Bitumena emulsija: īpašības un lietošanas jomas

Bitumena emulsija ir nākamais solis bitumena celtniecības pārklājumu ražošanas attīstībā. Pēc vienkārša bitumena un jumta seguma materiāla bitumena-emulsijas sastāvs var samazināt no eļļas iegūtās darvas patēriņu ar tāda paša veida un darba apjomu.

Pirms bitumena emulsijas iegādes jebkurš izplatītājs piedāvās iepazīties ar šī būvmateriāla īpašībām un lietošanas noteikumiem. Bitumena-emulsijas sastāvs ir bitumena, ūdens un reaģenta maisījums, kas pirms lietošanas sakrata stimulē pilienu struktūras veidošanos. Šis reaģents ir atbildīgs par pilienu-šķidruma struktūras stabilitāti, bez kuras nevar iztikt neviena emulsija kā tāda.

Bitumens ir gan galvenā vide, gan tā fāzes stāvoklis. Vienkārši sakot, šķidrums izpaužas kā "eļļa ūdenī" vai "ūdens eļļā". Jo vairāk (vai mazāk) ir emulgatoru, jo skaidrāk izpaužas dažādi šķidrie stāvokļi.

Bitumena emulsija ir nemainīga tilpumā - mainoties uzglabāšanas temperatūrai, piemēram, pie 0 un +25 grādiem. Uzklājot emulsijas maisījumu uz darbam sagatavotās virsmas, darbinieki saskaras ar šī būvmateriāla jutīgumu pret darba zonas stāvokli. Pēc pārklāšanas emulsija noslāņojas ūdenī un bitumenē. Ūdens pamazām iztvaiko, bet bitumens paliek un sacietē. Tas ļauj vienmērīgi nosegt, piemēram, pamatu pa perimetru, kur paredzēts būvēt sienas, lai izolētu katras sienas putu/gāzes blokus no plātņu mitruma vai dzelzsbetona lentes konstrukcijas. , neizmantojot jumta seguma materiālu un nesildot parasto bitumenu.

Bitumena emulsijas sastāvs tiek izmantots ceļu būves nozarēs. Tas pieder pie tiešās sajaukšanas emulsijām (tā sauktā eļļa ūdenī). Šajā emulsijā bitumens 30 līdz 70% daudzumā ir vienmērīgi suspendēts visā ūdens stabā, bitumena daļiņas ir mikroskopiskas. Reversās emulsijas – tā sauktās ūdens eļļā – satur bitumenē suspendētas ūdens daļiņas. Bitumena procentuālais daudzums ir 70-80%. Pilns emulsijas sastāvs nodrošina ūdens, emulgatora, stabilizējošas piedevas un skābes klātbūtni.

Bitumena emulsijas ražošanai tiek izmantotas BND 90/130, BND 130/200 un līdzīgas kompozīcijas. Kā izriet no formulējuma, bitumens ir ceļu bitumens. Vienkārša ceļa bitumena vietā var izmantot polimēru-bitumena saistvielu piedevu. Šīs piedevas saķere ir labāka nekā vienkāršiem sveķiem. Ūdens tiek attīrīts kvalitatīvi - bitumena emulsija nedrīkst saturēt svešķermeņus. Emulgatora uzdevums ir novērst emulsijas struktūras sairšanu, bez kuras frakcija nedos simtprocentīgu atdevi.

Kā piedevas tiek izmantotas katjonu un anjonu virsmaktīvās vielas. Attiecīgi emulsija būs anjonu vai katjonu bitumens. Virsmaktīvo vielu vietā tiek izmantotas arī, piemēram, minerālu piedevas māls, metālu oksīdi, sāļi karbonātu un sulfātu veidā, kā arī kvēpi vai cements. Izmanto kā stabilizējošu piedevu kalcija hlorīda ūdens šķīdums vai citi viegli šķīstoši sāļi, kas pilnībā izpaužas tikai katjonu emulsijās. Izmanto kā skābi sālsskābe, etiķskābe vai ortofosfors - skāba vide pagarina emulsijas stabilo stāvokli, nesajaucot sastāvu atkārtoti.

