Ултразвуково смесване на асфалтови подмладяващи
- Асфалтовите рехабилитатори и подмладители позволяват рециклиране на съществуващите асфалтови настилки чрез нанасяне на подмладяващи агенти върху строителния материал.
- Ултразвуковите диспергатори са мощна техника за смесване на наночастици и нанокапчици в асфалтови и битумни емулсии.
- Мощният ултразвук се използва за производство на високоефективни добавки за дълготрайни настилки.
рехабилитация на асфалт
Изветреният, изсъхнал, остарял и напукан асфалт е загубил първоначалните си катранени масла и е повреден от окисляване, така че на повърхността се появяват пукнатини, дупки и колеи по пътя на колелото. По отношение на огромното количество асфалт, използван в строителството, рехабилитацията и подмладяването на настилки и други асфалтови конструкции е важен сектор, който спомага за спестяване на ресурси и разходи.
Съществуващите асфалтови конструкции, повредени от атмосферни влияния, възрастта и натоварването на трафика, могат да бъдат рехабилитирани и подмладени чрез прилагане на уплътнения за мъгла, уплътнения за суспензия, уплътнения за стружки, уплътнения за почистване, уплътнения за носове и други подмладяващи асфалтови уплътнения. Тези формулировки на уплътнения се състоят от смес от вода, асфалтова емулсия, инертни материали (дребен чакъл, наричан още чипове), полимери и нанодобавки
Модифицираните асфалтови настилки, които съдържат определени подсилващи наночастици, показват желани топлинни, електрически и механични свойства и по този начин имат подобрени функционалности. За да се намалят разходите за свързващо вещество и поддръжка на пътищата и да се повиши тяхната екологичност, алтернативните технологии като ултразвуково смесени и функционализирани добавки и нови асфалтови композитни формулировки, които имат способността за самовъзстановяване, са от съществено значение за запазване и обновяване на съществуващите настилки в бъдеще.
Ултразвуково производство на добавки за асфалтови емулсии
Асфалтовата емулсия се състои от три основни компонента: асфалт, вода и емулгиращо повърхностноактивно вещество. Като стабилно разпръскване на асфалтоциментови капчици във вода, асфалтовата емулсия може да се изпомпва, съхранява и смесва с инертни материали. Емулсията трябва да се "счупи" бързо при контакт с агрегата при смесване или след пръскане. Счупването е отделянето на водата от асфалта. Когато водата се изпари, емулсията се "настройва". След счупване, втвърдяване и втвърдяване, асфалтовият остатък има адхезионните, издръжливите и водоустойчивите свойства на оригиналния асфалт.
Ултразвуковата емулгиране позволява да се формулират висококачествени асфалтови емулсии
Ултразвуковата емулгираща техника е съвместима с множество формулировки на емулгатор и повърхностно активно вещество. Изборът на емулгатор влияе върху характеристиките на втвърдяване на асфалтовите емулсии, което ги прави бавно втвърдяващи, средно втвърдяващи и бързо втвърдяващи. Добавки, модификатори, пълнители, влакна, каучуки и други съставки на формулата могат да се добавят по време на различни етапи от процеса на ултразвук – в зависимост от формулировката и изискванията за смесване на специфичните съединения.
UIP4000hdT – 4000 вата ултразвуков вграден миксер
Клас на емулсия
Степента на емулсия на асфалтова емулсия и асфалтов подмладител е важен фактор, който определя скоростта на разбиване (бърза, средна или бавна настройка). Видът (йонен/нейонен) и концентрацията на емулгаторите, както и спецификата на формулата като съотношение емулсии/твърди вещества, порьозност, размер на частиците и градация влияят върху поведението на втвърдяване. Тъй като параметрите на ултразвуковата емулгация могат да бъдат прецизно контролирани, въздействието на ултразвука върху емулсията може да се регулира според целевото качество на асфалта. Метеорологичните микронни, субмикронни или нано-емулсии са целенасочени, ултразвуковата обработка ви дава пълен контрол върху параметрите на процеса.
Реологията
Асфалтовите емулсии показват вискозитет от около 50–1000 cP при 60°C, което е значително по-ниско от вискозитета на самия асфалт (10 000–400 000 cP). Поради по-ниския си вискозитет, асфалтовите емулсии могат да се прилагат с помощта на техники с по-ниска температура, които намаляват емисиите и консумацията на енергия, избягват окисляването на асфалта и са значително по-малко опасни от техниките за горещ асфалт. Освен това прилагането на асфалтови емулсии е по-икономично и екологично от студените техники, използващи асфалтови нарязвания. Вискозитетът и реологията на асфалтовите емулсионни емулсии могат да бъдат повлияни и регулирани от концентрацията на емулгатора и вложената енергия по време на ултразвукова емулгация.
