Aszfaltregeneráló szerek ultrahangos keverése
Az aszfaltfelújító és -regeneráló szerek lehetővé teszik a meglévő aszfaltburkolatok újrahasznosítását azáltal, hogy regeneráló szereket juttatnak az építőanyagba. Az ultrahangos diszpergálás hatékony technika nanorészecskék és nanocseppek aszfalt- és bitumenemulziókba történő bekeverésére. A nagy teljesítményű ultrahangot nagy hatékonyságú adalékanyagok előállítására használják a hosszú távon tartós burkolatokhoz.
Aszfaltfelújítás
Az időjárásnak kitett, kiszáradt, elöregedett és repedezett aszfalt elveszítette eredeti kátrányolajait, és az oxidáció károsította, ezért a felületén repedések, kátyúk és a keréknyomok mentén nyomvályúk alakulnak ki. Az építőiparban felhasznált hatalmas aszfaltmennyiségre tekintettel a burkolatok és más aszfaltszerkezetek felújítása és regenerálása fontos ágazat, amely segít az erőforrások és a költségek megtakarításában.
Az időjárás, az öregedés és a forgalmi terhelés által károsított meglévő aszfaltszerkezetek permetezett emulziós felületi lezárással, emulziós iszapbevonattal, zúzalékos felületi bevonattal, seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonattal, Cape-bevonattal és más aszfaltregeneráló eljárásokkal felújíthatók és regenerálhatók. Ezek a lezáró készítmények víz, aszfaltemulzió, kőanyag (apró kavics, más néven zúzalék), polimerek és nanoadalékok keverékéből állnak
A bizonyos erősítő nanorészecskéket tartalmazó módosított aszfaltburkolatok kedvező termikus, elektromos és mechanikai tulajdonságokat mutatnak, ezáltal jobb funkcionális jellemzőkkel rendelkeznek. Az aszfalt kötőanyagának és az útfenntartásnak a költségcsökkentéséhez, valamint környezetbarát jellegük fokozásához az olyan alternatív technológiák, mint az ultrahanggal kevert és funkcionalizált adalékanyagok, illetve az önjavításra képes új aszfaltkompozit-készítmények, elengedhetetlenek a meglévő burkolatok jövőbeli megőrzéséhez és megújításához.
Aszfaltemulziók adalékanyagainak ultrahangos előállítása
Az aszfaltemulzió három fő összetevőből áll: aszfaltból, vízből és egy emulgeáló felületaktív anyagból. Mivel az aszfalt kötőanyagának cseppjei stabil diszperziót alkotnak a vízben, az aszfaltemulzió szivattyúzható, tárolható és kőanyagokkal keverhető. Az emulziónak a keverés során vagy a kipermetezés után a kőanyaggal érintkezve gyorsan „meg kell törnie”. Az emulzió megtörése a víz elválása az aszfalttól. Amikor a víz elpárolgott, az emulzió „megkötött”. A megtörés, a kikeményedés és a kötés után a visszamaradó aszfalt az eredeti alapaszfalt tapadási, tartóssági és vízállósági tulajdonságaival rendelkezik.
Az ultrahangos emulgeálás kiváló minőségű aszfaltemulziók kialakítását teszi lehetővé
Az ultrahangos emulgeálási technika számos emulgeálószer- és felületaktívanyag-készítménnyel kompatibilis. Az emulgeálószer megválasztása befolyásolja az aszfaltemulziók kötési jellemzőit, így lassú, közepes vagy gyors kötésűvé teszi őket. Adalékanyagok, módosítók, töltőanyagok, szálak, gumik és a készítmény egyéb összetevői az ultrahangos kezelés különböző szakaszaiban adhatók hozzá – a készítménytől és az adott vegyületek keverési követelményeitől függően.
UIP4000hdT – 4000 wattos ultrahangos inline keverő
Emulzióosztály
Az aszfaltemulzió és az aszfaltregeneráló szer emulzióosztálya fontos tényező, amely meghatározza a megtörés sebességét (gyors, közepes vagy lassú kötés). Az emulgeálószerek típusa (ionos / nemionos) és koncentrációja, valamint a készítmény sajátosságai, például az emulzió/szilárdanyag arány, a porozitás, a részecskeméret és a szemeloszlás befolyásolják a kötési viselkedést. Mivel az ultrahangos emulgeálás paraméterei pontosan szabályozhatók, az ultrahangos kezelés emulzióra gyakorolt hatása a megcélzott aszfaltminőséghez igazítható. Akár mikrométeres, szubmikronos vagy nanoemulziók előállítása a cél, az ultrahangos feldolgozás teljes ellenőrzést biztosít a folyamat paraméterei felett.
