Водно-битумные эмульсии
В настоящее время широкое распространение во всем мире получил «холодный способ» приготовления смесей для строительства и ремонта дорожных покрытий, при котором в качестве вяжущего материала вместо горячего битума применяют водно-битумные эмульсии.
Водно-битумную эмульсию получают путем диспергирования (дробления и взбивания) битума в воде с добавлением анионовых или катионовых эмульгаторов (поверхностно-активных веществ). Эмульсия представляет собой жидкость темно-коричневого цвета.
Водно-битумные эмульсии применяют для гидроизоляции, кровельных работ, в дорожном строительстве.
Водно-битумные эмульсии в дорожном строительстве используют:
- для подгрунтовки основания старого дорожного покрытия перед нанесением на них асфальтобетона;
- для приготовления холодных асфальтобетонных смесей;
- для поверхностной обработки дорожных покрытий;
- для устройства защитных слоев покрытий;
- для ямочного ремонта дорог и пр.
Водно-битумные эмульсии имеют следующие преимущества:
- не требуют подогрева перед применением;
- обеспечивают экономию битума до 40%;
- могут наноситься на мокрые поверхности, что позволяет вести дорожные работы с ранней весны до
- поздней осени;
- не пожароопасные;
- не приводят к загрязнению окружающей среды.
Основным конкурентом битумных эмульсий является дорожный битум, разогретый до высоких температур. При использовании такого битума в дорожном строительстве и ремонте невозможно достичь достаточного качества ввиду следующих причин:
- низкая сцепляемость битума с поверхностью основания;
- плохое и неравномерное распределение по поверхности;
- необходимость полного отсутствия влаги на очищенной поверхности;
- невозможность варьирования качественными параметрами битума в зависимости от проводимых работ;
- высокая энергоемкость, обусловленная поддержанием высоких температур;
- повышенная опасность производства работ, т.к. используется битум до 160°С.
В отличие от дорожного битума, использование битумных эмульсий обеспечивает:
- полное сцепление с основанием;
- по текучести эмульсия близка к воде, поэтому она растекается по поверхности, заполняя все поры и неровности;
- допускается разлив битумных эмульсий на увлажненную поверхность;
- технология производства битумных эмульсий позволяет варьирования качественными показателями для каждого вида работ;
- более низкая энергоемкость из-за отсутствия необходимости поддержания высокой температуры;
- экономическая эффективность использования битумных эмульсий достигает 70%.
На рынке производства битумных эмульсий следует отметить такие компании как международный концерн «AKZO NOBEL», Голландия и фирма «Кемна», Германия. Качество битумных эмульсий, производимых на оборудовании этих фирм, отвечает мировым стандартам. Но имеется определенная специфика при их эксплуатации. В частности, высокие требования к технической подготовке обслуживающего персонала, количество – 12 человек, большие технологические затраты подготовительного этапа, необходимость водоподготовки, невысокая производительность (3-5 м3/час), цикличный характер производства, особенности эксплуатации оборудования в климатических условиях Азии, достаточно громоздкая комплектация, что порождает высокую стоимость – 20 млн. долларов США. Все эти факторы побуждают к поиску альтернативного оборудования для производства битумных эмульсий, новой технологии с более упрощенной и надежной схемой производства.
Фирма «Кварта» изготавливает установки УПЭ для приготовления водно-битумных дорожных эмульсий. Производительность установки по эмульсии – 13-15 м3/час. Установка УПЭ может применяться на эмульсионно-битумных базах, которые наряду со стандартным оборудованием должны быть обеспечены емкостями для хранения эмульгатора, кислот или щелочей и готовой продукции. Установка может эксплуатироваться как в помещениях, так и на открытых площадках под навесом. Получаемая на установке УПЭ эмульсия соответствует требованиям госстандарта на такие эмульсии.
В частности, изготовленная на УПЭ эмульсия имеет следующие показатели:
- коэффициент сцепления эмульсии со щебнем 0,98-0,99 при норме не менее 0,7;
- однородность эмульсии по остатку на сите 0,63 мм составляет 0,03-0,1% при норме не более 0,25;
- размер частиц битума в эмульсии 3,5 мкм при норме 3-8 мкм;
- эмульсия не расслаивается в течение 90 суток при норме 30 суток;
- эмульсия выдерживает транспортировку на расстояние 500 км при норме 300 км.
Компонентный состав водно-битумных эмульсий, получаемых на установке УПЭ фирмы «Кварта»:
- Битум обычно содержится в эмульсии 30-80% масс.
- Вода в количестве 15-70% масс.
- Эмульгатор от 0,15 до 3,0% масс.
- Кислота рН водной фазы 1,5-3,5.
- Растворитель в количестве 0,5-3,0% масс.