Способност за проникване
Проникващите възможности на асфалтовите подмладяващи устройства са от решаващо значение, тъй като високоефективен подмладяващ агент прониква в структурата на настилката и уплътнява повърхността. Високоефективен асфалтов подмладител, който е в състояние да проникне дълбоко в асфалтовото свързващо вещество (битум), увеличава гъвкавостта и възстановява отвътре, така че да се постигне самовъзстановяване на настилката. Пригответе високофункционализирани асфалтови емулсии, формулиращи субмикронни и наноразмерни капчици с мощен ултразвук!
Добавки
Към асфалтовите емулсии се добавят полимери, каучук, пълнители, масла и подмладяващи агенти, за да се подобрят ключовите свойства на естествения асфалт, като високо- и нискотемпературна класификация (PG), вискозитет, нискотемпературно напукване, пластичност и релаксация на напрежението, точка на омекване и проникване, афинитет и стабилност с полимери и подмладяване на отлежал асфалт в RAP/RAS смеси (регенерирана асфалтова настилка (RAP) и рециклирани асфалтови керемиди (RAS)). Ултразвуковите диспергатори смесват твърди частици и капчици като монодисперсни частици в асфалтовата емулсия. Ултразвуковата технология за смесване и смесване произвежда високоефективни асфалтови смеси!
Главна партида
Ултразвуковата емулгация и диспергиране е идеална за приготвяне на главни партиди от силно концентрирани асфалтови емулсии. Ултразвуково приготвените емулсии с високо съдържание на асфалт (до 90%) се разреждат по-късно до 70% или 60% концентрация, за да се достигне желаното съотношение вода/масло според крайното приложение.
UIP16000 – 16kW ултразвукова мощност на ултразвуков смесителен блок
Предимства на ултразвуковите асфалтови емулсии
Ултразвуковата технология за смесване позволява да се разработват и произвеждат подмладяващи формулировки за асфалт, които са лесни за работа, рентабилни и екологични. Мощната ултразвукова кавитация създава субмикронни и нано дисперсии и емулсии, които показват отлична проникване, висока производителност и дългосрочна издръжливост.
Смесете вашите тротоарни емулсии и дисперсии за асфалтови смеси чрез високомощен ултразвук!
Високомощен ултразвуков диспергатор за асфалтови емулсии
Hielscher Ultrasonics произвежда и доставя високомощни ултразвукови смесители за асфалтови и битумни емулсии. Офертата от индустриални ултразвукови диспергатори за вградена емулгиране отваря възможността за обработка на широка гама от асфалтови и битумни емулсии. Соникацията позволява лесно тестване на нови формулировки, които са равномерно емулгирани за отлична стабилност и производителност на емулсията. Различни геометрии и вложки на ултразвуков реактор като Многофазен кавитатор Позволяват лесно адаптиране на ултразвуковия процесор към вашата специфична формула за асфалт или битум.
Едър премикс от течност и твърди вещества се подава в ултразвуковия диспергатор, където и двете фази (вода + асфалт или битум + допълнителни добавки) се смилат мокро и се смилат равномерно в високостабилна колоидна суспензия. Ултразвуковото фрезоване и диспергиране е в състояние да обработва големи обеми в бърз процес.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Високомощни ултразвукови процесори от лабораторен до пилотен и промишлен мащаб.
Литература/Препратки
- Уанг, Х.; Янг, Дж.; Гонг, М. (2016): Реологична характеристика на асфалтови свързващи вещества и смеси, модифицирани с въглеродни нанотръби. Документи от конференцията RILEM 2016.
- Роналд, М.; Пумарехо Луис, Ф. (2016): Формулиране на асфалтови емулсии: Най-съвременно състояние и зависимост на формулата от свойствата на емулсиите. Строителство и строителни материали 123, 2016. 162–173.
Факти, които си струва да знаете
Какво е асфалтова емулсия?
Асфалтовата емулсия е смес от вода и асфалт. Тъй като асфалтът е мазно, хидрофобно съединение, той не може да се смесва с вода. Чрез добавяне на повърхностно активен агент, известен също като емулгатор, повърхностно активно вещество, емулгатор, стабилизатор) към водата преди или по време на добавяне на асфалта, асфалтът и водата стават смесими. Добавянето на повърхностно активно вещество улеснява диспергирането на асфалтовите частици във водна фаза (вода) и го поддържа диспергиран в суспензия. За смесване на асфалта като малки частици в суспензията се използва механично оборудване за смесване на срязване (напр. ултразвуков, смесител с високо срязване, колоидна мелница и др.). Висококачествената асфалтова емулсия придава на настилката устойчивост на коловози, чувствителност към влага, устойчивост на напукване и умора.
