СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЭМУЛЬСИЙ.
В общем случае в состав битумных эмульсий различного назначения входят компоненты, указанные в табл. 1.
Таблиц 1. Компонентный состав битумных эмульсий различного назначения.
| Наименование | Содержание, % масс. | Примечание | ||||
| битум | 30-ВО | обычно используются вязкие дорожные битумы с пенетрацией (25°С, 0.1мм) 60-200; возможно применение модифицированных полимерами битумов | ||||
| вода | 15-70 | не допускается использование жесткой воды | ||||
| эмульгатор | 0.15-3.0 | в большинстве стран существуют технические нормы как на анионные, так и на катионные эмульгаторы; эти две категории эмульгаторов обеспечивают получение трех классов эмульсий -быстрого, среднего и медленного структурировании при контакте с поверхностью | ||||
| стабилизатор | 0.05-0.5 | в качестве стабилизатора обычно вводят хлорид кальция СаС12 в виде 30-35 %-ного водного раствора | ||||
| кислота | 0.1-1.0 | в основном используется кислота соляная с содержанием HC1 25-37 %; обычно устанавливается такой расход кислоты, который обеспечивал бы достижение заданного уровня рН водной фазы (1.5-3.5) | ||||
| растворитель | 0.5-3.0 | в качестве растворителя обычно используют керосин или уайт-спирит | ||||
| разжижитель битума | 5-30 | в качестве разжижителя можно использовать вакуумные газойли, масляные фракции НПЗ, дизельное топливо и т.п. | ||||
| адгезионные присадки | 0.05-0.50 | введение различных аминопроиз-водных в битум позволяет в некоторых случаях повысить адгезию вяжущего к поверхности | ||||
| модификатор
дисперсной фазы | 2.0-10.0 | возможно введение различных добавок для расширения температурного диапазоне'' работоспособности вязких битумов с одновременным повышением их тепло- и трещиностойкости, эластичности, улучшением тиксотропных свойств и т.п. | ||||
| модификатор дисперсионной среды | 0.05-5.0 | введение различных водорастворимых полимеров позволяет заметно изменять различные свойства битумных эмульсий (вязкость, характеристики битумной пленки и т.п.) | ||||
На рис. 1 схематично рассмотрены типы используемых в дорожном строительстве.
Качество эмульсий обеспечивается нормированием содержания указанных в таблице 3 компонентов, а также различных свойств (вязкости, скорости распада при смешении с минеральными материалами и т.п.). В таблице 2 приведены для сравнения составы дорожных эмульсий, применяемых в России и за рубежом.
В настоящей главе более подробно рассматривается состав битумных эмульсий и вклад отдельных компонентов в качественные характеристики эмульсий различного назначения.
БИТУМ
Битум является важнейшим компонентом битумных эмульсий, а потому описанию его свойств и способов их модификации необходимо уделить самое пристальное внимание.
|
|
|
Различные требования, которым должны удовлетворять битумные эмульсии, определяются в первую очередь их целевым назначением. Физико-химические и связанные с технологией применения характеристики эмульсий (вязкость, скорость распада и т.д.) Им многом определяются свойствами и количественной долей битума. Содержание битума в эмульсии регламентируется областью применения и обычно составляет 45-70% масс.
В работе [18] отмечается, что при использовании катионных эмульсий в большинстве случаев нет надобности в улучшении адгезии битумной пленки к поверхности за счет введения в битум различных добавок, т.к. в этом случае в качестве средства для улучшения сцепления (адгезионной присадки) выступает сам эмульгатор. В противоположность этому, при использовании анионных эмульсий необходимо применять битум, модифицированный различными присадками.
Битум в эмульсиях не является инертным продуктом и его эксплуатационные характеристики практически всецело определяют важные свойства как эмульсии, так и продукта ее распада - пленки Па поверхности материала. Поэтому при разработке составов эмульсий необходимо в первую очередь уделять внимание улучшению рабочих характеристик используемых битумов.
|
|
|
Физико-химические свойства битумов определяются прежде всего содержанием и химическим составом различных компонентов:
• смолы понижают, насыщенные углеводороды увеличивают пенетрацию битумов;
• смолы повышают, насыщенные углеводороды снижают температуру размягчения;
• смолы повышают вязкость;
• со снижением отношения насыщенные углеводороды : асфалътены понижаются пенетрация и дуктильность (растяжимость);
• с понижением отношения насыщенные углеводороды : асфальтены повышается температура размягчения;
• температура хрупкости определяется отношением насыщенные углеводороды : асфальтены; интервал пластичности определяется главным образом отношением (ароматические углеводороды + смолы) : асфальтены - повышение этого отношения, а также содержания насыщенных углеводородов, вызывает уменьшение интервала пластичности;
• увеличение ароматичности и уменьшение отношения асфальтены : смолы снижает прочность структуры асфальтовой системы за счет большего диспергирования асфальтеновых ассоциатов в углеводородной фракции с большой растворяющей способностью; в результате битум переходит в состояние золя и теряет упругие свойства, что приводит к понижению температуры размягчения и пенетрации при 0°С, увеличению растяжимости и снижению индекса пенетрации, а также к повышению температуры хрупкости.
|
|
|
В случае применения компаундированных битумов учет приведенных закономерностей позволяет рационально использовать вяжущее. Нельзя забывать и о том, что битум сам по себе является дисперсной системой, в которой в качестве дисперсионной среды выступает сумма смол и масел, а дисперсной фазой являются асфальтены.
Ниже будут детально рассмотрены методы оптимизации качественных характеристик дорожных битумов как сырья для производства эмульсий, влияние различных свойств битумов на качество получаемых эмульсий, а также некоторые особенности процессов эмульгирования битумов в воде.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 973; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!