Приготовление битумных эмульсий

Битумные дорожные эмульсии подразделяются на анионные и катионные. В свою очередь каждый вид делится на 3 класса:

- анионные: ЭБА-1, ЭБА-2, ЭБА-3;

- катионные: ЭВК-1, ЭБК-2, ЭБК-3.

По структуре эмульсии делят на прямые и обратные. В прямых эмульсиях битум равномерно распределен в виде мельчайших капель, окруженных слоем эмульгатора. В обратных - вода равномерно распределена в битуме в виде мельчайших капель, стабилизированных слоем эмульгатора.

Анионные эмульсии в качестве эмульгатора содержат мыла высокомолекулярных соединений органических кислот: асидолы, мылонафты, сульфатное мыло и др. Количество эмульгатора от 1 до 4, 5 % от массы битума.

Катионные - органические азотосодержащие соединения: амины, соли аммония от 1 до 4 % вводят в воду или битум, а соляную кислоту вводят только в воду.

Для приготовления эмульсий организуют заводы и базы. Приготовление эмульсий сводится к диспергированию жидкостей и стабилизации дисперсной системы.

Для диспергированию жидкости применяют: гомогенизаторы;

лопастные и шнеколопастные смесители; акустические диспергаторы.

В гомогенизаторе готовят прямые эмульсии. Битум, нагретый до 150°С, и водный раствор эмульгатора, нагретый до 90°С, перекачивают через узкие зазоры (размером 0, 01 мм) ротора и статора, в которых битум размельчается и на его капельках адсорбируется эмульгатор. Лучшими считают многоступенчатые гомогенизаторы.

В смесителях готовят прямые высококонцентрированные и обратные эмульсии. Концентрированный раствор эмульгаторов заливают в резервуар, где вращается вал с лопастями с частотой 40...80 об. в мин. Битум подают постепенно по мере образования эмульсии. В смесителях получают эмульсии высокой концентрации 90...95 %, поэтому перед употреблением их разбавляют водой. Производительность установки до 5 т/час.

Приготовление эмульсии с помощью акустического диспергатора относится к гидродинамическому способу, по которому смесь воды, эмульгатора и битума пропускают с большой скоростью через сопло, имеющее впереди вибратор - нож. Акустический способ прост и качество эмульсии хорошее.

При подвижном характере работ предпочтение следует отдавать полустационарным эмульсионным установкам (рис. 7.3.5).

Рис. 7.3.5. Установка для приготовления обратных эмульсий:
1 - котёл для битума; 2 - мешалка; 3 - ёмкость для воды (керосиновый контакт); 4 - ёмкость для раствора едкого натра; 5 - ёмкость для эмульсии

Наряду с положительными сторонами эмульсии имеют плохое прилипание к каменным материалам. Усилить прилипание можно добавлением извести - пушонки или цемента в количестве 5...10 % от эмульгатора. Такую эмульсию называют активированной.

Эмульсию хранят в закрытых помещениях, предохраняя от промерзания; летом - в емкостях, закрытых от попадания влаги. Перед загрузкой эмульсии в автогудронаторы ее пропускают через сетчатый фильтр с отверстиями размеров 3 мм. Гарантийный срок действия эмульсии 2 месяца.

Схема приготовления прямой высококонцентрированной битумной эмульсии показана на рис. 7.3.6.

Рис. 7.3.6. Технология приготовления прямой высококонцентрированной эмульсии:
1 -обезвоженный и нагретый до 150-170°С битум; 2 - котёл для варки мыла, 3 - ёмкость для едкого натра; 4 - ёмкость для воды; 5 - ёмкость для раствора эмульгатора; 6 - мешалка; 7 - склад соли

Технологический процесс начинается с обезвоживания и нагрева битума до температуры 150°С. Эмульгаторы, как и битум, требуют предварительной подготовки. Некоторые эмульгаторы легко растворяются в воде и не требуют специальной обработки. Из этих эмульгаторов смешиванием с водой получают раствор, который перед применением нагревают до рабочей температуры 70...80°С. Некоторые эмульгаторы, чтобы растворить их в воде, необходимо предварительно омылить водным раствором щелочей (едкий калий, едкий натр). Омыление (варку) осуществляют в специальном котле в течение 3...4 ч. Приготовленное мыло разбавляют водой в пропорции 1: 9, полученный раствор перед применением также нагревают до 70-80°С. Приготовленное мыло поступает в дозатор и оттуда в мешалку. В смесителе приготавливают водный раствор эмульгатора, куда поступает умягченная вода из установки.

Водный раствор эмульгатора насосом перекачивают в резервуар для подогрева его до рабочей температуры. Затем он поступает в диспергатор. Готовую эмульсию направляют в резервуар для хранения. Качество эмульсии контролируют в лаборатории.