Что такое битумная эмульсия: разновидности и характеристики

Чтобы укладка асфальта обеспечила результат, соответствующий современным требованиям, а покрытие имело длительный срок службы, необходимо, чтобы конструктивные слои дорожной одежды были надежно скреплены между собой. Эту функцию выполняет битумная эмульсия, которая используется как при строительстве дорог и пешеходных зон, так и при проведении ремонтных работ.

«Битумная эмульсия – раствор, получаемый путем смешивания нефтяного битума, воды и специальной присадки-эмульгатора, которая способствует образованию требуемой капельно-жидкостной структуры, вследствие чего формируется дисперсная система. Основное свойство водно-битумных эмульсионных растворов – обеспечение достаточной адгезии (сцепления материалов), а также гидроизоляция»

Эмульсионная структура позволяет микрочастицам битума равномерно распределиться по всему объему раствора, при этом не растворяясь. Помимо воды, битума и эмульгатора в составе раствора также присутствуют специальные присадки, повышающие физико-механические характеристики эмульсии.

Свойства и преимущества битумной эмульсии

Битумная эмульсия обладает свойствами, которые позволяют повысить эффективность обработки покрытия, в сравнении с обработкой обычным битумом и тем более гудроном. Водно-битумная составляющая в формате эмульсии обеспечивает попадание раствора даже в мелкие углубления покрытия, за счет чего возрастает плотность проливки.

Также это позволяет производить ремонт трещин в асфальте, которые имеют маленькую ширину.

После обработки вода начинает испаряться, тогда как битум, неподтвержденный испарению, остается на месте и набирает прочность, равномерно покрыв область проливки. Также битумная эмульсия позволяет сократить расход ресурсов без потери качества. Подобный раствор, помимо захвата большей площади при обработке, имеет еще несколько свойств, которые обеспечивают преимущество перед обычным битумом.

Какими свойствами и преимуществами обладает битумная эмульсия:

• Повышенная адгезия, обеспечивающая надежное скрепление;
• Хорошие проникающие свойства за счет жидкой консистенции;
• Может использоваться в холодную погоду;
• Можно применять при высокой влажности воздуха;
• Наиболее рациональный расход материала за счет покрытия тонким слоем;
• Позволяет сократить расход энергоносителей, затрачиваемых на разогрев и разжижение материала перед применением;
• Пожарная безопасность – битумная эмульсия менее подвержена возгоранию;
• Позволяет сократить сроки проведения работ за счет высокого темпа распыления;
• Работа с раствором не несет опасности для человека и окружающей среды – относится к малоопасным веществам (4 класс).

Адгезионные характеристики, несмотря на пониженную концентрацию вяжущего вещества (в среднем в растворе 30-70% битума) демонстрируют более высокие показатели.

Типовой состав и пропорции компонентов водно-битумной эмульсии

Битум – в зависимости от его качества будут изменяться и характеристики раствора. Битумная эмульсия может иметь повышенные эксплуатационные характеристики, если за основу будет взят не стандартный битум, а полимерное битумное вяжущее.

В большинстве случае раствор производится с использованием качественного нефтяного дорожного битума одной из 5 марок с маркировкой от 40/60 до 130/200. Цифровая маркировка отражает допустимый диапазон проникания иглы в битум, из чего можно сделать вывод и густоте и консистенции материала.

Вода – требует предварительной очистки.

Эмульгатор – функции эмульгатора в большинстве случае обеспечивают ПАВ, растворяясь либо в одной, либо в обеих фазах. Под фазой в данном случае понимается вода и битум. В некоторых случаях ПАВ могут быть заменены минеральными порошками, полученными в ходе отсева дробления глины, цемента и других материалов.

Стабилизирующий компонент – присутствует в положительно заряженных водно-битумных эмульсиях, которые обладают наибольшей эффективностью, в сравнении с анионными. Представляет собой водный раствор определенных водорастворимых солей.

Специальные присадки-модификаторы – модификаторы, направленные на повышение определенных физико-механических характеристик раствора. Это могут быть:

• Растворители;
• Разжижающие компоненты;
• Полимеры;
• Латекс;
• Некоторые смолы;
• Каучук;
• другие органические и синтетические присадки.

Благодаря модификаторам битумная эмульсия может усилить некоторые свои свойства, если они требуются для выполнения определенной задачи.

Какие разновидности имеет битумная эмульсия

Битумная эмульсия может классифицироваться по нескольким основным параметрам, каждый из которых отражает определенные характеристики раствора.

Критерии классификации:

• Тип заряда частиц битума;
• Темпы разрушения эмульсионной структуры;
• Основной материал в составе;

Как классифицируется битумная эмульсия по типу заряду частиц

Анионные (отрицательные) – наименее популярный из двух вариантов, так как при смешивании раствора наблюдаются трудности, что особенно заметно при высокой влажности. Выделение битума происходит за счет медленного испарения воды.

Катионные (положительные) – без труда смешиваются с большинством используемых заполнителей, считаются наиболее эффективными и универсальными. Выделение битума провоцируется при соприкосновении с материалом обрабатываемой поверхности.

Как классифицируется битумная эмульсия по темпу распада структуры

При этом на характеристики эмульсии может повлиять ее складирование и хранение. Битумная эмульсия неспособна храниться годами, как некоторые другие материалы. С течением времени раствор начинает расслаиваться и слеживаться, на подобии старой масляной краски.

