Классификация битумных эмульсий

07.06.2016

Битумная эмульсия является современным вяжущим материалом для дорожно-строительных и дорожно-ремонтных работ. Ее применение имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями с использованием битума:
- экономия битума (до 30 %) и щебня (до 45 %) за счет лучшей обволакиваемости минерального материала битумной эмульсией;
- более высокое сцепление с обрабатываемой поверхностью;
- широкий температурный интервал работ (начиная с 0 °С);
- сокращение энергозатрат (до 55 %) по сравнению с горячим асфальтобетоном;
- возможность использования влажных минеральных материалов и проведения работ при неблагоприятных погодных условиях;
- улучшение экологической обстановки на объектах производства работ и подготовки материалов;
- увеличение на 40 % срока службы отремонтированного покрытия.
Наиболее полным и точным можно считать следующее определение эмульсии. Эмульсия - это неоднородная, термодинамически неустойчивая система, содержащая, по меньшей мере, две жидкие фазы, не поддающиеся смешению, из которых одна рассеивается во второй в форме капель с диаметром, превышающим 0,1 мкм.
Эмульсии классифицируют по следующим основным признакам:
1) по происхождению - натуральные и искусственные;
2) по форме - прямые, обратные и многосложные;
3) по зернистости - собственна эмульсии (с размером частиц от 1 до 20 мкм) и микроэмульсии (от 0,01 до 0,05 мкм).
В прямых эмульсиях, к которым относятся и битумные эмульсии, внутренняя фаза является липофильной (дисперсной), а внешняя - гидрофильной (постоянной). Таким эмульсиям (рисунок 3.1, а) присвоен индекс L/Н («масло в воде»), В противоположность прямым эмульсиям у обратных (рисунок 3.1, б) дисперсная фаза является гидрофильной, а постоянная фаза -липофильной. Такие эмульсии имеют индекс Н/L («вода в масле»). Многосложные эмульсии (рисунок 3.1, в) - это эмульсии (типа L/Н), у которых сами диспергированные капли содержат меньшие капли жидкости непрерывной фазы, т.е. воды. Такие эмульсии имеют индекс Н/L/Н («вода в масле в воде»).
Классификация битумных эмульсий

Битумные эмульсии разделяют на два класса: анионные и катионные. Существуют также неионные эмульсии, которые не используют в дорожном строительстве.
Если при получении эмульсии капли битума адсорбируют анионы (т.е. отрицательные ионы), битумная эмульсия будет анионной. Если же капли битума адсорбируют катионы (т.е. положительные ионы), то такая эмульсия будет катионной (рисунок 3.2).
Классификация битумных эмульсий

Анионную эмульсию получают по формуле
Классификация битумных эмульсий

Для получения катионной эмульсии используют формулу
Классификация битумных эмульсий

Заряд капель битума определяет свойства битумной эмульсии, а также ее взаимодействие с минеральным материалом в составе асфальтобетона. При взаимодействии анионной, т.е. отрицательно заряженной, эмульсии и электроположительных материалов (известняков, базальтов) происходит образование нерастворимого кальция; при взаимодействии катионной эмульсии и этих же материалов происходит химическая реакция между материалом и кислотой с образованием нерастворимого карбоната амина. При взаимодействии катионной эмульсии и электроотрицательных материалов (кремней, кварцитов, гранитов) образуется нерастворимый силикат амина; для анионной эмульсии и электроотрицательных материалов химическое взаимодействие отсутствует. Данные процессы схематически представлены в таблице 3.1.
Классификация битумных эмульсий

В дорожном строительстве используют катионные битумные эмульсии. В Белоруссии действует СТБ 1245-2007 «Эмульсии битумные катионные дорожные». В зависимости от типа вяжущего и скорости распада эмульсии разделяют на следующие марки:
1) эмульсии на основе битумов нефтяных дорожных вязких: быстро, средне- и медленнораспадающиеся;
2) эмульсии на основе битумов модифицированных дорожных: быстро-и медленнораспадающиеся;
3) эмульсии модифицированные с применением катионных латексов: быстро- и медленнораспадающиеся.
Условное обозначение эмульсии состоит из ее марки и типа действующего стандарта, например, ЭБмКД-Б-65 - это эмульсия битумная катионная дорожная модифицированная быстрораспадающаяся с содержанием остаточного модифицированного вяжущего в интервале 62,5-67,5 %.
Катионные эмульсии широко используют в различных технологических процессах строительства и восстановления дорожной одежды, в том числе для устройства защитных слоев асфальто- и цементобетонных покрытий, стабилизации гравийных и грунтовых покрытий, для приготовления гравийно-эмульсионных и различных асфальтобетонных смесей. Для этих целей в основном используют эмульсии марок ЭБКД-Б-60, ЭБКД-Б-65 и ЭБКД-Б-70, ЭБКД-С-65, ЭБКД-М-60, ЭБКД-М-65, ЭБмКД-Б-65, ЭБмКД-Б-70, ЭБлКД-Б-65, ЭБлКД-Б-70 и др.