Reológia
Az aszfaltemulziók viszkozitása 60°C-on körülbelül 50–1000 cP, ami lényegesen alacsonyabb, mint magának az aszfaltnak a viszkozitása (10 000–400 000 cP). Alacsonyabb viszkozitásuknak köszönhetően az aszfaltemulziók alacsonyabb hőmérsékletű technológiákkal alkalmazhatók, amelyek csökkentik a kibocsátásokat és az energiafogyasztást, elkerülik az aszfalt oxidációját, és lényegesen kevésbé veszélyesek, mint a forró aszfaltot alkalmazó technológiák. Emellett az aszfaltemulziók alkalmazása gazdaságosabb és környezetbarátabb, mint a hígított aszfaltokat használó hideg technológiák. Az aszfaltemulzió viszkozitása és reológiája az emulgeálószer koncentrációjával és az ultrahangos emulgeálás során bevitt energiával befolyásolható és beállítható.
Behatolási képesség
Az aszfaltregeneráló szerek behatolási képessége döntő jelentőségű, mivel egy nagy hatékonyságú regeneráló szer behatol a burkolat szerkezetébe és lezárja a felületet. Egy nagy hatékonyságú aszfaltregeneráló szer, amely képes mélyen behatolni az aszfalt kötőanyagába (bitumen), növeli a rugalmasságot, és belülről állítja helyre a burkolatot, így megvalósul annak öngyógyulása. Készítsen nagymértékben funkcionalizált aszfaltemulziókat szubmikronos és nanoméretű cseppek kialakításával, nagy teljesítményű ultrahang segítségével!
Adalékanyagok
Az aszfaltemulziókhoz polimereket, gumit, töltőanyagokat, olajokat és regeneráló szereket adnak az eredeti aszfalt alapvető tulajdonságainak javítása érdekében, mint például a magas és alacsony hőmérsékleten meghatározott teljesítményosztály (PG), a viszkozitás, az alacsony hőmérsékleti repedésképződés, a duktilitás és a feszültségrelaxáció, a lágyuláspont és a penetráció, a polimerekhez való affinitás és a velük való stabilitás, valamint az elöregedett aszfalt regenerálása RAP/RAS keverékekben (visszanyert aszfaltburkolat (RAP) és újrahasznosított aszfaltzsindely (RAS)). Az ultrahangos diszpergálók a szilárd anyagokat és a cseppeket monodiszperz részecskékként keverik az aszfaltemulzióba. Az ultrahangos keverési és elegyítési technológia nagy teljesítményű aszfaltkeverékeket állít elő!
Mesterkeverék
Az ultrahangos emulgeálás és diszpergálás ideális a nagy koncentrációjú aszfaltemulziók mesterkeverékeinek elkészítéséhez. Az ultrahanggal előállított, magas aszfalttartalmú (akár 90%) emulziókat később 70% vagy 60% koncentrációra hígítják, hogy elérjék a végső alkalmazásnak megfelelő, kívánt víz/olaj fázisarányt.
UIP16000 – ultrahangos keverőegységenként 16kW ultrahangos teljesítmény
Az ultrahangos aszfaltemulziók előnyei
Az ultrahangos keverési technológia lehetővé teszi könnyen kezelhető, költséghatékony és környezetbarát aszfaltregeneráló készítmények kifejlesztését és előállítását. Az erőteljes ultrahangos kavitáció szubmikronos és nanoméretű diszperziókat és emulziókat hoz létre, amelyek kiváló behatolási képességet, nagy teljesítményt és hosszú távú tartósságot mutatnak.
Keverje az aszfaltkeverékekhez szánt burkolási emulzióit és diszperzióit nagy teljesítményű ultrahangos kezeléssel!
Nagy teljesítményű ultrahangos diszpergáló aszfaltemulziókhoz
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos keverőket gyárt és szállít aszfalt- és bitumenemulziókhoz. Az inline emulgeálásra szolgáló ipari ultrahangos diszpergálók az aszfalt- és bitumenemulziók széles körének feldolgozását teszik lehetővé. Az ultrahangos kezelés lehetővé teszi az új készítmények egyszerű tesztelését; ezek egyenletes emulgeálása kiváló emulzióstabilitást és teljesítményt biztosít. A különféle ultrahangos reaktorgeometriák és betétek, például a MultiPhaseCavitator, lehetővé teszik az ultrahangos processzor egyszerű hozzáigazítását az adott aszfalt- vagy bitumenkészítményhez.
