Битумные эмульсии

Эмульсия (Emulgeo (лат.)– доить)
грубодисперсная система, состоящая из несмешиваемых жидкостей
Эмульсия

Классификация битумных эмульсий
Эмульсия
1848 г - Открытие нефти
1903 г - появление термина «эмульсия»
1922 г - патент №202.021 на битумную эмульсию, Хью Алан Маккей
1925 г - во Франции использовано 6.000 тонн эмульсии
1926 г - производство в Европе достигло 150.000 тонн
1951 г - появление катионных эмульсий
1971 г - катионные эмульсии превышают 92% от общего выпуска эмульсий

Катионная эмульсия

Анионная эмульсия

Производство битумных эмульсий

Схема получения битумной эмульсии

Функции эмульгатора (ПАВ)
Образование эмульсии
ΔF=σ·ΔS
Обеспечивает стабильность эмульсии при хранении
Участвует в распаде эмульсии
Улучшает адгезию к поверхности щебня

Функции эмульгатора (ПАВ)
Таким образом, благодаря выбору и дозировке ПАВ можно контролировать:
стабильность эмульсии;
вязкость эмульсии;
адгезию битум/щебень;
ПАВ позволяет регулировать свойства эмульсии и адаптировать их:
к климатическим условиям;
к используемым материалам (щебень, битум);
к технологии строительства, ремонта и обслуживания дорожного покрытия.

Условия эмульгирования
Температура:
температура битума:
Tб = 140°C для пенетрации 130/200
Tб = 150°C для пенетрации 90/130
Tб = 160°C для пенетрации 60/90
температура водной фазы:
Tв+Tб = 195°C для 60% эмульсии
Tв+Tб = 185°C для 65% эмульсии
Tв+Tб = 175°C для 69% эмульсии
рН водной фазы зависит от типа эмульгатора

Применение битумных эмульсий в дорожном строительстве

Slurry Seal
Покрытие Сларри Сил представляет собой литую эмульсионно-минеральную смесь, состоящую из битумной эмульсии, каменного материала с определенным гранулометрическим составом, воды и специальных добавок. Смесь готовится холодным способом.
Покрытия Сларри обеспечивают:
водонепроницаемость покрытия;
небольшую корректировку профиля, имеющего продольные и поперечные деформации;
заполнение колеи;
текстурированную поверхность для обеспечения превосходного сцепления;
внешнее сходство с покрытиями из горячих асфальтобетонных смесей с низким уровнем шума;
сокращение стоимости выполнения текущего ремонта за расчетный срок службы покрытия на 38%.

Slurry Seal

Microsurfacing
Это разновидность эмульсионно-минеральной смеси типа Сларри, позволяющая производить укладку более толстым слоем и в несколько слоев, более прочная, с более высокими требованиями к качеству каменного материала. Эта технология может применяться как для исправления незначительных деформаций, так и для ликвидации колейности. Обязательное модифицирование битумной эмульсии полимером позволяет использовать каменный материал более крупных фракций без риска его выноса, а более высокая когезия означает, что более толстые слои могут нести нагрузку не деформируясь.
Микросюрфейсинг используется для:
Заполнения колей.
Уширения обочин.
Незначительных исправлений профиля.
Везде, где возможно применение Сларри Сил.

Фракционный состав щебня

Slurry Seal и Microsurfacing
Защитный слой износа типа Сларри Сил является прекрасным методом восстановления эксплуатационных параметров верхних слоев дорожных покрытий и так же, как и Микросюрфейсинг, может устранить такие деформации покрытия, как колейность.

Slurry Seal и Microsurfacing
В неблагоприятных погодных условиях, а также для обеспечения скорейшего открытия участка для движения транспорта, необходимы корректировки рецептуры смеси. Используются регуляторы скорости распада (например, сульфат алюминия).

Ресайклинг
Горячий ресайклинг - метод терморегенерации или термофрезерного восстановления утраченных в процессе эксплуатации свойств и качеств асфальтобетонного покрытия. Не оправдал себя из-за быстрого старения битума и низкой долговечности восстанавливаемых покрытий (разрушения начинались через 2–3 года).
Холодный ресайклинг - метод регенерации и восстановления утраченных в процессе эксплуатации свойств и качеств асфальтобетонного покрытия. Активно «продвигается» в настоящее время.

Ресайклинг
Набор машин и схема подачи вяжущих в рабочую камеру ресайклера при укреплении материала битумной эмульсией и цементом

Ресайклинг
Набор машин и схема подачи битума и воды в рабочую камеру ресайклера при укреплении материала вспененным битумом

Экономический расчет ресайклинга

Преимущества использования битумных эмульсий перед традиционными технологиями
Снижение энергозатрат
Меньшее загрязнение окружающей среды
Возможность использования влажных материалов
Увеличение безопасности при производстве
Использование местных материалов
Увеличение производительности
Снижение затрат на механизмы
Увеличение срока службы