Битумные эмульсии

Эмульсии битумные дорожные (Э.б.д.) — жидкие дисперсные системы, в которых одна жидкость — битум (дисперсная фаза) в виде мельчайших капель размером 0,1 мкм диспергирована в другой жидкости — водной среде. Э.б.д. в СССР начали применять в 1930 г.; в настоящее время их применяют в странах СНГ и Беларуси.

Диспергированные частицы фазы в эмульсии существуют автономно: битумы, являющиеся неполярными веществами, не растворяются в полярной жидкости — воде, поэтому они могут смешиваться с водой только с образованием эмульсии. Образование и устойчивость Э.б.д. достигается введением эмульгаторов — ПАВ или тонкомолотых твердых порошков. Эти вещества создают защитные оболочки вокруг частиц дисперсной фазы, предотвращая коагуляцию. Механизм создания «защитной» оболочки вокруг битумной частицы в случае применения ПАВ представлен на рис. 7.11.

Молекулы ПАВ, состоящие из полярной и неполярной частей, ориентируются на границе раздела битум—вода таким образом, что неполярной частью они обращены к биту-

Частица битума в катионной эмульсии му, а полярной — к воде

Рис. 7.11. Частица битума в катионной эмульсии му, а полярной — к воде. Вследствие такой ориентации ПАВ и диссоциации их полярной группы, частицы дисперсной фазы приобретают электрический заряд (при анионактивном эмульгаторе — отрицательный, при катионактивном — положительный). Одноименно заряженные частицы фазы отталкиваются, что препятствует их слипанию и обусловливает большую устойчивость эмульсии.

Твердые минеральные эмульгаторы прилипают к поверхности диспергированных частиц битума и образуют на границе их раздела с водой защитные оболочки.

Э.б.д. содержат 40...60 % битума. Эмульсии, содержащие более 60...70 % битума, называют высококонцентрированными.

В зависимости от свойств и содержания эмульгатора, а также количества битума можно получать эмульсии двух типов:

  • ? прямые, когда капли битума диспергированы в воде;
  • ? обратные, когда вода диспергирована в битуме.

В дорожном строительстве применяются главным образом прямые эмульсии. В качестве эмульгатора используют мыла нафтеновых, сульфонафтеновых, смоляных органических кислот, сульфитно-дрожжевую бражку, а также твердые вещества: тонкие порошки глин, извести, цемента, каменного угля, сажи.

Процесс приготовления Э.б.д. включает разогрев битума (90... 120 °С), приготовление эмульгатора и диспергирование битума в воде с добавлением водного раствора эмульгатора (рис. 7.12).

Схема приготовления битумной эмульсии катионного типа

Рис. 7.12. Схема приготовления битумной эмульсии катионного типа

Битумные эмульсии применяются:

  • ? для обеспыливания дорог;
  • ? укрепления грунтов, используемых для устройства оснований дорожных одежд;
  • ? ремонта и профилактической защиты покрытий;
  • ? устройства различных подгрунтовок;
  • ? ухода за твердеющим бетоном.

При применении Э.б.д. необходимо учитывать длительность формирования структуры материала на их основе, что связано с характером распада эмульсии и испарением воды. В зависимости от погодных условий этот процесс может длиться часами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >