Розлив битумной эмульсии


Расход битумной эмульсии на 1 м2

Наиболее эффективным способом защиты дорожных покрытий от преждевременных разрушений является применение продуктов переработки нефтяного дорожного битума — битумной эмульсии.

Помимо отличных гидроизоляционных свойств данный продукт обладает высокой адгезией, которая обеспечивает отменное сцепление между конструкционными слоями дорожной одежды и поэтому широко применяются при подгрунтовке покрытий и оснований.

В это небольшой информационной заметке мы хотим показать любознательному читателю расход битумной эмульсии на 1 квадратный метр при устройстве основания/покрытия.

Расход любого продукта зависит, прежде всего, от физико-химических свойств материала, который подвергается грунтованию.

В дорожном строительстве при подгрунтовке конструкционных слоев, согласно строительным нормам и правилам, приняты следующие расходы битумной эмульсии:

— по способу пропитки он составит около 1 литра эмульсии на 1 см толщины (в случае устройства основания) и 1,5-2,0 литра при устройстве покрытия,

— при подгрунтовке нижних слоев асфальтобетонного покрытия расход составит 0,3-0,4 литра/м2,

— при подгрунтовке отфрезерованного под дальнейшую укладку покрытия расход составит 0,3-0,5 литра/м2,

— для основания из цементобетона расход составит 0,5-0,8 литра на м2,

— при устройстве оснований из щебня расход составит 0,5-0,9 л/м2.

Все вышеуказанные значения являются примерными и приведены с той целью, чтобы помочь Вам разобраться с расходами на подгрунтовку, оценить примерные объемы и затраты на них. Точная цифра расхода должна рассчитываться исходя из конкретных условий отдельно взятого объекта.

Если у Вас возникла трудность с расчетом, наши специалисты всегда готовы помочь Вам и соориентировать по текущим ценам на подгрунтовку оснований и покрытий на рынке Москвы и ближнего Подмосковья.

Мы рады, если чем-то смогли Вам помочь.

Другие статьи на данную тему, которые могли бы Вас заинтересовать:

​1. Расход асфальта на 1 м2

2. Расход щебня на 1 м2

3. Расход песка на 1 м2

4. Расход битумной мастики на 1 м2

27 Август 2018

Год от года стоимости одной тонны асфальтобетонной смеси изменяется. Но основные факторы, оказывающие на нее непосредственное влияние неизменны: Инфляция. По…

12 Январь 2016

Более подробно о процессе производства битумной эмульсии мы уже рассказывали в разделе технологии. Расценки на услуги по подгрунтовке покрытий и…

30 Июль 2015

При устройстве дорожного основания/покрытия из щебеночного материала, перед началом производственных работ, может возникнуть вопрос: сколько тонн каменного материала необходимо для…

12 Август 2016

Битумная мастика продукт очень универсальный, который используется в промышленном и гражданском строительстве при устройстве кровли и гидроизоляции фундамента, а также…

10 Июнь 2015

 Битумная эмульсия   Подгрунтовка/розлив битумной эмульсии гудронатором   Битумная эмульсия в бочках

9 Апрель 2015

Описание продукта Данная присадка в битум является продуктом синтеза аминов, жирных кислот и органических добавок (растворителей). Производится согласно ТУ 2416-036-17423242-2010….

4 Сентябрь 2015

Владельцы загородной недвижимости не понаслышке знают и неоднократно сталкивались на практике с проблемой загородных дорог в сельской местности. Подъезд к…

22 Сентябрь 2015

Жители Древнего Рима за свою многовековую историю создали огромное количество искусственных инженерных сооружений, но наиболее важным их достижением стала огромная…

roadtm.com

ЭМУЛЬСИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ДОРОГ

Однослойное покрытие с простым

распределением щебня:

  • один слой вяжущего
  • один слой щебня 6,3/10

Однослойное покрытие с двойным распределением щебня:

  • один слой вяжущего;
  • первая фракция щебня 6,3/10;
  • вторая фракция более мелкого щебня

Двухслойное покрытие:

  • один слой вяжущего;
  • первая фракция щебня 6,3/10;
  • второй слой вяжущего;
  • вторая фракция более мелкого щебня

Покрытие типа «сандвич»:

  • первая фракция щебня 6,3/10;
  • один слой вяжущего;
  • вторая фракция более мелкого щебня

Нефтяной битум является общепринятым вяжущим для строительства и ремонта автомобильных дорог.

Однако‚ с технологической точки зрения‚ его следует применять при минимально возможной вязкости‚ что может быть достигнуто тремя принципиальными способами:

  • разогрев битума до технологических температур (горячий способ);
  • разжижение вязких битумов специальными‚ как правило‚ легкими растворителями;
  • эмульгирование битума в воде в присутствии специальных веществ (битумные эмульсии).

Первый способ используется обычно для производства горячих смесей с предварительным нагревом исходных минеральных материалов или розливом горячего битума на холодную поверхность при производстве подгрунтовки или устройстве поверхностной обработки. Этот способ имеет достоинства и недостатки. К достоинствам следует отнести возможность получения конгломерата (асфальтобетона) с высокой прочностью при использовании высоковязких битумов для дорог с тяжелым и интенсивным движением‚ а к недостаткам – затраты энергии на нагрев минеральных материалов при производстве горячих смесей‚ ограниченный период времени на устройство конструктивных слоев дорожной одежды и отрицательное воздействие на окружающую среду в процессе всего цикла производства работ.

Второй способ‚ как правило‚ дороже из-за весьма дорогостоящих растворителей‚ которые за относительно короткий период времени должны испариться‚ что приводит к загрязнению окружающей среды и к повышенной пожароопасности при производстве работ.

Третий способ‚ с использованием битумных эмульсий‚ не требует нагрева и может использоваться с холодными и даже влажными минеральными материалами‚ что позволяет снизить расход энергоносителей до 40% по сравнению с традиционными «горячими» технологиями.

Принципиальная схема производства битумной эмульсии

Эмульсия – неоднородная‚ термодинамическая неустойчивая система с двумя или несколькими жидкими фазами‚ представляющими одну постоянную жидкую фазу (дисперсионную среду) и‚ по меньшей мере‚ вторую жидкую фазу‚ рассеянную в первой в форме мелких капелек (дисперсная фаза). В зависимости от формы‚ битумные эмульсии классифицируются на прямые и обратные.

Прямые эмульсии – это когда битум в виде мелких капелек (от 1 до 20 мк) находится в водной среде.

Обратная эмульсия – это когда вода в виде мелких капелек находится в битумной среде.

В дорожной практике наибольшее применение находят прямые битумные эмульсии.

В зависимости от требуемых технологических и эксплуатационных свойств связующего материала эмульсии могут быть приготовлены на битумах различной вязкости как с использованием различных добавок (растворители‚ ПАВ‚ полимеры)‚ так и без них. При этом в зависимости от назначения и условий применения могут приготавливаться эмульсии с различной скоростью их распада и устойчивостью при транспортировке и хранении.

Относительно низкая вязкость прямых битумных эмульсий‚ обусловленная наличием водной среды (от 31 до 50%)‚ обеспечивает хорошую способность обработки каменных материалов без их сушки и нагрева. Такие технологические свойства битумных эмульсий обусловливают благоприятное их применение в дорожном строительстве с позиций охраны труда дорожных рабочих и охраны окружающей среды.

В зависимости от применяемых эмульгаторов эмульсии могут быть анионного и катионного видов. При этом за последние годы в мировой практике дорожного строительства производятся и используются главным образом (почти 100%) эмульсии катионного вида‚ как наиболее универсальные и обеспечивающие достаточную адгезию вяжущего к поверхности минеральных материалов кислой и основной природы.

За более чем 60-летний период производства битумных эмульсий катионного вида за рубежом в совершенстве отработаны различные составы и технологии их применения в дорожном строительстве и налажен промышленный выпуск большого ассортимента эмульгаторов для различных составов эмульсий применительно к их назначению.

Наибольший опыт в теоретических разработках и в практическом использовании битумных эмульсий накоплен во Франции‚ которая считается мировым лидером в этих вопросах и где более 30% от общего объема органических вяжущих для дорожных целей применяется в эмульгируемом виде.

В России в середине 60-х годов на основании научно-исследовательских работ и небольшого опыта практического применения были разработаны технические и нормативные документы по приготовлению и использованию битумных эмульсий в дорожном строительстве.