A folyadék és a szilárd anyagok durva előkeverékét az ultrahangos diszpergálóba táplálják, ahol a két fázist (víz + aszfalt vagy bitumen + opcionális adalékanyagok) nedves őrléssel egyenletesen aprítják rendkívül stabil kolloid szuszpenzióvá. Az ultrahangos őrlés és diszpergálás gyors eljárásban képes nagy térfogatokat feldolgozni.
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Adagtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | együtt működtetett készülékek csoportja: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Nagy teljesítményű ultrahangos processzorok a laboratóriumi mérettől a kísérleti üzemi és ipari méretig.
Szakirodalom és hivatkozások
- Ezio Santagata, Orazio Baglieri, Lucia Tsantilis, Giuseppe Chiappinelli, Ilaria Brignone Aimonetto (2015):
Az ultrahangos kezelés hatása a nanoadalékokkal erősített bitumenes kötőanyagok magas hőmérsékleti tulajdonságaira. Construction and Building Materials, 75. kötet, 2015. 395-403. - Zhambolova, A.; Vocaturo, A.L.; Tileuberdi, Y.; Ongarbayev, Y.; Caputo, P.; Aiello, I.; Oliviero Rossi, C.; Godbert, N. (2020): A bitumen funkcionalizálása és módosítása szilícium-dioxid-nanorészecskékkel. Applied Sciences 2020, 10, 6065.
- K. Daoust, A. Begriche, J.P. Claverie, A. Tagnit-Hamou (2023): Öndiszpergáló szilikapor-nanorészecskék: értékes adalékszer az ultranagy teljesítményű betonhoz. Construction and Building Materials,
383. kötet, 2023. - Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Szénnanocsövekkel módosított aszfaltkötőanyagok és -keverékek reológiai jellemzése. RILEM Conference Papers 2016.
- Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Aszfaltemulziók formulálása: a tudomány jelenlegi állása és a formulálás függése az emulziók tulajdonságaitól. Construction and Building Materials 123, 2016. 162–173.
Hasznos tudnivalók
Mi az aszfaltemulzió?
Az aszfaltemulzió víz és aszfalt keveréke. Mivel az aszfalt olajos, hidrofób vegyület, nem keverhető vízzel. Ha az aszfalt hozzáadása előtt vagy közben felületaktív anyagot (más néven emulgeálószert, tenzidet, emulgeáló anyagot, stabilizátort) adnak a vízhez, az aszfalt és a víz keverhetővé válik. A felületaktív anyag hozzáadása elősegíti az aszfaltrészecskék diszpergálását a vizes fázisban (vízben), és diszpergált állapotban tartja őket a szuszpenzióban. Az aszfalt apró részecskékként történő bekeveréséhez a szuszpenzióba mechanikus, nyíróhatással működő keverőberendezéseket (például ultrahangos készüléket, nagy nyíróerejű keverőt, kolloidmalmot stb.) használnak. A kiváló minőségű aszfaltemulzió nyomvályúsodással szembeni ellenállást, nedvességérzékenységet, repedésállóságot és kifáradási teljesítményt biztosít a burkolatnak.
Az emulzió meghatározása
„Az emulzió termodinamikailag instabil, heterogén rendszer, amely legalább két, egymással nem elegyedő folyadékfázisból áll; ezek egyike a másikban apró cseppek (gömböcskék) formájában diszpergálódik, amelyek átmérője általában nagyobb, mint 0,1µm. Az ilyen rendszer minimális stabilitással rendelkezik, amely megfelelő anyagok, például felületaktív anyagok vagy finoman eloszlatott szilárd anyagok hozzáadásával javítható.” (Becher, P. Emulsion. Theory and Practice. 1961.)
Mi a bitumen?
A bitumen az építőiparban aszfaltkötőanyagként használt, kötőképességgel rendelkező anyag, amely összetartja az aszfaltot. Olvadáspontja 180ºC. A bitumenemulziók sötétbarna folyadékok, amelyek lehetnek kationosak, amikor az emulzió cseppjei pozitív töltést hordoznak, vagy anionosak, amikor az emulzió cseppjei negatív töltésűek.
Mik az emulziós iszapbevonatok?
Az emulziós iszapbevonatok vízből, aszfaltemulzióból, kőanyagból és adalékanyagokból álló készítmények, amelyeket meglévő aszfaltburkolat felületére visznek fel. Az emulziós iszapbevonat hasonló a permetezett emulziós felületi lezáráshoz, azzal a különbséggel, hogy az iszapbevonat keveréke kőanyagot is tartalmaz. A polimer gyakori adalékanyag, amely javítja az aszfaltemulzió tulajdonságait. Az emulzió és a kőanyag ezen együttes keveréke az úgynevezett iszap, amely az alatta lévő burkolatszerkezet védelmét és új útfelület kialakítását szolgálja.
