Ultrazvukové míchání asfaltových omlazovačů
Asfaltové sanační a omlazovací prostředky umožňují recyklaci stávajících asfaltových vozovek aplikací omlazujících prostředků na stavební materiál. Ultrazvukové dispergátory jsou výkonnou technikou pro přimíchávání nanočástic a nanokvapek do asfaltových a asfaltových emulzí. Výkonný ultrazvuk se používá k výrobě vysoce účinných přísad pro dlouhodobě odolné vozovky.
sanace asfaltu
Zvětralý, vyschlý, zestárlý a popraskaný asfalt ztratil své původní dehtové oleje a je poškozen oxidací, takže na povrchu vznikají praskliny, výmoly a vyjeté koleje v dráze kola. Vzhledem k obrovskému množství asfaltu použitého ve stavebnictví je sanace a omlazení chodníků a dalších asfaltových konstrukcí důležitým odvětvím, které pomáhá šetřit zdroje a výdaje.
Stávající asfaltové konstrukce, poškozené povětrnostními vlivy, stářím a dopravním zatížením, lze sanovat a omladit použitím mlhových těsnění, těsnění proti kalu, těsnění proti třískám, těsnění proti třeskám, těsnění pláště a dalších omlazovačů asfaltu. Tyto těsnicí přípravky se skládají ze směsi vody, asfaltové emulze, kameniva (drobného štěrku, nazývaného také třísky), polymerů a nanopřísad
Modifikované asfaltové vozovky, které obsahují určité zpevňující nanočástice, vykazují žádoucí tepelné, elektrické a mechanické vlastnosti a mají tak vylepšené funkce. Aby se snížily náklady na asfaltové pojivo a údržbu silnic a zvýšila se jejich šetrnost k životnímu prostředí, jsou pro zachování a obnovu stávajících vozovek v budoucnu nezbytné alternativní technologie, jako jsou ultrazvukem mísené a funkcionalizované přísady a nové formulace asfaltových kompozitů, které mají schopnost samoopravy.
Ultrazvuková výroba přísad do asfaltových emulzí
Asfaltová emulze se skládá ze tří hlavních složek: asfaltu, vody a emulgující povrchově aktivní látky. Protože se jedná o stabilní disperzi kapiček asfaltového cementu ve vodě, lze asfaltovou emulzi čerpat, skladovat a míchat s kamenivem. Emulze by měla “přestávka” rychle po kontaktu s kamenivem při míchání nebo po postřiku. Lámání je oddělování vody od asfaltu. Když se voda odpaří, emulze je “nastavit”. Po rozbití, vytvrzení a ztvrdnutí má zbytek asfaltu přilnavost, trvanlivost a odolnost proti vodě jako původní základní asfalt.
Ultrazvuková emulgace umožňuje formulovat vysoce kvalitní asfaltové emulze
Ultrazvuková emulgační technika je kompatibilní s více formulacemi emulgátorů a povrchově aktivních látek. Volba emulgátoru ovlivňuje vlastnosti tuhnutí asfaltových emulzí, takže jsou pomalé, středně tuhnoucí a rychle tuhnoucí. Přísady, modifikátory, plniva, vlákna, kaučuky a další přísady do formulace mohou být přidány během různých fází procesu sonikace – v závislosti na složení a požadavcích na míchání konkrétních sloučenin.
UIP4000hdT – 4000 wattový ultrazvukový inline mixér
Stupeň emulze
Stupeň emulze asfaltové emulze a asfaltového omlazovače je důležitým faktorem, který určuje rychlost rozpadu (rychlé, střední nebo pomalé tuhnutí). Chování tuhnutí ovlivňuje typ (iontové / neiontové) a koncentrace emulgačních činidel, jakož i specifika formulace, jako je poměr emulzí a pevných látek, pórovitost, velikost částic a gradace. Vzhledem k tomu, že parametry ultrazvukové emulgace mohou být přesně řízeny, může být dopad ultrazvuku na emulzi upraven na cílovou kvalitu asfaltu. Povětrnostní mikronové, submikronové nebo nanoemulze jsou cílené, ultrazvukové zpracování vám dává plnou kontrolu nad parametry procesu.