Однако главным образом эти документы отражали вопросы применения эмульсий анионного вида‚ так как химическая промышленность России и в целом Союза ССР не производила катионные эмульгаторы применительно к дорожному строительству. За весь этот период отечественной машиностроительной промышленностью не был налажен выпуск всего комплекта оборудования для эмульсионных баз‚ и только на энтузиазме отдельных специалистов и коллективов дорожников создавались такие базы для производства эмульсий анионного вида. За последние годы в условиях рыночных отношений и открытости границ в России и странах СНГ целый ряд дорожных организаций начал создавать базы по производству катионных битумных эмульсий‚ главным образом‚ на основе импортного оборудования с использованием импортных эмульгаторов. Наряду с этим‚ ряд наших заводов‚ и в частности АО «Дормаш» (г. Верхний Уфалей)‚ начал выпуск комплекта оборудования для приготовления битумных эмульсий.

Несмотря на то‚ что государственный стандарт на эмульсии битумные дорожные действует с 1982 года (ГОСТ 18659-81)‚ первые технические условия на промышленный выпуск отечественных эмульгаторов катионного вида для дорожных целей были разработаны в 1996 году фирмой «Дорос» (г. Ярославль) и фирмой ЗАО «Амдор» (Санкт-Петербург)‚ испытания проб которых показали их конкурентную способность по отношению к лучшими зарубежным аналогам.

Промышленные установки по производству битумных эмульсий имеют производительность‚ как правило‚ от 5 до 40 т/ч. Производство эмульсий обычно осуществляется с помощью коллоидных мельниц‚ основными характеристиками которых являются:

  • наличие воздушного зазора‚ регулируемого или постоянного‚ находящегося между статором и ротором‚ что непосредственно влияет на тонкость эмульсии;
  • скорость вращения ротора‚ которая имеет значение для гранулометрической формулы битумных частиц.

При этом в разных установках подготовка дисперсионной среды (водной фазы) производится либо заранее в отдельной емкости и в готовом виде подается параллельно с битумом в коллоидную мельницу‚ либо с помощью насосов-дозаторов все компоненты эмульсии в определенной пропорции‚ согласно рецепту‚ подаются в коллоидную мельницу с постоянным измерением водородного потенциала рH как дисперсионной среды‚ так и готовой эмульсии.

Прямые битумные эмульсии катионного вида применяются для следующих видов дорожных работ:

  • устройство подгрунтовки при строительстве конструктивных слоев дорожных одежд из асфальтобетонных смесей;
  • приготовление холодных эмульсионно-минеральных смесей для покрытий на автомобильных дорогах III–IV категорий;
  • устройство оснований по подбору холодного ресайклинга;
  • устройство покрытия (основания) по способу пропитки;
  • устройство поверхностной обработки;
  • ямочный ремонт покрытий с использованием машины типа «РОСКО»;
  • приготовление специальных смесей для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий.

Эмульсия наносится разбрызгиванием равномерным слоем на очищенную поверхность основания (покрытия) с помощью гудронатора из расчета 0‚20–0‚30 л/м2 в зависимости от состояния обрабатываемой поверхности. По подгрунтованной полосе нельзя открывать движение‚ так как это может привести к авариям. Однако движение построечного транспорта при устройстве слоя покрытия не вызывает опасений.

После распада эмульсии и испарения воды на поверхности остается равномерная тонкая пленка битума‚ исключающая явление сдвига при уплотнении уложенной по ней асфальтобетонной или подобной ей смеси и обеспечивающая хорошее сцепление между слоями дорожной одежды.

Для подгрунтовки используется быстрораспадающаяся эмульсия 50-процентной концентрации следующего ориентированного состава:

  • битум марки БНД 90/130 – 50% масс.;
  • эмульгатор марки «Амдор-М» – 0‚25% масс.;
  • хлористый кальций –0‚2% масс.;
  • технический керосин – 1‚0%;
  • соляная кислота – 0‚2–0‚3% масс.;
  • вода – остальное

Подгрунтовка наносится за 1–3 часа до начала устройства слоя покрытия из условия времени распада эмульсии и испарения воды. Следует избегать того‚ чтобы обработанная поверхность длительное время оставалась открытой‚ так как из-за пыли и загрязнения связующая роль подгрунтовки ухудшится.

При относительно небольшой скорости технологического потока устройства асфальтобетонного слоя целесообразно иметь в наличии высокоманевренный минигудронатор небольшой прозводительности.

В прохладную и влажную погоду эмульсии целесообразно подогревать до 40–50°С.

Холодные эмульсионно-минеральные смеси предназначены для устройства конструктивных слоев дорожных одежд‚ в том числе покрытий на автомобильных дорогах III–IV категорий. Верхние слои оснований допускается устраивать из эмульсионно-минеральных смесей и на автомобильных дорогах II категории. Для устройства оснований рекомендуются смеси с максимальным размером зерен до 40 мм и содержанем частиц менее 0‚071 мм до 4%‚ а для покрытий с максимальным размером зерен до 20 мм и содержанием частиц менее 0‚071 мм – до 9%. При этом глинистых частиц не должно быть более 2 %‚ а содержание органических примесей в составе минеральной части смеси не должно превышать 0‚2% по массе.

Ориентировочный состав эмульсий следующий:

  • битум марки БДУ 200/300 или (БНД 200/300) – 60–65%;
  • пластификатор – 5–10%;
  • эмульгатор типа «Амдор-М» – 1‚0%;
  • соляная кислота – 0‚3%;
  • хлористый кальций –‚3%;
  • технический керосин – 1‚0%;
  • вода – остальное

Минеральная часть смеси должна иметь непрерывную плавную гранулометрию.

Анализ зернового состава минеральной части смеси для эмульсионно-минеральных материалов‚ по нормативным и информационным документам России‚ Белоруссии‚ Франции и Финляндии‚ позволил составить кумулятивную таблицу гранулометрии минеральной части таких смесей (табл. 1).

Таблица 1
Массовая доля, % зерен мин. материала мельче, ммМелкозернистая смесьКрупнозернистая смесь
40100
2510080–100
2090–10073–90
1580–9063–80
1070–8050–70
550–6535–50
2,535–5025–35
1,2528–4217–28
0,6322–3312–22
0,31517–278–17
0,1410–165–10
0,05–93–5

Смеси‚ в зависимости от назначения‚ могут быть щебеночно-песчаные или гравийно-песчаные. Для обеспечения хорошей обрабатываемости минеральная смесь должна иметь влажность порядка 2–4%.

В качестве исходного битума для эмульсий предпочтение следует отдавать нефтяным битумам из малопарофинистых высокосмолистых тяжелых нефтей‚ обеспечивающих стабильность свойств вяжущего во времени.

Из отечественных битумов предпочтение следует отдавать битумам марки БДУ производства АО «Битран» (г. Ухта).

Условная вязкость исходного битума должна быть в пределах 200–300 ед. пенетрации. При этом в зависимости от срока хранения готовой смеси в штабеле и содержания мелких частиц в минеральной части смеси при производстве эмульсии следует вводить пластификаторы из условия достижения и сохранения требуемой удобоукладываемости приготовленной смеси в течение необходимого периода времени. В качестве пластификатора могут использоваться маловязкие гудроны‚ топочный мазут или моторное топливо.

Количество пластификатора устанавливают опытным путем при лабораторных испытаниях. Эмульсия должна быть медленнораспадающаяся с содержанием битума 60–65% по массе.

В случае неудовлетворительного сцепления вяжущего с каменным материалом следует дополнительно в эмульсию вводить ПАВ. Состав эмульсии в каждом конкретном случае уточняется в лаборатории. Расход эмульсии для приготовления холодных смесей составляет 5‚5–6‚5% по массе минеральных материалов. В каждом конкретном случае расход эмульсии уточняется на стадии проектирования состава смеси.

Готовая смесь должна отвечать требованиям табл. 17 ВСН 115-75 (Технические указания по приготовлению и применению дорожных эмульсий. М.‚ 1976 г.).

Работы по устройству конструктивных слоев из эмульсионно-минеральных смесей следует производить при температуре воздуха не ниже 5OС.

Максимальная толщина слоя‚ укладываемого за один технологический цикл‚ должна составлять не более 10 см.

Смесь укладывают асфальтоукладчиком или любым другим финишером‚ например автогрейдером.

Уплотнение смеси целесообразно производить катками на пневмошинах с последующим выравниванием поверхности слоя 2–3 проходами катком с металлическими вальцами. В случае переувлажненной смеси ее после укладки следует подсушить‚ а затем производить уплотнение.

Движение по уплотненному слою можно открывать сразу же‚ но при этом в течение нескольких дней ограничивают скорость движения транспорта до 30–40 км/ч.

Устройство последующих конструктивных слоев или поверхностной обработки допускается после формирования слоя из эмульсионно-минеральной смеси‚ но не ранее чем через 5–7 суток при сухой теплой погоде.

Работы следует вести в соответствии с положениями СНиП 3.06.03-85 и ВСН 115-75.

Холодный ресайклинг представляет собой укрепление (стабилизацию) грунтов‚ каменных материалов и асфальтовой крошки различными вяжущими‚ в том числе битумной эмульсией путем предварительного фрезерования и смешения на дороге.

Технология холодного ресайклинга весьма эффективна при ремонте и реконструкции существующих дорог‚ когда старая дорожная одежда сфрезеровывается частично или на всю глубину с помощью ресайклера и материал используется для укрепления вяжущим‚ в частности‚ битумной эмульсией в качестве основания.

По оценкам специалистов‚ холодный ресайклинг на 20% дешевле традиционной технологии ремонта и на 40–50% сокращает затраты времени.

Для получения достаточно плотного и прочного укрепленного основания кривая гранулометрического состава смеси отфрезерованного материала должна быть плавной и находиться в пределах‚ указанных в табл. 2.

Таблица 2
Массовая доля, % зерен мин. материала мельче, ммОтфрезерованная смесь
4070–100
2050–100
1035–75
522–56
2,515–40
1,2510–30
0,639–21
0,3158–18
0,147–10
0,0715–8

Для стабилизации по способу холодного ресайклинга используются средне- или медленнораспадающиеся эмульсии с содержанием битума порядка 60–65%.

Выбор исходного битума‚ концентрацию эмульсии и ее содержание в смеси осуществляют в каждом конкретном случае на основании предварительных лабораторных испытаний и требований к конечному материалу.

Ориентировочный расход 60-процентной эмульсии находится в пределах 3‚5–5‚5%.

Для устройства слоев дорожных одежд по способу пропитки используют среднераспадающуюся эмульсию.

Устройство конструктивных слоев дорожной одежды по способу пропитки следует производить при температуре воздуха не ниже 5°C. При этом при температуре воздуха ниже 10°C эмульсии необходимо подогревать до температуры 40–50°C.

Ориентировочный состав эмульсии следующий:

  • битум марки БДУ l100/130 (БНД 90/130) – 55–65%;
  • эмульгатор типа «Амдор-М» – 0‚6%;
  • соляная кислота – 0‚3%;
  • хлористый кальций – 0‚3%;
  • технический керосин – 1‚0%;
  • вода – остальное

Покрытие по способу пропитки следует устраивать из щебня изверженных пород марки не ниже 800 или осадочных и метаморфических пород не ниже 600. Щебень‚ используемый для устройства оснований‚ должен быть марки не ниже 600. Каменные материалы должны быть чистыми и не должны содержать частиц менее 1 мм больше‚ чем 3%.

Количество эмульсии‚ необходимое для пропитки‚ назначается из расчета:

  • полная пропитка (h=8–10 см) известнякового щебня – 11 ё 14 л/м2;
  • полупропитка (h=5–7 см) известнякового щебня – 7 ё 10 л/м2;
  • полная пропитка (h=8–10 см) гранитного щебня – 9‚5 ё 12 л/м2;
  • полупропитка (h=5–7 см) гранитного щебня – 6 ё 9 л/м2

При применении известнякового щебня концентрация эмульсии должна быть 55–60%‚ а гранитного щебня – 60–65%.

Размер фракций и расход щебня‚ а также порядок работы осуществляют в соответствии с положениями СНиП 3.06.03-85 и ВСН 115-75 в зависимости от толщины слоя пропитки.

В каждом конкретном случае необходимо опытным путем уточнять расход эмульсии.

Эмульсию следует разливать по влажному щебню.

Устройство покрытий следует заканчивать за 5–7 суток до наступления осенних дождей.

Поверхностную обработку можно устраивать через 3–5 дней после выполнения работ по пропитке.

library.stroit.ru

Битумная эмульсия / Всё об асфальтировании и дорожном строительстве. Асфальтирование Киев

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:

