Asfaltin elvytysaineiden ultraäänisekoitus

Asfaltin kunnostus- ja elvytysaineet mahdollistavat olemassa olevien asfalttipäällysteiden kierrätyksen lisäämällä rakennusmateriaaliin elvytysaineita. Ultraäänidispergointilaitteet ovat tehokas tekniikka nanohiukkasten ja nanopisaroiden sekoittamiseen asfaltti- ja bitumiemulsioihin. Tehoultraääntä käytetään tehokkaiden lisäaineiden valmistamiseen pitkäikäisiä päällysteitä varten.

Asfaltin kunnostus

Sään vaikutuksesta rapautunut, kuivunut, vanhentunut ja halkeillut asfaltti on menettänyt alkuperäiset tervaöljynsä ja vaurioitunut hapettumisen vuoksi, jolloin pintaan syntyy halkeamia, kuoppia ja ajouria. Koska rakentamisessa käytetään valtavia määriä asfalttia, päällysteiden ja muiden asfalttirakenteiden kunnostus ja elvytys on tärkeä ala, joka auttaa säästämään resursseja ja kustannuksia.
Sään, ikääntymisen ja liikennekuormituksen vaurioittamia asfalttirakenteita voidaan kunnostaa ja elvyttää sumutetiivistyksellä, lietetiivistyksellä, sirotetiivistyksellä, harjatiiviistyksellä, yhdistelmätiivistyksellä ja muilla asfaltin elvytysaineilla. Nämä tiivistyskoostumukset sisältävät vettä, asfalttiemulsiota, kiviainesta (pientä soraa, jota kutsutaan myös sirotteeksi), polymeerejä ja nanolisäaineita
Muokatuilla asfalttipäällysteillä, jotka sisältävät tiettyjä lujittavia nanohiukkasia, on toivottuja termisiä, sähköisiä ja mekaanisia ominaisuuksia, mikä parantaa niiden toiminnallisuutta. Asfaltin sideaineen ja tien kunnossapidon kustannusten vähentämiseksi sekä niiden ympäristöystävällisyyden lisäämiseksi vaihtoehtoiset tekniikat, kuten ultraäänellä sekoitetut ja funktionalisoidut lisäaineet sekä uudet itsestään korjautuvat asfalttikomposiittikoostumukset, ovat olennaisia olemassa olevien päällysteiden säilyttämisessä ja uudistamisessa tulevaisuudessa.

Asfalttiemulsioiden lisäaineiden valmistus ultraäänellä

Asfalttiemulsio koostuu kolmesta pääkomponentista: asfaltista, vedestä ja emulgoivasta pinta-aktiivisesta aineesta. Asfalttiemulsio on asfaltin sideainepisaroiden stabiili dispersio vedessä, joten sitä voidaan pumpata, varastoida ja sekoittaa kiviainekseen. Emulsion tulisi ”murtua” nopeasti joutuessaan kosketuksiin kiviaineksen kanssa sekoituksen aikana tai ruiskutuksen jälkeen. Murtuminen tarkoittaa veden erottumista asfaltista. Kun vesi on haihtunut, emulsio on ”sitoutunut”. Murtumisen, kovettumisen ja sitoutumisen jälkeen jäljelle jäävällä asfaltilla on alkuperäisen perusasfaltin tartunta-, kestävyys- ja vedenkestävyysominaisuudet.
Ultraääniemulgointi mahdollistaa korkealaatuisten asfalttiemulsioiden valmistamisen
Ultraääniemulgointitekniikka on yhteensopiva monien emulgointi- ja pinta-aktiivisia aineita sisältävien koostumusten kanssa. Emulgointiaineen valinta vaikuttaa asfalttiemulsioiden sitoutumisominaisuuksiin, jolloin ne sitoutuvat hitaasti, keskinopeasti tai nopeasti. Lisäaineita, muokkausaineita, täyteaineita, kuituja, kumeja ja muita koostumuksen ainesosia voidaan lisätä ultraäänikäsittelyn eri vaiheissa – koostumuksesta ja kyseisten yhdisteiden sekoitusvaatimuksista riippuen.

Emulsioluokka

Asfalttiemulsion ja asfaltin elvytysaineen emulsioluokka on tärkeä tekijä, joka määrää murtumisnopeuden (nopea, keskinopea tai hidas sitoutuminen). Emulgointiaineiden tyyppi (ioninen / ioniton) ja pitoisuus sekä koostumuksen erityispiirteet, kuten emulsioiden ja kiintoaineiden suhde, huokoisuus, hiukkaskoko ja raekokojakauma, vaikuttavat sitoutumiskäyttäytymiseen. Koska ultraääniemulgoinnin parametreja voidaan hallita tarkasti, ultraäänikäsittelyn vaikutusta emulsioon voidaan säätää tavoitellun asfaltin laadun mukaisesti. Olipa tavoitteena mikrometri-, submikrometri- tai nanokokoinen emulsio, ultraäänikäsittely antaa prosessiparametrit täysin hallintaasi.