Mūsdienu bitumena emulsijas ražošanas tehnoloģija paredz modificējošu piedevu klātbūtni, kas uzlabo tās īpašības, jo "emulsija" sastāv ne tikai no bitumena frakcijas un ūdens. Tipiskas piedevas ir latekss, polietilēns, epoksīda pildviela, sintētiskā gumija/sveķi utt. Bitumena emulsijas sastāva maiņa ražošanā tiek veikta divos veidos:

1. piedeva, kas maina kompozīcijas īpašības, tiek ievadīta pašas emulsijas ūdens fāzē vai tās sagatavošanas stadijā;
2. emulgatoru ievada jau mainītajā bitumenē.

Bitumena izdalīšanas tehnoloģiskais process ar emulgatoriem ir šāds. Emulsijas iekārtai ir intermitējoša vai nepārtraukta darbības princips. Darbā ar pārtraukumiem viss process tiek vadīts no tālvadības pults, kuru kontrolē meistars. Nepārtrauktais princips nodrošina daļēji/pilnīgi automātisku procesu bez būtiskas apkalpojošā personāla iejaukšanās. Galvenais izpildmehānisms šeit ir koloidālais drupinātājs. Tas veic bitumena daļiņu pievienošanu iepriekš apstrādātam ūdenim. Pēc tam bitumenu sajauc ar ūdeni, līdz sastāvs kļūst viendabīgs.

Sajaukšanas procesā bitumens uzsilst līdz 160 grādiem. Ūdens fāze uzsilst līdz 70. Tieši pie šīs temperatūras starpības emulsija iegūst sākotnējo konsistenci. Šis sastāvs netiek uzglabāts ilgāk par 2 mēnešiem. Gaisa temperatūra noliktavā ir vismaz 5 grādi pēc Celsija. Vilcienu transportē ar metāla cisternām, mucām, cisternā iemontētām automātiskajām maisīšanas iekārtām.

Šīs kompozīcijas klasificē, pamatojoties uz maisījuma sadalīšanās ātrumu. Emulsijas sastāvu nevar uzglabāt mūžīgi (gadus un gadu desmitus) - tā tiek noslāņojusies, salipusi, tāpat kā novecojušas eļļas krāsas. Emulgatoriem, kas iekļauti bitumena-ūdens frakcijā kā galvenās piedevas, ir dažādas kvalitātes, īpašības, raksturlielumi un tilpums. Iekštelpu mitrums un gaisa temperatūra nav pēdējie faktori, kas veicina sabrukšanas procesu. Emulsijas sabrukšanu novērtē pēc sabrukšanas indeksa.

Saskaņā ar to šo sastāvu raksturo šādi:

• ātri sadalās - ūdens atdalīšana uzreiz pēc krāsošanai un impregnēšanai sagatavotās virsmas pārklāšanas ar būvmateriālu;
• vidēji trūdošs - sastāvs pēc sajaukšanas ar akmens struktūru tiek sadalīts divās atsevišķās vidēs;
• lēni sadalās - bitumena sacietēšana tiek veikta tikai pēc lielas akmens virsmas pieskaršanās (un absorbcijas) konstrukcijā.

Pēc emulgējošās piedevas sastāva bitumena emulsijas iedala katjonu, anjonu un nejonu emulsijas. Pasta veida "emulsijās" tiek izmantoti minerāli, polimēru saturošās - latekss un citi lielmolekulārie ogļūdeņraži. Piemēram, polimēros var izmantot lateksu. Virsmaktīvās vielas daļiņu lādiņa atšķirība: "emulsija" var būt pozitīva (katjonu) un negatīva (anjonu).

