Способ производства битумной эмульсии

Битумная эмульсия: виды, характеристики, применение

Битумная эмульсия – это эмульгированный жидкий битум, получаемый путем смешивания битума и водного раствора эмульгатора. Смесь однородная, с консистенцией молока, обладает хорошими клеящими свойствами. Базовый цвет – коричневый, оттенки – от светлых до темных. Низкая вязкость эмульсий позволяет осуществлять обработку каменных материалов без прогрева. Кроме того, уровень выбросов вредных веществ в атмосферу значительно ниже, по сравнению с применением горячих битумов. Характеристики эмульгированных битумов регламентирует ГОСТ Р 52128-2003.

Состав эмульсионного материала

В строительстве используются битумные эмульсии, в состав которых входят:

• Битум – 30-70% от общей массы. Наиболее популярны смеси, содержащие 50-55% битума. Для приготовления эмульсий обычно используется нефтяной дорожный битум марок БНД 90/130, БНД 130/200. Для получения высококачественной смеси применяют полимерно-битумное вяжущее, которое обладает лучшими эксплуатационными свойствами, по сравнению с традиционным битумом.
• Вода. Ее массовая доля составляет 15-70%.
• Эмульгатор (0,15-3%). Его функции выполняют поверхностно-активные вещества, которые растворяются в обеих фазах (воде и вяжущем) или только в одной из них. Они могут быть анионактивными или катионактивными. Редко вместо ПАВ используются мелкодисперсные минеральные порошки – цемент, глины, сажа, карбонаты, оксиды.
• Стабилизатор. Массовая доля – 0,05%-0,5%. Востребован только в эмульсиях с катионактивными ПАВ. Для этой цели применяются: водный раствор хлорида кальция или других водорастворимых солей, кислоты (ортофосфорная, соляная, уксусная).
• Дополнительные компоненты. Это могут быть растворители, полимеры, разжижители, модифицирующие добавки. Модифицированная битумная эмульсия готовится на модифицированном или обычном битуме. В продукт на обычном битуме вводят латекс, эпоксидную смолу, полиэтилен, синтетическую смолу или каучук.

Размер частиц, входящих в состав смеси, обычно не более 1,5 мкм.

Характеристики битумной эмульсии

Для правильного расчета требуемого количества материала необходимо знать его плотность и примерный расход в разных эксплуатационных условиях. Удельный вес (плотность) битумной эмульсии составляет в среднем 1,05 г/см 3 (1050 кг/м 3 ), это означает, что в 1 л содержится 1,05 кг материала.

Примерный расход битумной эмульсии на 1 м 2 покрытия из асфальта:

• При устройстве основания на пропитку 1 см толщины понадобится примерно 1 л/м 2 материала.
• Для финишного асфальтного покрытия – 0,3-0,4 л/м 2 .
• Для цементобетонного основания – 0,3-0,4 л/м 2 .
• Для щебневого основания – 0,5-0,9 л/м 2 .

Свойства битумной эмульсии, обеспечивающие ее преимущество, по сравнению с обычным битумом:

• Низкая вязкость, благодаря которой материал проникает даже в мельчайшие поры базового слоя.
• Высокая адгезия к основанию.
• Возможность проведения дорожно-строительных работ при высокой относительной влажности воздуха и низких температурах.
• Высокая точность дозирования и распределение материала тонким слоем по основанию
• Экономия энергоносителей, необходимых для разогрева материала перед его использованием.
• Соответствие экологическим стандартам и безвредность для здоровья человека, благодаря минимальному количеству вредных выбросов в атмосферу. Эмульсия относится к малоопасным веществам и по уровню воздействия на организм она соответствует 4 классу опасности по ГОСТу 12.1.007.
• Высокая пожаробезопасность.

Виды битумных эмульсий

По типу основы эти материалы разделяются на следующие группы:

• Прямые. Основа – вода. В ней растворяются битумы, гудроны, масла. Такие составы хорошо разбавляются мягкой водой. Имеют высокую электропроводность.
• Обратные. Основа – органические вещества, вода используется в капельном виде. Электрический ток проводят плохо.

