Битумная эмульсия для чего используется
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:
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:
Свойства битумной эмульсии, обеспечивающие ее преимущество, по сравнению с обычным битумом:
Виды битумных эмульсий
По типу основы эти материалы разделяются на следующие группы:
Классификация битумных эмульсий по индексу заряда:
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:
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.
Битумная эмульсия: виды, характеристики, применение, оборудование
Современные экономические и экологические стандарты диктуют максимально высокие требования к качеству, долговечности, износостойкости и безопасности дорожных покрытий. Битумные эмульсии в полной мере соответствуют актуальным мировым требованиям касательно качества и экологичности материалов, что делает их сегодня максимально востребованными при строительстве и ремонте дорог и позволяет существенно снизить затраты на их проведение.
Что такое битумная эмульсия?
Под понятием битумная эмульсия подразумевается строительный материал, полученный путем эмульгирования жидкого битума в воду. Такая категория материалов относится к типу эмульсий масло в воде, где битум диспергируется в воде за счет введения в смесь эмульгатора и различных вспомогательных компонентов. Характеристики выпускаемых эмульгированных продуктов регулируются нормами ГОСТ Р 52128-2003.
В результате проведения всех производственных манипуляций создается эмульсия, имеющая однородную, равномерную консистенцию и высочайшие адгезивные свойства. Готовый материал имеет светло или темно коричневый цвет, а привычный черный цвет дорожных покрытий является результатом процесса распада эмульсии.
Состав эмульсионного материала
Эмульсионный битум имеет достаточно простой состав, включающий следующие компоненты:
Характеристики и свойства битумной эмульсии
Основой экономичного и рационального потребления материала в процессе выполнения дорожных работ является правильный расчет его необходимого количества. Для обеспечения таких расчетов необходимо опираться на следующие параметры:
Температура эмульсионного материала и необходимость его подогрева зависят от температуры воздуха, при которой осуществляется укладка асфальта. В летний период строительство и ремонт дорожного полотна с применением этого материала позволяет обеспечить большую экономичность, поскольку при температуре от +20°C битумная эмульсия сохраняет необходимую консистенцию и не требует дополнительного подогрева перед нанесением. При более низких температурах окружающей среды материал нагревают до показателей от +40 до +70°C.
Помимо соблюдения правильного температурного режима при укладке ВБЭ важно обеспечить оптимальные условия хранения. Рекомендуемая температура, при которой смесь сохраняет качественные характеристики, — выше 0°C.
К числу основных преимуществ эмульсий можно отнести следующее:
Битумные эмульсии ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3: сходства и различия
Битум активно используют в дорожном строительстве. Его применяют как в свободном состоянии, так и в составе смесей: мастик, грунтовок и эмульсий. В этой статье мы расскажем об особенностях эмульсий марок ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3.
Что такое битумная эмульсия и из чего она состоит
Эмульсия – это смесь двух взаимно нерастворимых жидкостей. Одна из них находится во взвешенном состоянии (диспергирована) в виде мельчайших капель в другой (в дисперсионной среде). В случае с битумной эмульсией частицы жидкого битума размером 1-20 мкм находятся в водной среде. В процентном соотношении в готовой смеси примерно 50-80 % битума и 20-50 % воды.
Помимо этого в эмульсию добавляют ряд других веществ:
В результате получают смесь с требуемыми показателями износостойкости, пластичности, морозостойкости и эксплуатационных характеристик.
Любая эмульсия существует до тех пор, пока остается стабильной система из двух взаимно нерастворимых жидкостей
Особенности изготовления битумной эмульсии
Для изготовления битумной эмульсии в качестве исходного сырья используют дорожные битумы марок БН или БНД. Выбор конкретной марки зависит от климатических особенностей региона, где будет использоваться эмульсия:
Для изготовления эмульсий используют автоматические или полуавтоматические линии. Измельчение битума выполняют в коллоидных мельницах. Измельчают материал в нагретом до +100…150 °С состоянии. Воду для эмульсии тоже нагревают до +30…70 °С. Готовую смесь хранят до двух месяцев в вертикальных емкостях с подогревом.
Как работает битумная эмульсия
После нанесения на поверхность равновесие нарушается, водно-битумная смесь распадается на две жидкости, вода испаряется и на обработанной поверхности образуется битумная пленка. Скорость распада эмульсии зависит от нескольких параметров, включая размер битумных частиц, применяемых эмульгаторов, климатических условий и прочего.