Кроме того, срок хранения зависит от того, какое вещество выступает в роли эмульгатора, так как различные варианты обладают разными свойствами и характеристиками. Условия хранения также влияют на состояние раствора и продолжительность его пригодности.

Как классифицируется битумная эмульсия по основному материалу

Где и для чего применяются битумные эмульсии

Битумная эмульсия по большей части используется в сфере дорожного строительства и ремонта, так как раствор способен как увеличить сцепление конструктивных слоев при сооружении дорожной подушки, так и восстановить небольшие повреждения асфальтобетонного покрытия. Однако помимо строительства и ремонта автомобильных дорог, битумная эмульсия используется в некоторых других отраслях.

Где и для чего применяется битумная эмульсия:

• Обеспечение скрепления технологических слоев дорожной одежды;
• Проливка асфальтовых покрытий с целью ликвидации мелких повреждений, повышения основных эксплуатационных характеристик и продления срока службы полотна;
• Ямочный ремонт и заливка трещин дорожного покрытия, в целях предотвращения дальнейшего разрушения;
• Связывание компонентов при производстве некоторых видов асфальтобетона;
• Обработка фундаментов, стен и других подобных конструкций для обеспечения гидроизоляции;
• Для стяжки и фиксации песчаных и грунтовых материалов;
• Для проливки бетонных покрытий, с целью повышения влагоустойчивости, а также для препятствия растрескиванию при отрицательных
• Как гидроизоляционный материал для различных объектов;
• При укладке и ремонте кровельных материалов.

Таким образом, битумная эмульсия наиболее востребована при сооружении и восстановлении асфальтовых покрытий, а также при строительстве и обслуживании различных построек.

Как производится битумная эмульсия

Как упоминалось, битумная эмульсия на сегодняшний день производится по современным технологиям, которые предусматривают повышение физико-механических характеристик путем добавления в состав различных присадок-модификаторов. Добавки могут быть добавлены в раствор несколькими способами и на разных этапах. Однако для начала необходимо непосредственно создать эмульсию.

Соединение битума, воды и эмульгатора осуществляется при помощи специализированного оборудования – эмульсионной установки со встроенной коллоидной мельницей.

Различные модификации данного оборудования предлагают следующие решения:

• 1. Полную или частичную автоматизацию процесса производства – непрерывный процесс.
• 2. Возможность контроля производственного процесса оператором с помощью специального пульта управления – прерывистый процесс производства. При этом для управления эмульсионной установкой в ручном режиме не требуется более одного сотрудника.

Коллоидная дробильная мельница в составе эмульсионной установки измельчает битум до сверхмалых фракций размером не более 1,5 микрометров, а затем добавляет измельченные микрочастицы в подготовленную чистую воду для перемешивания до однородной консистенции.

Разогрев битума производится до температуры около 160°C, а водная составляющая доводится до 70°C. Именно эти температуры необходимы, чтобы добиться нужного состояния эмульсии.

Способы добавления в состав модификаторов:

• 1. Введение вещества в измененный битум;
• 2. Введение вещества в водную часть после того, как эмульсия будет готова;
• 3. Добавление компонента в водную фазу в процессе производства.

Другими словами, добавить в раствор модифицирующие присадки можно как в процессе производства, так и по завершению эмульгирования.

Битумная эмульсия после изготовления может храниться на складе до 60 суток, при условии, что минимальная температура воздуха будет составлять +5°C. Транспортировка эмульсии осуществляется в металлических цистернах и подобных емкостях, часто с вмонтированной установкой для перемешивания раствора.

Технология нанесения битумной эмульсии

Вне зависимости от того, какое покрытие или материал будут обрабатываться, перед нанесением эмульсии требуется провести подготовительные мероприятия в зоне проведения работ.

Как подготовить поверхность, чтобы битумная эмульсия качественно выполняла задачу:

• 1. Произвести очистку объекта от мусора, грязи и посторонних предметов.
• 2. Обеспечить обеспыливание и просушить область – оба действия можно выполнить с помощью воздушного компрессора.
• 3. Если наблюдаются сколы и трещины более 3 мм, необходимо устранить их грунтовкой или иным способом.
• 4. При наличии острых углов следует произвести их сглаживание.
• 5. Произвести обезжиривание органическим растворителем.
• 6. Прогрунтовать область битумным праймером, дождаться высыхания (как правило, не более 2-х часов).

Для максимальной эффективности битумная эмульсия должна наноситься слоями, при этом перед нанесением нового слоя предыдущий должен полностью просохнуть, что может занять до 5 часов.

Если область обработки представляет собой трещину или яму, рекомендуем обработать водно-битумной эмульсией не только дно, но и стенки поврежденного участка, чтобы обеспечить достаточно высокую адгезию.

Выводы

Битумная эмульсия представляет собой раствор эмульсионной структуры, в состав которого входит нефтяной дорожный битум или полимерное битумное вяжущее, очищенная вода, эмульгатор, стабилизирующие компоненты и присадки-модификаторы. Основными свойствами водно-битумных эмульсий являются обеспечение скрепления материалов, а также гидроизоляция.

В дорожном строительстве эмульсионные битумные растворы обеспечивают скрепление технологических слоев, участвуют в производстве некоторых видов асфальтобетона, а также используются для восстановления асфальтового покрытия и продления его срока службы.

Существует несколько разновидностей водно-битумных эмульсионных растворов, каждая из которых имеет отличительные особенности, а за счет модификаторов можно без существенных затрат увеличить физико-механические свойства состава.