Mik a permetezett emulziós felületi lezárások?
A permetezett emulziós felületi lezárás egy speciálisan kialakított aszfaltemulzió meglévő aszfaltburkolat felületére történő felvitelét jelenti. A felületi lezáráshoz használt emulzió víz-olaj keverékből áll, amely könnyen kipermetezhető a meglévő burkolatra; ezt az eljárást „ködpermetezésnek” is nevezik.
Mik a zúzalékos felületi bevonatok?
A zúzalékos felületi bevonat kialakításához olyan aszfaltemulziót használnak, amely útburkolati aszfaltgömböcskéket, vizet, emulgeálószert vagy felületaktív anyagot, polimert és gyakran regeneráló adalékanyagot tartalmaz. A zúzalékos felületi bevonatokat kétlépéses eljárással alakítják ki: először eloszlatják az aszfaltemulziót, majd egy réteg apró zúzott követ terítenek a meglévő aszfaltburkolat felületére. Az apró zúzott követ „zúzaléknak” is nevezik, innen ered a zúzalékos felületi bevonat elnevezése.
Mik a seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonatok?
A seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonattal végzett kezelés nagyon hasonló a zúzalékos felületi bevonat kialakításához, amelynél aszfaltemulziót és zúzott kavicsot használnak a károsodott aszfaltburkolat felújítására. Az egyetlen különbség az alkalmazási módszer: a seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonat kialakításakor az aszfaltemulziót úgynevezett bedolgozó seprűkkel viszik fel, amelyek biztosítják, hogy az aszfaltemulzió behatoljon a burkolat repedéseibe.
Mik a Cape-bevonatok?
A Cape-bevonat kialakítása zúzalékos vagy seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonat alkalmazását jelenti, amelyre egy későbbi időpontban emulziós iszapbevonatot vagy mikroburkolatot visznek fel. Míg a zúzalékos vagy seprűvel bedolgozott emulziós felületi bevonat lezárja és összeragasztja a meglévő burkolat repedéseit, az ezt követő emulziós iszapbevonat vagy mikroburkolat javítja a zúzalék megtartását és az útfelület egyenletességét. A Cape-bevonatokat többnyire átmeneti megoldásként alkalmazzák olyan aszfaltszerkezeteknél, amelyek csak mérsékelt károsodást, enyhe nyomvályúsodást vagy annak hiányát, valamint mérsékelt repedésszélességeket mutatnak. A Cape-bevonatot leginkább a burkolat élettartamának meghosszabbítására használják, amíg sor nem kerül a felújításra vagy az újjáépítésre.
Mi a mikroburkolat?
A mikroburkolat készítése az emulziós iszapbevonat kialakításához hasonló kezelés. Mikroburkolat készítésekor vízből, aszfaltemulzióból, kőanyagból és kémiai adalékanyagokból álló készítményt visznek fel az aszfaltbeton burkolat felületére. Polimeradalékokat használnak az aszfaltemulziós keverék tulajdonságainak javítására. Az emulziós iszapbevonat és a mikroburkolat közötti fő különbség abban rejlik, hogy miként „törnek meg” vagy keményednek meg. Míg az emulziós iszapbevonat kialakításához szükséges, hogy az elterítés után a víz elpárologjon az aszfaltemulzióból, a mikroburkolat aszfaltemulziója olyan kémiai adalékanyagokat tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a megtörést anélkül, hogy a párolgáshoz napsütésre vagy hőre lenne szükség. Emiatt a mikroburkolat készítése az előnyben részesített kezelés a nagy forgalmú utaknál (rövid megtörési idő) vagy hidegebb éghajlaton.
Mi okozza a burkolat állapotromlását?
Ahogy a burkolat öregszik, romlani kezd az állapota. A romlás sebességét számos tényező befolyásolja. Az elsődleges tényezők a környezet és a forgalmi terhelések. A napfény idővel oxidálja a felületi réteget, és rideggé teszi azt. Ha a burkolat túl rideg, a forgalmi terhelés nagyszámú ismétlődése miatt repedések kezdenek kialakulni rajta. Ha a burkolat nincs megfelelően lezárva, az esővíz vagy az öntözővíz a repedéseken keresztül beszivároghat az alaprétegbe, és károsíthatja a burkolat szerkezeti épségét. A víz erodálhatja vagy kimoshatja az alatta lévő alaprétegeket, és az alátámasztás hiánya miatt a burkolat tönkremehet.