reologie
Asfaltové emulze vykazují viskozitu přibližně 50–1000 cP při 60 °C, což je výrazně nižší viskozita než viskozita samotného asfaltu (10 000–400 000 cP). Díky své nižší viskozitě lze asfaltové emulze nanášet technikami s nižší teplotou, které snižují emise a spotřebu energie, zabraňují oxidaci asfaltu a jsou podstatně méně nebezpečné než techniky horkého asfaltu. Aplikace asfaltových emulzí je navíc ekonomičtější a ekologičtější než studená technika s použitím redukovaných asfaltů. Viskozita a reologie asfaltových emulzních emulzí mohou být ovlivněny a upraveny koncentrací emulgátoru a energetickým příkonem během ultrazvukové emulgace.
Schopnost průniku
Penetrační schopnosti asfaltových omlazovačů jsou klíčové, protože vysoce výkonný omlazovací prostředek proniká do struktury vozovky a utěsňuje povrch. Vysoce výkonný omlazovač asfaltu, který je schopen proniknout hluboko do asfaltového pojiva (bitumenu), zvyšuje pružnost a obnovuje zevnitř tak, aby bylo dosaženo samoléčení vozovky. Připravte vysoce funkcionalizované asfaltové emulze tvořící submikronové a nano kapičky pomocí výkonového ultrazvuku!
aditiva
Polymery, kaučuk, plniva, oleje a omlazující prostředky se přidávají do asfaltových emulzí za účelem zlepšení klíčových vlastností přírodního asfaltu, jako je třídění vlastností při vysokých a nízkých teplotách (PG), viskozita, praskání při nízkých teplotách, tažnost a relaxace napětí, bod měknutí a penetrace, afinita a stabilita vůči polymerům a omlazení stárnoucího asfaltu ve směsích RAP/RAS (regenerovaná asfaltová vozovka (RAP) a recyklované asfaltové šindele (RAS)). Ultrazvukové dispergátory mísí pevné látky a kapky jako monodisperzní částice do asfaltové emulze. Technologie ultrazvukového míchání a míchání vytváří vysoce výkonné asfaltové směsi!
Hlavní šarže
Ultrazvuková emulgace a disperze je ideální pro přípravu hlavních šarží vysoce koncentrovaných asfaltových emulzí. Ultrazvukem připravené emulze s vysokým obsahem asfaltu (až 90 %) se později ředí tak, aby dosáhly 70% nebo 60% koncentrace, aby se dosáhlo požadovaného poměru voda/olejová fáze podle konečné aplikace.
UIP16000 – Ultrazvukový výkon 16 kW na ultrazvukovou míchací jednotku
Výhody ultrazvukových asfaltových emulzí
Technologie ultrazvukového míchání umožňuje vyvíjet a vyrábět asfaltové omlazující přípravky, které se snadno manipulují, jsou nákladově efektivní a šetrné k životnímu prostředí. Výkonná ultrazvuková kavitace vytváří submikronové a nano disperze a emulze, které vykazují vynikající penetrabilitu, vysoký výkon a dlouhodobou výdrž.
Smíchejte své dlažební emulze a disperze pro asfaltové směsi pomocí vysoce výkonného ultrazvuku!
Vysoce výkonný ultrazvukový dispergátor pro asfaltové emulze
Hielscher Ultrasonics vyrábí a dodává vysoce výkonné ultrazvukové mixéry pro asfaltové a bitumenové emulze. Nabídka průmyslových ultrazvukových dispergátorů pro inline emulgaci otevírá možnost zpracovávat širokou škálu asfaltových a bitumenových emulzí. Sonikace umožňuje snadné testování nových formulací, které jsou jednotně emulgovány pro vynikající stabilitu a výkon emulze. Různé geometrie ultrazvukových reaktorů a vložky, jako je Vícefázový kavitátor Umožněte snadné přizpůsobení ultrazvukového procesoru vašemu konkrétnímu asfaltovému nebo bitumenovému složení.