  • 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). Асфальтобетонные смеси приготовленные на горячем битуме, как правило, хранятся, транспортируются и применяются в горячем виде (исключением являются холодные складируемые битумоминеральные смеси, которые готовят с нагреванием, а хранят и укладывают в холодном виде).
  • 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 бывают:
  • Быстрораспадающиеся
  • Среднераспадающиеся
  • Медленнораспадающиеся
В зависимости от применяемого эмульгатора
  • Анионные (ЭБА — эмульсия битумная анионная). В качестве эмульгатора используется анионактивный ПАВ (поверхностно-активное вещество). В зависимости от скорости распада анионные эмульсии делятся на:
    • ЭБА-1 — быстрораспадающаяся анионная битумная эмульсия.
    • ЭБА-2 — среднераспадающаяся.
    • ЭБА-3 — медленнораспадающаяся.
  • Катионные (ЭБК — эмульсия битумная катионная). В качестве эмульгатора используется катионактивный ПАВ. В зависимости от скорости распада катионные битумные эмульсии делятся на:
    • ЭБК-1 — быстрораспадающаяся катионная битумная эмульсия (применяется для поверхностной обработки и подгрунтовки поверхности путем розлива или набрызга).
    • ЭБК-2 — среднераспадающаяся (применяется для герметизации дорожных покрытий и подгрунтовки перед асфальтированием, используется для приготовления холодных складируемых асфальтобетонных смесей и холодной регенерированной асфальтобетонной смеси).
    • ЭБК-3 — медленнораспадающаяся (применяется для герметизации дорожных покрытий и подгрунтовки перед укладкой асфальта, а также для приготовления литых эмульсионно-минеральных смесей).

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:

  • ЭБПА — эмульсия битумная полимерная анионная. В зависимости от скорости распада:
    • ЭБПА-1 — быстрораспадающаяся битумная полимерная анионная эмульсия.
    • ЭБПА-2 — среднераспадающаяся.
    • ЭБПА-3 — медленнораспадающаяся.
  • ЭБПК — эмульсия битумная полимерная катионная. В зависимости от скорости распада:
    • ЭБПК-1 — быстрораспадающаяся битумная полимерная катионная эмульсия.
    • ЭБПК-2 — среднераспадающаяся.
    • ЭБПК-3 — 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.

www.unidorstroy.kiev.ua

Правильная обработка поверхности битумной эмульсией

Дорожная битумная эмульсия – это однородная маловязкая жидкость чёрного или темно-коричневого цвета, представляющая собой дисперсную систему, которая состоит из измельченного битума и водного раствора особого поверхностно-активного вещества. По сравнению с обычным битумом битумная эмульсия обладает целым комплексом ценных достоинств. Важнейшие среди них – меньшая зависимость от неблагоприятных погодных условий и экономичность.

Преимущества битумных эмульсий давно оценены за рубежом, где на их основе разработаны и успешно применяются десятки технологий дорожного строительства. В последние годы эти прогрессивные технологии пробили, наконец, себе дорогу и в Россию. Поверхностная обработка дорожных покрытий с использованием битумных эмульсий – одна из таких технологий.

Современные технологии поверхностной обработки покрытий с применением битумных эмульсий

Суть технологии поверхностной обработки заключается в процессе создания на дорожном полотне тонкого слоя или слоёв, назначение которых - обеспечение шероховатости и водонепроницаемости, а также повышение износостойкости покрытия. Битумная эмульсия в этой новой дорожной «одёжке» отвечает, главным образом, за надёжное приклеивание щебня к основанию и такую же надёжную водонепроницаемость.

При этом обработка поверхности может выполняться двумя способами:

  • традиционно (поочередное укладывание слоев щебня и битумной эмульсии);
  • синхронно (практически одновременная подача щебня и вяжущей составляющей - эмульсии).

При втором способе, требующем использования специальной техники для синхронного распределения щебня и эмульсии, удаётся получить дорожное покрытие самого высокого на сегодняшний день уровня качества.

Основные этапы поверхностной обработки дорожных полотен битумной эмульсией

Процесс обработки дорожных поверхностей битумной эмульсией независимо от выбранного способа включает в себя следующие 3 основные этапа:

  1. Подготовительные работы (тщательное обследование дорожного покрытия с целью выявления дефектов, заготовка щебня и всех необходимых компонентов для изготовления битумной эмульсии требуемого в данных условиях качества, обучение персонала, подготовка машин и др.).
  2. Непосредственное устройство поверхностной обработки традиционным или синхронным способом.
  3. Особый уход за новым дорожным покрытием в течение 7-8 дней после окончания основных дорожных работ (исправление возможных локальных дефектов и уборка излишнего щебня).

Ограничения при обработке поверхностей битумной эмульсией

По сравнению с другими технологиями границы возможностей при проведении дорожных работ с использованием битумной эмульсии существенно расширены, но они всё-таки есть.

Основные «табу» для применения битумной эмульсии:

  • Среднесуточная температура –  ниже плюс 5 °С (идеальные условия - плюс 20 °С);
  • Прогноз резкого похолодания в результате большого перепада температур в течение суток;
  • Скорость ветра –  более 8 м/с (при сильном ветре происходит деформация струи эмульсии).

www.b-construction.ru


Смотрите также