Марки битумной эмульсии
В зависимости от скорости распада битумные эмульсии делятся на три вида:
Битумные эмульсии востребованы при строительстве дорог
Отличительные характеристики битумной эмульсии марок ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3
Битумные эмульсии марок ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3 обладают одинаковой устойчивостью при хранении, но различаются по остальным показателям:
Применение битумных эмульсий марок ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3
Рассматриваемые марки битумной эмульсии различаются скоростью распада и основными характеристиками, поэтому имеют разные сферы применения:
Битумная эмульсия марки ЭБК-2 удобна для выполнения ямочного ремонта
Заключение
Для изготовления битумных эмульсий ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3 используют одинаковые составляющие, но в разных пропорциях. Поэтому характеристики и сфера применения смесей различаются. Чтобы сделать правильный выбор, обращайтесь за консультацией к нашим специалистам.
Всё об асфальтировании / Справочник / Битумная эмульсия
Общие сведения о битумной эмульсии
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).
С 01.04.2014 года в Украине на битумные эмульсии начал действовать новый стандарт ДСТУ Б В.2.7-129:2013 «Эмульсии битумные дорожные. Технические условия». Действующий до этого стандарт ДСТУ Б В.2.7-129:2006 «Строительные материалы. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия» утратил свою актуальность. Стандарт распространяется на битумные дорожные эмульсии используемые в качестве вяжущего материала при строительстве дорог, ремонте дорожных покрытий и асфальтировании.
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:
Основными преимуществами битумной эмульсии перед горячим и разжиженным битумом являются:
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:
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:
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 (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 бывают:
В зависимости от применяемого эмульгатора
Для повышения эксплуатационных показателей битумной эмульсии ее приготовление может осуществляться не на обычных нефтяных битумах, а на полимерно-битумном вяжущем (ПБВ). В этом случае полученная эмульсия имеет следующую маркировку:
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.
Битумная эмульсия: характеристика, состав, свойства
Эмульгированный битум — это грубодисперсная система из несмешиваемых при нормальных условиях жидкостей. Она может быть прямой (капли неполярной жидкости размером от 1 до 20 мк в полярной среде) и обратной (инвертной). В общедорожной практике обычно применяются прямые эмульсии. В них входят:
Эмульгируют битумы разного диапазона вязкости, с добавками из гудрона, каучуковых латексов и полимеров. В результате получаются продукты с требуемыми эксплуатационными характеристиками: морозостойкие, износостойкие, эластично-пластичные.
Сферы применения битумной эмульсии:
Свойства эмульгированных битумов определяют области их использования. Благодаря низкой вязкости, после распада они легко проникают в мельчайшие неровности и шероховатости. Высокая клейкость обеспечивает прочность связывания со щебнем, гравием, известняком и песком. Образующаяся на поверхности стойкая пленка защищает основу от коррозии и агрессивных сред.
| Большой выбор асфальтосмесительных установок |  |
|---|
Используются очень широко для гидроизоляции промышленных и гражданских зданий и сооружений. Зарекомендовали себя битумные эмульсии в дорожном строительстве:
Эмульгированная смесь применяется, в том числе, в устройстве цементобетонных трасс. Ее введение существенно повысило устойчивость цементобетона к атмосферным осадкам и перепадам температур.
Технология производства эмульсии из битума, оборудование:
Выделяют следующие основные стадии:
Хранится готовый продукт в цилиндрических вертикальных емкостях не более 1- 2 месяцев, при положительных температурах. Транспортировка осуществляется битумовозами, железнодорожными или автоцистернами.
Виды продукта, краткая характеристика
Вместо нефтебитумов возможно использование полимерно-битумного вяжущего (ПБВ). Такие составы с улучшенными эксплуатационными свойствами маркируются ЭБПА (ЭБПК) соответственно.
Преимущества, особенности применения эмульсии в строительстве дорог
В сравнении с обычными битумами, применение битумных эмульсий позволяет добиться:
На участках с дефектами не требуется проведения подготовительных мероприятий. Эмульгированный материал допускается разливать даже на влажную поверхность. Небольшие габариты техники существенно упрощают и ускоряют ремонт участков с дефектами. Себестоимость таких покрытий в 2 раза ниже традиционных покрытий из асфальтобетона.