Hrubý premix kapaliny a pevných látek se přivádí do ultrazvukového dispergátoru, kde jsou obě fáze (voda + asfalt nebo bitumen + volitelné přísady) mlety za mokra a rovnoměrně rozemlety do vysoce stabilní koloidní suspenze. Ultrazvukové frézování a dispergování je schopné zpracovat velké objemy v rychlém procesu.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Vysoce výkonné ultrazvukové procesory od laboratorního po pilotní a průmyslové měřítko.
Literatura/Odkazy
- Ezio Santagata, Orazio Baglieri, Lucia Tsantilis, Giuseppe Chiappinelli, Ilaria Brignone Aimonetto (2015):
Vliv sonikace na vysokoteplotní vlastnosti asfaltových pojiv vyztužených nanopřísadami. Construction and Building Materials,Volume 75, 2015. 395-403. - Zhambolova, A.; Vocaturo, A.L.; Tileuberdi, Y.; Ongarbayev, Y.; Caputo, P.; Aiello, I.; Oliviero Rossi, C.; Godbert, N. (2020): Funkcionalizace a modifikace asfaltu nanočásticemi oxidu křemičitého. Applied Sciences 2020, 10, 6065.
- K. Daoust, A. Begriche, J.P. Claverie, A. Tagnit-Hamou (2023): Samodisperzní nanočástice křemenné dýmy: Hodnotná příměs pro ultra-vysokoúčinný beton. Stavebnictví a stavební materiály,
Svazek 383, 2023. - Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Reologická charakterizace asfaltových pojiv a směsí modifikovaných uhlíkovými nanotrubicemi. RILEM Conference Papers 2016.
- Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Formulace asfaltových emulzí: Stav techniky a závislost formulace na vlastnostech emulzí. Stavebnictví a stavební materiály 123, 2016. 162–173.
Fakta, která stojí za to vědět
Co je to asfaltová emulze?
Asfaltová emulze je směs vody a asfaltu. Vzhledem k tomu, že asfalt je olejovitá, hydrofobní sloučenina, nelze ji smíchat s vodou. Přidáním povrchově aktivního činidla známého také jako emulgátor, povrchově aktivní látka, emulgační činidlo, stabilizátor) do vody před nebo během přidávání asfaltu se asfalt a voda stávají mísitelnými. Přídavek povrchově aktivní látky usnadňuje disperzi částic asfaltu ve vodné fázi (voda) a udržuje ji dispergovanou v suspenzi. K promíchání asfaltu jako malých částic do suspenze se používá mechanické smykové míchací zařízení (např. ultrazvuk, mixér s vysokým smykem, koloidní mlýn atd.). Vysoce kvalitní asfaltová emulze dodává vozovce odolnost proti vyjetí kolejí, náchylnost k vlhkosti, odolnost proti praskání a únavový výkon.
Definice emulze
“Emulze je heterogenní termodynamicky nestabilní systém tvořený nejméně dvěma nemísitelnými kapalnými fázemi, z nichž jedna je dispergována v druhé ve formě malých kapiček (kuliček), jejichž průměr je obvykle větší než 0,1 µm. Takový systém má minimální stabilitu, kterou lze zlepšit přidáním vhodných látek, jako jsou povrchově aktivní látky, nebo jemně rozdělených pevných částic.”. (Becher, P. Emulze. Teorie a praxe. 1961.)
Co je bitumen?
Bitumen je cementový materiál používaný ve stavebnictví jako asfaltové pojivo, které drží asfalt pohromadě. Má bod tání 180 ° C. Asfaltové emulze jsou tmavě hnědá kapalina, která může být buď kationtová, kde emulze mají kapičky, které nesou kladný náboj, nebo aniontová, kde emulze mají záporně nabité kapičky.
Co jsou těsnění kejdy?
Těsnění suspenze je formulace vody, asfaltové emulze, kameniva a přísad do stávajícího povrchu asfaltové vozovky. Těsnění suspenze je podobné mlžnému těsnění s tím rozdílem, že těsnění suspenze obsahuje agregáty jako součást směsi. Polymer je běžná přísada, která zlepšuje vlastnosti asfaltové emulze. Tato kombinovaná směs emulze a kameniva tvoří tzv. suspenzi, která slouží k ochraně podkladové konstrukce vozovky a k vytvoření nového povrchu vozovky.
