными и универсальными. Выделение битума провоцируется при соприкосновении с материалом обрабатываемой поверхности.

Как классифицируется битумная эмульсия по темпу распада структуры

При этом на характеристики эмульсии может повлиять ее складирование и хранение. Битумная эмульсия неспособна храниться годами, как некоторые другие материалы. С течением времени раствор начинает расслаиваться и слеживаться, на подобии старой масляной краски.

Кроме того, срок хранения зависит от того, какое вещество выступает в роли эмульгатора, так как различные варианты обладают разными свойствами и характеристиками. Условия хранения также влияют на состояние раствора и продолжительность его пригодности.

Как классифицируется битумная эмульсия по основному материалу

Определение	Комментарий
Прямые	Основным компонентом выступает вода. В процессе образования эмульсии в воде растворяется битум и различные масла. Характеризуется хорошей электропроводимостью, а также без труда разводится мягкой водой.
Обратные	Данный тип эмульсии имеет в качестве основного материала органические компоненты, в которые вводится вода, распределяясь по всему объему капельным образом. Характеризуется низкой электропроводимостью.
Комбинированные (сложные)	Является гибридом прямой и обратной эмульсии. В таком растворе битум растворен в воде, однако капли воды так же содержатся в битуме.

Где и для чего применяются битумные эмульсии

Битумная эмульсия по большей части используется в сфере дорожного строительства и ремонта, так как раствор способен как увеличить сцепление конструктивных слоев при сооружении дорожной подушки, так и восстановить небольшие повреждения асфальтобетонного покрытия. Однако помимо строительства и ремонта автомобильных дорог, битумная эмульсия используется в некоторых других отраслях.

Где и для чего применяется битумная эмульсия:

• Обеспечение скрепления технологических слоев дорожной одежды;
• Проливка асфальтовых покрытий с целью ликвидации мелких повреждений, повышения основных эксплуатационных характеристик и продления срока службы полотна;
• Ямочный ремонт и заливка трещин дорожного покрытия, в целях предотвращения дальнейшего разрушения;
• Связывание компонентов при производстве некоторых видов асфальтобетона;
• Обработка фундаментов, стен и других подобных конструкций для обеспечения гидроизоляции;
• Для стяжки и фиксации песчаных и грунтовых материалов;
• Для проливки бетонных покрытий, с целью повышения влагоустойчивости, а также для препятствия растрескиванию при отрицательных
• Как гидроизоляционный материал для различных объектов;
• При укладке и ремонте кровельных материалов.

Таким образом, битумная эмульсия наиболее востребована при сооружении и восстановлении асфальтовых покрытий, а также при строительстве и обслуживании различных построек.

Как производится битумная эмульсия

Как упоминалось, битумная эмульсия на сегодняшний день производится по современным технологиям, которые предусматривают повышение физико-механических характеристик путем добавления в состав различных присадок-модификаторов. Добавки могут быть добавлены в раствор несколькими способами и на разных этапах. Однако для начала необходимо непосредственно создать эмульсию.

Соединение битума, воды и эмульгатора осуществляется при помощи специализированного оборудования – эмульсионной установки со встроенной коллоидной мельницей.

Различные модификации данного оборудования предлагают следующие решения:

• 1. Полную или частичную автоматизацию процесса производства – непрерывный процесс.
• 2. Возможность контроля производственного процесса оператором с помощью специального пульта управления – прерывистый процесс производства. При этом для управления эмульсионной установкой в ручном режиме не требуется более одного сотрудника.

Коллоидная дробильная мельница в составе эмульсионной установки измельчает битум до сверхмалых фракций размером не более 1,5 микрометров, а затем добавляет измельченные микрочастицы в подготовленную чистую воду для перемешивания до однородной консистенции.

Разогрев битума производится до температуры около 160°C, а водная составляющая доводится до 70°C. Именно эти температуры необходимы, чтобы добиться нужного состояния эмульсии.

Способы добавления в состав модификаторов:

• 1. Введение вещества в измененный битум;
• 2. Введение вещества в водную часть после того, как эмульсия будет готова;
• 3. Добавление компонента в водную фазу в процессе производства.

Другими словами, добавить в раствор модифицирующие присадки можно как в процессе производства, так и по завершению эмульгирования.