Определение за емулсия
"Емулсията е хетерогенна система, термодинамично нестабилна, образувана от най-малко две несмесващи се течни фази, където едната се диспергира в другата под формата на малки капчици (мъниста), чийто диаметър обикновено е по-голям от 0,1 μm. Такава система има минимална стабилност, която може да бъде подобрена чрез добавяне на подходящи агенти, като например повърхностноактивни вещества, или фино твърдо разделени". (Бехер, П. Емулсия. Теория и практика. 1961.)
Какво е битум?
Битумът е циментов материал, използван в строителството като асфалтово свързващо вещество, което държи асфалта заедно. Има точка на топене 180ºC. Битумните емулсии са тъмнокафява течност, която може да бъде или катионна, където емулсиите имат капчици, които носят положителен заряд, или анионна, където емулсиите имат отрицателно заредени капчици.
Какво представляват уплътненията за суспензия?
Уплътненията за суспензия са формулировка от вода, асфалтова емулсия, инертни материали и добавки към съществуваща повърхност на асфалтовата настилка. Уплътнението за суспензия е подобно на уплътнението за мъгла, с изключение на това, че уплътнението за суспензия има инертни материали като част от сместа. Полимерът е често срещана добавка, която подобрява свойствата на асфалтовата емулсия. Тази комбинирана смес от емулсия и инертни материали е така наречената суспензия, за да се защити подлежащата конструкция на настилката и да се осигури нова пътна настилка.
Какво представляват уплътненията за мъгла?
Уплътняването на мъглата се отнася до нанасянето на специална формулирана асфалтова емулсия върху съществуваща повърхност на асфалтовата настилка. Емулсията за уплътнение за мъгла се състои от водно-маслена смес, която може лесно да се напръска върху съществуваща настилка, известна още като "замъгляване".
Какво представляват чип уплътненията?
Нанасянето на уплътнение за стружки включва асфалтова емулсия, която съдържа глобули от асфалтов асфалт, вода, емулгиращ агент или повърхностноактивно вещество, полимер и често добавка за подмладяване. Уплътненията CHip се прилагат в двуетапен процес, който включва първо разпределение на асфалтовата емулсия и впоследствие слой от дребна трошена скала върху съществуваща повърхност на асфалтовата настилка. Малката натрошена скала се нарича още “чипс”, което дава името на метода за запечатване на чипове.
Какво представляват уплътненията за почистване?
Обработката с уплътнение за почистване е много подобна на уплътнението на стружки, при което асфалтова емулсия и натрошен чакъл се използват за рехабилитация на повредена асфалтова настилка. Единствената разлика е методът на нанасяне: За нанасяне на уплътнение за почистване асфалтовата емулсия се нанася чрез така наречените метли, които гарантират, че асфалтовата емулсия прониква в пукнатините на настилката.
Какво представляват носовите тюлени?
Запечатването на нос се отнася до нанасяне на уплътнение за стружка или почистване с последващо нанасяне на уплътнение за суспензия или микроповърхност на по-късна дата. Докато уплътненията за стружки или почистващи уплътнения запечатват и залепват пукнатините в съществуващата настилка, последващото уплътнение или микронастилката подобряват задържането на стружки и гладкостта на пътната повърхност. Уплътненията за носове се използват най-вече като периодично заобиколно решение, използвани за асфалтови конструкции, които показват само умерено бедствие, леки или никакви коловози, умерена ширина на пукнатините. Уплътняването на пелерина се използва най-вече като средство за удължаване на живота на настилката до извършване на рехабилитация или реконструкция.
Какво е Microsuracing?
Микронастилката е обработка, сравнима с уплътнение на суспензия. За микронастилка върху повърхността на асфалтобетонна настилка се нанася формула, състояща се от вода, асфалтова емулсия, инертни материали и химически добавки. Полимерните добавки се използват за подобряване на свойствата на сместа на асфалтовата емулсия. Основната разлика между уплътнението на суспензията и микроповърхността е в начина, по който те се "счупват" или втвърдяват. Докато уплътняването на суспензията изисква водата да се изпари от асфалтовата емулсия след нейното разпределение, асфалтовата емулсия в покритие с микроповърхности съдържа химически добавки, които й позволяват да се счупи, без да се разчита на слънцето или топлината, за да се получи изпарение. Това прави микронастилката предпочитана обработка за силно използвани пътища (кратко време за прекъсване) или по-студен климат.
Какво причинява влошаване на настилката?
С напредването на възрастта настилката започва да се влошава. Колко бързо се разпада се влияе от много фактори. Основните фактори са околната среда и натоварването на трафика. Слънчевата светлина с течение на времето окислява повърхностния слой и го кара да стане крехък. Ако настилката е твърде крехка, започват да се образуват пукнатини в резултат на големи повторения на натоварването на трафика върху настилката. Ако настилката не е запечатана правилно, дъждовната вода или водата за напояване могат да проникнат в пукнатините в основния слой и да увредят структурната цялост на настилката. Водата може да ерозира или отмие подлежащите основни слоеве и да доведе до повреда на настилката поради липса на опора.