Vienas zīmes uzlādētu daļiņu atgrūšana (saskaņā ar elektrostatikas likumiem) paātrina bitumena sedimentāciju un ūdens atdalīšanu. Katjonu emulsijas preparāti labi darbojas ar lielāko daļu piedevu un piedevu. Nokļūstot uz minerālas virsmas (akmens, ķieģelis, betons u.c.), sastāvs atdala ūdeni - bitumena pielīp pie krāsotās virsmas. Šo parādību sauc par emulsijas sadalīšanos. Katjonu emulsijās bitumens izdalās, reaģējot ar pārklājamās virsmas materiālu, anjonu emulsijās – tūlītējas ūdens iztvaikošanas rezultātā.

Atbilstoši kompozīcijas sadalīšanās ātrumam un jonu iedarbībai šis būvmateriāls tiek marķēts šādi.

Anjonu sastāvs ar ātru sadalīšanos. Izmanto nesen ieklāta cementbetona un cementa grunts kopšanai. Otrs pielietojums ir gruntēšana, kā arī augsnes nogāžu virsmu nostiprināšana, daži virsmas apstrādes veidi.

Šis sastāvs, būdams vidēji sadalošs, ir atradis pielietojumu melno (aizsērējušu) šķembu pagatavošanai, ļoti porainu maisījumu apstrādei, kas izgatavoti uz karbonātu bāzes. Ceļa pamatne zem audekla ir piesūcināta ar šo kompozīciju.

Īpaši blīvu emulsijas-minerālu būvmateriālu pagatavošanai tiek izmantots sastāvs EBA-3, kas lēni sadalās ūdenī un bitumenē. Sastāvs tiek sajaukts ar līdz 2% kaļķa vai līdz 3% cementa. Labi piemērots kustīgo smilšu nostiprināšanai, cementa putekļu noņemšanai no virsmām, kā arī augsnes virskārtas nostiprināšanai uz kultivētās platības augsnes.

Mūsdienās vadošais BE zīmols ir TechnoNicol. To izmanto kā ceļu un celtniecības sastāvdaļu. Papildus iepriekš minētajiem formulējumiem ar nomenklatūras marķējumu Krievijas uzņēmumi piegādā BE ar saviem zīmoliem.

Videi draudzīgu bitumena materiālu pārstāvis uz ūdens-lateksa bāzes ir bitumena emulsija "TechnoNikol Nr. 31", kuras īpašības tiks aplūkotas turpmāk. Hidroizolācijas pārklājumi, kuru izveidošanai tika izmantots šī uzņēmuma BE, izceļas ar karstumizturību un nodilumizturību (tie nezaudē savas sākotnējās īpašības daudzus gadus).

Šīs markas BE patēriņš uz 1 m2 ir ne vairāk kā 5,7 kg jumtam, bet ne vairāk kā 3,5 kg iekšējo hidroizolācijas slāņu pārklāšanai. Tas kalpo kā sava veida "betona kontakts" un atbilst spiedienam saskaņā ar GOST, kas nav mazāks par 4,5 atm. Bitumena šajā sastāvā ir vismaz 60%, un litra tilpums ir par 5% smagāks nekā tajā pašā ūdens bundžā. Pārklāšanas laikā sastāvs tiek izmantots temperatūras diapazonā no 5 ... 30 grādiem pēc Celsija. Firmai "TechnoNikol" izdevās panākt garantētu glabāšanas laiku noliktavā vismaz sešus mēnešus.

Citu firmu vidū - BitumentTEK, Amdor, B2M un vairākas līdzīgas, kas ražo plašu bitumena būvmateriālu klāstu. Litra īpatnējais svars (blīvums 1 dm3) - 1,05 kg.