Классификация битумных эмульсий по индексу заряда:

• Быстрораспадающаяся. Материал распадается сразу после соприкосновения с каменной поверхностью.
• Среднераспадающаяся. Смесь распадается после смешивания с каменными фракциями.
• Медленнораспадающаяся. Эти сверхстабильные смеси разлагаются только после соприкосновения с каменными материалами большой площади.

Материалы по составу эмульгатора – анионные, катионные, неионные. Анионные составы содержат отрицательно заряженные частицы. Такие смеси использовать сложно, поскольку наполнители также имеют отрицательно заряженные ионы. Наиболее эффективными являются катионные битумные гидроизоляционные материалы, хорошо совместимые с большинством наполнителей.

Применение битумных эмульсий в дорожных и гидроизоляционных работах

Эти материалы применяются для следующего:

• поверхностная проливка покрытий автодорог;
• подгрунтовка – необходима для улучшения адгезии слоев;
• обработка каменных сыпучих веществ различных фракций;
• заливка тонких защитных слоев при использовании литого асфальтобетона;
• производство холодных асфальтобетонных смесей;
• ямочный ремонт различными технологиями – пропиткой, струйно-инъекционным методом;
• изготовление холодных смесей для ямочного ремонта дорог;
• профилактические мероприятия по продлению эксплуатационного срока автодорог – проливка мелких трещин, гидроизоляция пористых слоев;
• гидроизоляция поверхностей зданий и сооружений;
• сооружение и ремонт мягких кровель.

Битумная эмульсия востребована при сооружении не только асфальтобетонных, но и цементобетонных дорог. Добавка эмульгированного битума в цементобетон повышает его влагостойкость, морозостойкость и устойчивость к появлению трещин.

Источник

Технология получения битумных эмульсий

Битумные эмульсии с использованием эмульгаторов производят на эмульсионных установках, основным агрегатом которых является коллоидная мельница. В последней нагретый до температуры 135÷145 °С битум диспергируется с водным раствором эмульгатора, нагретым до температуры 40÷60 °С. Промышленные битумно-эмульсионные установки по принципу действия разделяются на установки непрерывного действия и установки циклического действия.

При непрерывном процессе нагрев воды и дозировка всех компонентов в коллоидную мельницу производится непрерывно дозирующими насосами. Система подачи водной фазы (водного раствора эмульгатора) должна быть устроена таким образом, чтобы произошла химическая реакция образования солевой формы эмульгатора и ее растворение в подогретой воде до коллоидной мельницы, где происходит взаимодействие водной фазы с нагретым битумом. Процесс управляется автоматической системой, регулировка подачи кислоты осуществляется с помощью рН-метра.

На установках циклического действия водная фаза приготавливается по циклической схеме в емкостях поочередно, подача всех компонентов производится непрерывно дозирующими насосами так же, как при непрерывном процессе.

При получении битумных эмульсий для обеспечения показателей, необходимых для некоторых видов дорожно-строительных работ, вводятся добавки латексов, СБС, адгезионных реагентов.

В коллоидной мельнице битум диспергируется до мельчайших капелек размером 1÷20 микрон и за счет водного раствора эмульгатора не происходит слипание этих капелек, а образовавшаяся эмульсия битума может сохраняться достаточно длительное время (до 2÷3х месяцев). Размер капелек битума зависит от конструктивных характеристик коллоидной мельницы (зазора между ротором и статором), а также от вязкостных свойств битума, концентрации и типа эмульгатора. Для получения наилучшей дисперсности эмульсии вязкость битума в мельнице не должна превышать величины 500 сСт, что обеспечивается повышением температуры битума до 135÷145 °С и использованием разжижителей.

Битумные эмульсии классифицируются по скорости распада (ЭБК-1; ЭБК-2 и ЭБК-3) и используются для различных видов дорожно-строительных и дорожно-ремонтных работ.