Co jsou mlhová těsnění?
Mlhové těsnění znamená aplikaci speciální asfaltové emulze na stávající asfaltový povrch. Emulze pro mlhové těsnění spočívá ve směsi vody a oleje, kterou lze snadno nastříkat na stávající povrch vozovky, tzv. “mlžení.”
Co jsou těsnění třísek?
Aplikace těsnění proti třískám zahrnuje asfaltovou emulzi, která obsahuje kuličky asfaltu z dlažby, vodu, emulgační činidlo nebo povrchově aktivní látku, polymer a často omlazovací přísadu. Těsnění CHip se nanášejí ve dvoustupňovém procesu, který zahrnuje nejprve distribuci asfaltové emulze a následně vrstvu malé drcené horniny na stávající povrch asfaltové vozovky. Malá drcená hornina se také nazývá “hranolky”, což dává metodě utěsnění třísek její název.
Co jsou čisticí těsnění?
Úprava stěrkovým těsněním je velmi podobná utěsnění třísek, kdy se k sanaci poškozené asfaltové vozovky používá asfaltová emulze a drcený štěrk. Jediný rozdíl je ve způsobu aplikace: Pro aplikaci čisticího těsnění se asfaltová emulze nanáší pomocí tzv. kartáčových kartáčů, které zajišťují, že asfaltová emulze pronikne do trhlin na vozovce.
Co jsou to Cape Seals?
Těsnění pláště se týká aplikace těsnění proti třískám nebo čištění s následným použitím těsnění proti kalu nebo mikropovrchové úpravy k pozdějšímu datu. Zatímco těsnění proti třískám nebo drhni utěsňují a lepí trhliny ve stávající vozovce, následné těsnění stěrkou nebo mikropovrchová úprava zlepšuje zadržování třísek a hladkost povrchu vozovky. Těsnění Cape se většinou používají jako občasné řešení, používá se pro asfaltové konstrukce, které vykazují pouze mírné poškození, mírné nebo žádné vyjeté koleje, střední šířku trhlin. Těsnění pláště se většinou používá jako prostředek k prodloužení životnosti vozovky do doby, než bude provedena sanace nebo rekonstrukce.
Co je mikrosurfacing?
Mikropovrchová úprava je ošetření srovnatelné s těsněním kejdou. Při mikrosurfingu se na povrch asfaltobetonové vozovky nanáší přípravek sestávající z vody, asfaltové emulze, kameniva a chemických přísad. Ke zlepšení vlastností směsi asfaltové emulze se používají polymerní přísady. Hlavní rozdíl mezi kejdou a mikrotvarovkou je ve způsobu, jakým se provádí. “přestávka” nebo ztvrdnout. Zatímco u těsnicí kaše je nutné, aby se voda z asfaltové emulze po jejím rozdělení odpařila, asfaltová emulze v mikrotěsnicím nátěru obsahuje chemické přísady, které umožňují její odpaření bez závislosti na slunci nebo teplu. Díky tomu je mikrosurfing preferovanou úpravou pro silně frekventované silnice (krátká doba do rozpadu) nebo chladnější klima.
Co způsobuje zhoršení stavu vozovky?
Jak chodník stárne, začíná se zhoršovat. To, jak rychle se rozkládá, je ovlivněno mnoha faktory. Primárními faktory jsou životní prostředí a dopravní zátěž. Sluneční světlo v průběhu času oxiduje povrchovou vrstvu a způsobuje její křehkost. Pokud je vozovka příliš křehká, začínají se v důsledku vysokého počtu opakování dopravního zatížení na chodníku tvořit trhliny. Pokud není vozovka řádně utěsněna, může dešťová voda nebo zavlažovací voda proniknout trhliny do podkladní vrstvy a poškodit strukturální integritu vozovky. Voda může erodovat nebo smýt podkladové vrstvy a způsobit selhání chodníku z důvodu nedostatku podpory.