Bitumens ir vienkārši savelkošs un impregnējošs materiāls. To lieto galvenokārt karstā veidā, izkausētā veidā. Trūkums – ja uzklāj lēni ilgāk par vienu minūti, tā var nolobīties pat tad, ja virsma ir matēta un graudaina. Bitumena emulsijai šī spēja ir liegta: tā tiek nogādāta ērtā stāvoklī ar ūdens un minerāl-organisko piedevu palīdzību, un darbam sagatavotas virsmas pārklāšanas procesā īpaša steiga nav nepieciešama.

Tīrs bitumens paredzētajam lietojumam ir jāsasilda līdz 100 grādiem vai vairāk. Izmanto izkausētā stāvoklī ceļa ieklāšanai zem jauna asfalta seguma, sienu hidroizolācijai no pamatiem (kā daļa no jumta materiāla). Izšķīdinot bitumenu benzīnā, petrolejā, ligroīnā, tas pārvēršas šķidrā stāvoklī. Emulģēšana ūdenī, izmantojot emulgatorus, var pārvērst to arī par šķidru materiālu, kas piemērots jumta iekšpuses un citu konstrukciju pārklāšanai, kurām nepieciešama aizsardzība pret mitrumu. Pie 30 grādiem šādi izšķīdinātais bitumens saglabās šķidru stāvokli.

Tas, atšķirībā no vienkāršas bitumena sastāva, tiek uzklāts uz tam paredzētajām virsmām pat slapjā, mitrā laikā. "Emulsijas" iztvaikošana ir vismaz vairākas reizes mazāka nekā no tīra bitumena kompozīcijas kausējuma. Aukstā asfalta - smilšu, oļu un bitumena emulsijas maisījuma (vai uz tā bāzes veidota organiskā šķīduma) - stiprības palielināšana tiek veikta nevis tad, kad atdziest no jauna ieklātais segums, bet gan vieglo eļļas frakciju iztvaikošanas dēļ. Tas, kas palicis, droši tiek saspiests zem garāmgājēju apaviem un automašīnu riteņiem.

BE tiek izmantots šādās jomās.

1. Asfalta šķembu, šķembu, smilšu un citu piedevu piesiešanai ceļa segumā. Šī ir viena no patiesajām aukstās bruģēšanas tehnoloģijām.
2. Pārklājot sienas, pamatus, aklos zonas, tērauda nesošās konstrukcijas (balstus). Pēc ūdens iztvaikošanas kompozīcija daudzus gadus aizsargā visas šīs virsmas no mitruma.
3. Kā hidroizolācijas slānis hidrotehnikā un pazemē.
4. Zemes un smilšu savilkšanai un noturēšanai. Tiek veikta arī ceļu un objektu putekļu noņemšana. Pirms asfalta ieklāšanas uz šķembu gultnes tiek uzklāti bitumenu saturoši maisījumi.
5. Daļējai gājēju celiņu un piebraucamo ceļu remontam dažādiem mērķiem, stāvlaukumiem. Piemērs ir plaisu izkliedēšana uz ceļiem.

Visas šīs izmantošanas jomas aptver ceļu un ēku būvniecību un remontu.

BE ieteicams lietot pēc šādas shēmas.

1. No apkoptās virsmas tiek noņemti netīrumi un novecojušā, pārslainā pārklājuma paliekas.
2. Saplaisājušas un šķeldotas vietas ar atstarpēm 3 mm vai vairāk tiek izlīdzinātas, gruntējot.
3. Asie stūri tiek izlīdzināti, noapaļoti, pēc tam attaukoti ar organisko šķīdinātāju.
4. Sagatavoto virsmu pārklāj ar grunti (iepriekš uzklāta kompozīcija). Žāvēšanas laiks ir 1-2 stundas.
5. Tiek uzklāts pirmais BE slānis, pēc tam otrais. Parasti - ne agrāk kā pēc 5 stundām, tieši šajā laikā pārklājums izžūst (zaudē ūdeni). Lai paātrinātu darbu, izmantojiet īpašu aerosolu.