Эмульгаторы для производства катионных битумных эмульсий

Марка эмульгатора	Расход, кг на тонну эмульсии	Класс получаемой эмульсии	Вид дорожных работ
АМДОР-ЭМ	2÷6	ЭБК-1,2	Ямочный ремонт, подгрунтовка, поверхностная обработка
АМДОР-ЭМ	8÷18	ЭБК-3	Пропитка, эмульсионно-минеральные смеси (чернение), щебеночно-песчаные смеси, ресайклинг, плотные холодные эмульсионно-минеральные смеси, Сларри Сил, Микросюрфейсинг
АМДОР-ЭМ-1	1,8÷4	ЭБК-1,2	Ямочный ремонт, подгрунтовка, поверхностная обработка
АМДОР-ЭМ-2	1,8÷4	ЭБК-1,2	Ямочный ремонт, подгрунтовка, поверхностная обработка
АМДОР-ЭМ-3	6÷15	ЭБК-3	Пропитка, эмульсионно-минеральные смеси (чернение), щебеночно-песчаные смеси, ресайклинг, плотные холодные эмульсионно-минеральные смеси, Сларри Сил, Микросюрфейсинг

РЕЦЕПТУРЫ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

1. ЭБК-1 для подгрунтовки

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	50
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ»	0,25-0,3
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 60/90	50
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ-2»	0,2
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

При производстве эмульсий температура битума должна быть в пределах 135-140 °С, температура водной фазы 40-60 °С. Допускается введение в рецептуры дополнительно разжижителей и/или модификаторов битума.

2. ЭБК-2 для ямочного ремонта

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	60-65
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ»	0,35-0,45
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 60/90	60-65
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ-2»	0,25-0,35
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

Температура битума должна быть в пределах 135-140 °С, температура водной фазы 40-60 °С.

Допускается введение в рецептуры дополнительно разжижителей и/или модификаторов битума.

3. ЭБК-2 для поверхностной обработки

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	65-70
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ»	0,35-0,45
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 60/90	65-70
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ-2»	0,3-0,35
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

Температура битума должна быть в пределах 135-140 °С, температура водной фазы 40-60 °С.

Допускается введение в рецептуры дополнительно разжижителей и/или модификаторов битума.

4. ЭБК-3 для производства слоев износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа Сларри Сил

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	57-60
2	Латекс	3,0-5,0
3	Эмульгатор «Амдор-ЭМ»	1,0-1,5
4	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
5	Вода	До 100 %

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	57-60
2	Латекс	3,0-5,0
3	Эмульгатор «Амдор-ЭМ-3»	0,6-1,2
4	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
5	Вода	До 100 %

Рецептуру эмульсии необходимо подбирать в каждом конкретном случае с учетом минерального каменного материала, гранулометрического состава, марки битума. Подбор может осуществляться в собственной лаборатории на основе материалов заказчика.

Допускается введение в рецептуры дополнительно разжижителей и/или модификаторов битума.

5. ЭБК-3 для ресайклинга, стабилизации

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	60
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ»	1,2-1,7
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

№	Наименование	Состав эмульсии, % от массы эмульсии
1	Битум БНД 90/130	65-70
2	Эмульгатор «Амдор-ЭМ-3»	0,5-1,0
3	Соляная кислота 36 %	до pH 2,0-2,4
4	Вода	До 100 %

Допускается введение в рецептуры дополнительно разжижителей и/или модификаторов битума.

При возникновении дополнительных вопросов по технологии применения эмульгаторов, можно обратиться к «Рекомендациям по применению катионных битумных эмульсий, Росавтодор2003» или в главный офис компании по телефонам: 8-(812)-412-1558; 8-(812)-412-1546.

Технология введения присадок «АМДОР» в нефтяные дорожные битумы, используемые для приготовления горячих асфальтобетонных смесей

Рекомендации по введению присадок «АМДОР-9» и «АМДОР-10». Введение присадок «АМДОР» в битум производится на асфальтобетонном…

Источник