Reologia

Asfalttiemulsioiden viskositeetti on noin 50–1 000 cP lämpötilassa 60°C, mikä on huomattavasti pienempi kuin asfaltin oma viskositeetti (10 000–400 000 cP). Pienemmän viskositeettinsa ansiosta asfalttiemulsioita voidaan levittää alhaisemmissa lämpötiloissa toimivilla tekniikoilla, jotka vähentävät päästöjä ja energiankulutusta, ehkäisevät asfaltin hapettumista ja ovat huomattavasti vähemmän vaarallisia kuin kuuman asfaltin käyttöön perustuvat tekniikat. Lisäksi asfalttiemulsioiden käyttö on taloudellisempaa ja ympäristöystävällisempää kuin liuottimella ohennettuun asfalttiin perustuvat kylmätekniikat. Asfalttiemulsion viskositeettiin ja reologiaan voidaan vaikuttaa ja niitä voidaan säätää emulgointiaineen pitoisuudella ja ultraääniemulgoinnin aikana syötetyllä energialla.

Tunkeutumiskyky

Asfaltin elvytysaineiden tunkeutumiskyky on ratkaisevan tärkeä, sillä tehokas elvytysaine tunkeutuu päällysterakenteeseen ja tiivistää pinnan. Tehokas asfaltin elvytysaine, joka pystyy tunkeutumaan syvälle asfaltin sideaineeseen (bitumiin), lisää joustavuutta ja palauttaa ominaisuuksia sisältäpäin, jolloin päällyste korjautuu itsestään. Valmista pitkälle funktionalisoituja asfalttiemulsioita muodostamalla submikrometri- ja nanokokoisia pisaroita tehoultraäänellä!

Lisäaineet

Asfalttiemulsioihin lisätään polymeerejä, kumia, täyteaineita, öljyjä ja elvytysaineita käsittelemättömän asfaltin keskeisten ominaisuuksien parantamiseksi. Näitä ovat esimerkiksi korkeiden ja matalien lämpötilojen suorituskykyluokitus (PG), viskositeetti, halkeilu alhaisissa lämpötiloissa, venyvyys ja jännitysrelaksaatio, pehmenemispiste ja tunkeuma, yhteensopivuus ja stabiilisuus polymeerien kanssa sekä vanhentuneen asfaltin elvytys RAP/RAS-seoksissa (talteen otettu asfalttipäällyste (RAP) ja kierrätetyt bitumikattolaatat (RAS)). Ultraäänidispergointilaitteet sekoittavat kiintoaineet ja pisarat monodispersseinä hiukkasina asfalttiemulsioon. Ultraäänisekoitustekniikka tuottaa suorituskykyisiä asfalttiseoksia!

Esiseos

Ultraääniemulgointi ja -dispergointi soveltuvat ihanteellisesti erittäin väkevien asfalttiemulsioiden esiseosten valmistamiseen. Ultraäänellä valmistetut emulsiot, joiden asfalttipitoisuus on korkea (jopa 90%), laimennetaan myöhemmin 70%:n tai 60%:n pitoisuuteen, jotta saavutetaan lopulliseen käyttökohteeseen sopiva veden ja öljyn faasisuhde.

Ultraäänellä valmistettujen asfalttiemulsioiden edut

Ultraäänisekoitustekniikka mahdollistaa helposti käsiteltävien, kustannustehokkaiden ja ympäristöystävällisten asfaltin elvytyskoostumusten kehittämisen ja valmistamisen. Voimakas ultraäänikavitaatio muodostaa submikrometri- ja nanokokoisia dispersioita ja emulsioita, joilla on erinomainen tunkeutumiskyky, korkea suorituskyky ja pitkäaikainen kestävyys.
Sekoita asfalttiseoksiin tarkoitetut päällystysemulsiot ja -dispersiot suuritehoisella ultraäänikäsittelyllä!

Suuritehoinen ultraäänidispergointilaite asfalttiemulsioille

Hielscher Ultrasonics valmistaa ja toimittaa suuritehoisia ultraäänisekoittimia asfaltti- ja bitumiemulsioille. Jatkuvatoimiseen emulgointiin tarkoitetut teolliset ultraäänidispergointilaitteet mahdollistavat monenlaisten asfaltti- ja bitumiemulsioiden käsittelyn. Ultraäänikäsittely mahdollistaa uusien koostumusten helpon testaamisen. Koostumukset emulgoidaan tasaisesti, jotta emulsion stabiilisuus ja suorituskyky ovat erinomaiset. Erilaiset ultraäänireaktorien geometriat ja sisäosat, kuten MultiPhaseCavitator, mahdollistavat ultraääniprosessorin helpon mukauttamisen juuri sinun asfaltti- tai bitumikoostumukseesi.
Nesteen ja kiintoaineiden karkea esiseos syötetään ultraäänidispergointilaitteeseen, jossa molemmat faasit (vesi + asfaltti tai bitumi + valinnaiset lisäaineet) märkäjauhetaan ja hienonnetaan tasaisesti erittäin stabiiliksi kolloidiseksi suspensioksi. Ultraäänijauhatus ja -dispergointi mahdollistavat suurten tilavuuksien käsittelyn nopeassa prosessissa.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: