Emulsja bitumu – Wikipedia

. Emulsje dróg bitumu Wykonane i dystrybuowane przez dużą liczbę firm specjalizujących się w technice drogowej to bezpośrednie emulsje złożone z emulgowanego bitumu w wodzie za pomocą mydła.
To Jacques Bellanger (1894 – 1969) wynalazł proces emulsji zimnej. W 1937 r. Stworzył przemysłową firmę żywotności (Sivia) (30 Avenue de Messine – Paris 7 ^{To jest} ) i wyprodukował pierwszy zimny emulsja bitumu. Pierwsze testy przeprowadzono na N36 między Meaux i Melun en Secer i Marne.

Emulsja jest dokładnie heterogenicznym układem z dwiema lub więcej fazami ciekłymi, które normalnie się nie mieszają. Składa się z ciągłej fazy ciekłej i co najmniej drugiej fazy ciekłej, rozproszonej w pierwszej postaci drobnych kropelek ^{[[[ Pierwszy ]} . Emulsja bitumu jest zatem dyspersją bitumu w wodzie, ciągłą fazą układu.

Mieszanina pozostaje stabilna dzięki trzecim składnikowi zwanym emulgatorem lub środkiem powierzchniowo czynnym. Zastosowany bitum lub wiązanie bitumiczne może być czystym bitumem lub zmodyfikowanym bitumem. Dodano również niektóre substancje makrocząsteczkowe w celu zmodyfikowania niektórych właściwości wewnętrznych podstawowego spoiwa. Każdy dodatek ma na celu dostosowanie emulsji bitumu do wymagań wdrożonej techniki, ograniczeń spowodowanych ruchem i lokalnymi danymi klimatycznymi.

Emulgator ułatwia dyspersję kropelek bitumu poprzez obniżenie powierzchownego napięcia fazy wodnej, a tym samym napięcie wody międzyfazowej. Ale jego główną rolą jest zapewnienie stabilności emulsji poprzez utworzenie monomolekularnej filmu ochronnego zaadsorbowanego na powierzchni cząstek bitumu.

Główne składniki emulsji bitumu są następujące:

• Offint: emulsje mogą być oparte na różnych penetratorach lub na podstawie zmodyfikowanych bitumu. Dodatkowa emulsja ułatwiająca i poprawa właściwości stabilności i adhezyjności jest czasami włączana do bituzi w rafinerii przed dostawami.
• Fluidifikatory i flexanty: Większość fluidingów i kwiatów pochodzi z petrochemikaliów lub węglowodanów. Niedawno kwiaty pochodzenia roślin zostały wdrożone w rafineriach olejowych. Fluidifikatory powodują zmniejszenie lepkości bitumu, podczas gdy kwiaty je zmiękczą.
• Woda: Wybrana woda musi zawierać minimum zanieczyszczeń organicznych i mineralnych. Zastosowana woda jest kwalifikowana jako permutée: jony wapnia i magnezu są zastępowane jonami sodu. Rzeczywiście, jony wapnia i magnezu reagują na emulgatory, tworząc nierozpuszczalne związki w wodzie, a następnie nie mają już właściwości emulgujących.
• Emulgowanie: Najczęstszymi emulgatorami są związki organiczne z klasy amin, charakteryzujące się ich stanem lub cieczy w temperaturze pokojowej. Rola emulgatorów odgrywa rolę emulgowania, mieszaniny dwóch faz. Mają zarówno powinowactwo do wody, jak i do bitumu.
• Kwasy: emulgatory są nierozpuszczalne w wodzie, konieczne jest przekształcenie ich w sole, aby umożliwić ich rozpuszczanie w fazie rozpraszania. Najczęściej stosowanym kwasem do wytwarzania fazy wodnej jest kwas solny; Jednak kwas octowy i kwas fosforowy można zachować dla niektórych konkretnych miejsc pracy.

Emulsja bitumu jest zatem wszechstronnym spoiwa stosowanym w niskiej temperaturze bez prześwitu gazowego. Znajdujemy również emulsje w warstwie łożyskowej (powierzchowne powleczone i powlekane odlew na zimno) jak w warstwie podstawy (grob-emulsje), a zwłaszcza w roli warstwy wiszącej do przyklejenia dwóch warstw powlekanych.

W zależności od rodzaju zastosowanego środka powierzchniowo czynnego możemy zacytować:

• emulsje niejonowe;

• Emulsje anionowe: Zastosowany środek powierzchniowo czynny jest ogólnie alkaliczny, reprezentuje strukturę według wzoru:

(R-COO) ^– (To) ⁺

w którym R reprezentuje rodnik kwasu tłuszczowego. Ten łańcuch ma powinowactwo do bitumu, co umożliwia mocowanie jonów ujemnych (RCOO) ^– Na powierzchni cząstek.

• Emulsje kationowe: zastosowany środek powierzchniowo czynny jest ogólnie, sól aminowa tego typu:

(R – NH3) ⁺ (C1) ^–

i w tym radykalny oleofil (R— NH3) ⁺ Daje cząstki bitumu dodatnie obciążenie elektryczne. Większość emulsji bitumicznych wyprodukowanych przez przemysłowo jest typu kationowego ^{[[[ 2 ]} .

Emulsje bitumiczne mają wielką zaletę, że można stosować w temperaturach poniżej 100 ° C W kontakcie z agregatami, emulsja pęka, woda oddziela się od bitumu, a następnie eliminuje odparowanie, pozostaje mniej lub bardziej sztywny bitumiczny spoiwa. Emulsje bitumiczne stosowane w pracach drogowych muszą spełniać pewną liczbę warunków związanych z:

• ich przechowywanie;
• ich lepkość;
• ich szybkość pęknięcia.

1 – Stabilność

Stabilność przechowywania zależy od zastosowanego emulgatora i średniej wielkości cząstek. Jeśli cząstki są wystarczająco dobre, sedymentacja jest bardzo powolna i powoduje jedynie stopniowy wzrost stężenia bitumu na dnie pojemników. Prosty akt agitujący przywraca w tym przypadku jego jednorodność emulsji.

Gdy cząstki są zbyt duże, sedymentacja jest szybka i gromadzi się na dole pojemnika do przechowywania, każda kończą się aglomerującą, a zatem emulsja nie można już rozproszyć przez prostą agitację.

2 – lepkość

Aby być stosowanym w sposób zadowalający w pracach drogowych, emulsja bitumu musi mieć lepkość wystarczająco niską, aby można je było spryskiwać bez trudności i wystarczająco wysoki, aby nie biegać po bokach drogi. Lepkość emulsji zależy od dużej liczby czynników, w tym, niezależnie od samego bitumu, zawartości bitumu, natury i stężenia mydła, lepkości fazy wodnej itp.

3 – Prędkość pęknięcia

Ta właściwość charakteryzuje zdolność emulsji do przyjmowania mniej więcej szybkiego, po wdrożeniu. Szybkość pęknięcia różni się głównie w zależności od zawartości i natury emulgatora.

Dwa główne czynniki, które wydają się rządzić pęknięciem emulsji, to z jednej strony pęknięcie na powierzchni agregatu, uwarunkowane fizyko-chemiczną naturą tego ostatniego, a z drugiej strony odparowanie ” Woda stanowi fazę wodną.

Istnieje szereg emulsji, anionowych lub kationowych, czystego bitumu lub obrotów na rynku, zawartości od 50 do 70%, mniej więcej dużej prędkości, i które zapewniają rozwiązanie do dużej liczby problemów drogowych.

Kinetyczny proces destabilizacji może zająć trochę czasu (do kilku miesięcy, a nawet kilku lat dla niektórych produktów), a zatem formator musi stosować metody przyspieszenia, aby uzyskać akceptowalne czas trwania rozwoju. Metody termiczne są najczęściej stosowane i polegają na zwiększeniu temperatury w celu przyspieszenia destabilizacji (pozostając poniżej krytycznych temperatur inwersji fazowej i degradacji chemicznych). Temperatura wpływa bezpośrednio na zjawiska dyfuzji który destabilizuje rozproszony system. Wpływa na lepkość, ale także napięcie międzyfazowe w przypadku niejonowych środków powierzchniowo czynnych, a bardziej ogólnie siły interakcji w układzie. Przechowując dyspersję w wysokich temperaturach, faktyczne warunki życia produktu są symulowane, ale także przyspiesza procesy destabilizacji do 200 razy.