Битумная эмульсия после изготовления может храниться на складе до 60 суток, при условии, что минимальная температура воздуха будет составлять +5°C. Транспортировка эмульсии осуществляется в металлических цистернах и подобных емкостях, часто с вмонтированной установкой для перемешивания раствора.

Технология нанесения битумной эмульсии

Вне зависимости от того, какое покрытие или материал будут обрабатываться, перед нанесением эмульсии требуется провести подготовительные мероприятия в зоне проведения работ.

Как подготовить поверхность, чтобы битумная эмульсия качественно выполняла задачу:

• 1. Произвести очистку объекта от мусора, грязи и посторонних предметов.
• 2. Обеспечить обеспыливание и просушить область – оба действия можно выполнить с помощью воздушного компрессора.
• 3. Если наблюдаются сколы и трещины более 3 мм, необходимо устранить их грунтовкой или иным способом.
• 4. При наличии острых углов следует произвести их сглаживание.
• 5. Произвести обезжиривание органическим растворителем.
• 6. Прогрунтовать область битумным праймером, дождаться высыхания (как правило, не более 2-х часов).

Для максимальной эффективности битумная эмульсия должна наноситься слоями, при этом перед нанесением нового слоя предыдущий должен полностью просохнуть, что может занять до 5 часов.

Если область обработки представляет собой трещину или яму, рекомендуем обработать водно-битумной эмульсией не только дно, но и стенки поврежденного участка, чтобы обеспечить достаточно высокую адгезию.

Выводы

Битумная эмульсия представляет собой раствор эмульсионной структуры, в состав которого входит нефтяной дорожный битум или полимерное битумное вяжущее, очищенная вода, эмульгатор, стабилизирующие компоненты и присадки-модификаторы. Основными свойствами водно-битумных эмульсий являются обеспечение скрепления материалов, а также гидроизоляция.

В дорожном строительстве эмульсионные битумные растворы обеспечивают скрепление технологических слоев, участвуют в производстве некоторых видов асфальтобетона, а также используются для восстановления асфальтового покрытия и продления его срока службы.

Существует несколько разновидностей водно-битумных эмульсионных растворов, каждая из которых имеет отличительные особенности, а за счет модификаторов можно без существенных затрат увеличить физико-механические свойства состава.

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 настройки
  • 2. На основе поверхностного заряда
• и ограничения битуменного эмульса
  • 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.

б) 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 недостатки 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.
• Нет отходов при укладке и укладке битума.
• Обладают противоизносными свойствами.
• Быстросхватывающаяся эмульсия для покрытия дорог.
• Эмульсия среднего затвердевания используется для предварительного смешивания битумной эмульсии и крупного заполнителя.
• Медленно схватывающаяся эмульсия используется с мелкими заполнителями, так как площадь поверхности велика и требует времени для равномерного перемешивания.

Ограничения для битумной эмульсии

• Срок хранения битумной эмульсии составляет от нескольких дней до 6 месяцев в зависимости от процентного содержания битума, добавленного при производстве.
• Время схватывания может варьироваться в зависимости от температуры, ветра и типа эмульсии.
• Ни один вид битумной эмульсии нельзя использовать для всех работ, это зависит от типа заполнителя, времени схватывания, характера работ и т. д.

Подробнее: Различные типы битума, их свойства и применение Типы битумных смесей для строительства дорожных покрытий и их применение

Черный вязкий материал, широко используемый в строительстве дорог и инфраструктуры

Битумная эмульсия является наиболее распространенным способом нанесения битума на подложки из минерального заполнителя в строительных процессах. Битумные эмульсии представляют собой дисперсию битума в непрерывной водной фазе. Их стабилизируют добавлением эмульгатора. Обычно битумные эмульсии наносят в виде твердых дисперсий при температуре окружающей среды и готовят как настоящие эмульсии при высоких температурах. При строительстве дорог эмульсии должны контролируемым образом растекаться по поверхности ряда минеральных заполнителей.

Принси А. Дж  |
31 марта 2020 г.

Битум представляет собой черный липкий материал, который получают путем перегонки мельчайших частиц сырой нефти. Это активный компонент асфальта, который используется при строительстве дорог и инфраструктуры. Более того, эмульгатор можно охарактеризовать как поверхностно-активное вещество, которое удерживает битум в состоянии очень мелких капель, не давая ему смешиваться с другими каплями. Следовательно, битумная эмульсия представляет собой дискретную жидкость, состоящую из трех продуктов; битум, вода и эмульсия.

Различные сорта и области применения битумных эмульсий

Согласно обзору аналитиков , ведущие игроки мирового рынка битумных эмульгаторов производят следующие сорта эмульсий в зависимости от состояния дорог, климата и потребностей клиентов. :

Микропокрытие

Битумная эмульсия используется при микропокрытии для защиты и сохранения нижележащей структуры дорожного покрытия, которая создает новую поверхность для движения. Для улучшения свойств смеси в асфальт обычно добавляют полимер. Использование битумной эмульсии в микропокрытиях содержит химические добавки, которые позволяют ей разрушаться, не полагаясь на тепло или солнце для испарения.

Slurry Seal

Slurry Seal используется по всему миру на автомагистралях с высокой интенсивностью движения и на небольших жилых улицах. Этот сорт битумной эмульсии предпочтителен в основном для использования на взлетно-посадочных полосах аэропортов, а также используется в качестве отличного сопротивления скольжению в целях безопасности. Обычно медленно схватывающаяся эмульсия используется для уплотнения шлама.

Холодная смесь

Холодная смесь используется для общих покрытий, так как представляет собой смесь минеральных заполнителей. В основном используется для ремонта дорог, восстановления эвакуированных поверхностей, ухода за поврежденными дорожными покрытиями и т. д.

Tack Coat

Tack Coat представляет собой легкий спрей битумной эмульсии для надежного сцепления между новым и старым битумным поверхностным слоем. В этом случае битумная эмульсия должна наноситься очень тонким слоем и равномерно покрывать всю поверхность. Обычно в качестве липкого слоя используется быстросхватывающаяся эмульсия.

Грунтовка

Используется для подготовки гранулированного дорожного основания под битумное покрытие. В зависимости от свойств дорожного основания; В качестве грунтовочного слоя можно использовать эмульсию медленного или среднего схватывания.

Противотуманный герметик / герметик для трещин

Применяется для обновления старых битумных поверхностей, подверженных окислению, высыханию, трещинам или поверхностным пустотам. Эмульсия легко затекает в трещины и пустоты на поверхности и продлевает срок службы битумной поверхности. Обычно для противотуманных уплотнений используются эмульсии со средним и медленным отверждением.

Стабилизация грунта

Используется для улучшения краевых заполнителей или увеличения несущей способности и прочности дорожного основания. Заполнители и битумная эмульсия смешиваются в самоходной установке при движении по дороге. Он оставляет однородную смесь с надлежащим покрытием на поверхности дороги, которая затем уплотняется. Обычно используются эмульсии среднего и медленного схватывания.

Покрытие поверхности

Это простая и недорогая обработка дорожного покрытия. При надлежащем дренаже, техническом обслуживании и ремонте дорога с покрытием может прослужить долгое время. Битумная эмульсия распыляется на дорожное покрытие, затем наносится заполнитель и сразу же завершается укаткой. Дорога может быть открыта для медленного движения менее чем за тридцать минут. Обычно для поверхностной обработки используется быстросхватывающаяся эмульсия.

Щебень проникающий

Основание из уплотненной породы, покрытой битумной эмульсией. Битумный премикс или поверхностные конструкции используются в качестве слоя износа на щебне Penetration Macadam. Обычно быстросхватывающаяся эмульсия используется для проникновения щебня.

Ремонт выбоин

Представляет собой смесь специальных заполнителей со специально разработанной модифицированной эмульсией для мгновенного заполнения выбоин при любых погодных условиях, кроме сильных дождей.

Обзор рынка

В настоящее время рынок битумных эмульгаторов быстро развивается, и в ближайшем будущем ожидается положительный рост. Согласно отчету, ожидается, что мировой рынок битумных эмульгаторов принесет доход в размере 157,9 млн долларов США при среднегодовом темпе роста 4,2% в период с 2019 по 2026 год. Это в основном связано с растущим спросом со стороны строительной отрасли как в развитых, так и в развивающихся странах.