アスファルト若返り剤の超音波混合
- アスファルトリハビリテーションとリジュベネーターは、建設資材に若返り剤を塗布することにより、既存のアスファルト舗装をリサイクルすることを可能にします。
- 超音波分散機は、ナノ粒子とナノ液滴をアスファルトとビチューメンエマルジョンに混合する強力な技術です。
- パワー超音波は、長期間耐久性のある舗装用の高性能添加剤を製造するために使用されます。
アスファルトリハビリテーション
風化、乾燥、老化、ひび割れたアスファルトは、元のタールオイルを失い、酸化によって損傷を受けるため、ホイールパスの亀裂、くぼみ、わだち掘れが表面に発生します。建設に使用される大量のアスファルトに関して、舗装やその他のアスファルト構造物の修復と若返りは重要なセクターであり、資源と支出を節約するのに役立ちます。
天候、経年劣化、交通負荷によって損傷を受けた既存のアスファルト構造物は、フォグシール、スラリーシール、チップシール、スクラブシール、ケープシール、その他のアスファルト若返り剤を適用することで修復および若返らせることができます。これらのシール配合は、水、アスファルトエマルジョン、骨材(小さな砂利、チップとも呼ばれる)、ポリマー、およびナノ添加剤の混合物で構成されています
特定の強化ナノ粒子を含む改質アスファルト舗装は、望ましい熱的、電気的、機械的特性を示し、それによって機能が向上しています。アスファルトバインダーや道路維持管理のコストを低減し、環境への配慮を高めるためには、超音波配合・機能性添加剤などの代替技術や、自己修復能力を持つ新しいアスファルト複合配合物などの代替技術が、将来的に既存の舗装を保存・更新するために不可欠です。
アスファルトエマルジョン用添加剤の超音波製造
アスファルトエマルジョンは、アスファルト、水、乳化界面活性剤の3つの主要成分で構成されています。アスファルトセメント液滴を水中に安定して分散させるため、アスファルトエマルジョンをポンプで汲み上げ、貯蔵し、骨材と混合することができます。エマルジョンは、混合時または噴霧後に骨材と接触するとすぐに「壊れる」はずです。ブレーキングとは、アスファルトから水を分離することです。水が蒸発すると、エマルジョンは「固まります」。破砕、硬化、硬化後、アスファルト残渣は、元のベースアスファルトの接着性、耐久性、耐水性を備えています。
超音波乳化は、高品質のアスファルトエマルジョンを配合することを可能にする
超音波乳化技術は、複数の乳化剤および界面活性剤製剤に適合します。乳化剤の選択は、アスファルトエマルジョンの設定特性に影響を与え、硬化が遅く、硬化が中程度、硬化が速くなります。添加剤、改質剤、充填剤、繊維、ゴムおよび他の製剤成分は、超音波処理プロセスの様々な段階で添加することができる – 特定の化合物の配合と混合要件によって異なります。

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エマルジョングレード
アスファルトエマルジョンとアスファルトリジュベネーターのエマルジョングレードは、ブレークアップ速度(高速、中速、低速設定)を決定する重要な要素です。乳化剤の種類(イオン性/非イオン性)と濃度、およびエマルジョン/固形分比、多孔性、粒子サイズ、グラデーションなどの配合特性は、設定挙動に影響を与えます。超音波乳化パラメータを正確に制御することができるため、エマルジョンに対する超音波処理の影響を目標とするアスファルト品質に調整することができます。天候ミクロン、サブミクロンまたはナノエマルジョンが対象とされ、超音波処理により、プロセスパラメータを完全に制御できます。
レオロジー
アスファルトエマルジョンは、60°Cで約50〜1000cPの粘度を示し、これはアスファルト自体の粘度(10,000〜400,000cP)よりもかなり低くなっています。それらの低い粘度のために、アスファルトエマルジョンは、排出物およびエネルギー消費を削減し、アスファルト酸化を回避し、そしてホットアスファルト技術よりもかなり少ない危険性である低温技術を使用して適用することができる。さらに、アスファルトエマルジョンの塗布は、カットバックアスファルトを使用する冷間技術よりも経済的で環境に優しいです。アスファルトエマルジョンエマルジョンの粘度とレオロジーは、乳化剤の濃度と超音波乳化中のエネルギー入力によって影響を受け、調整することができます。
浸透能力
高性能の若返り剤が舗装構造を貫通して表面を密閉するため、アスファルト若返り剤の浸透能力は非常に重要です。アスファルトバインダー(ビチューメン)の奥深くまで浸透できる高性能アスファルトリジュベネーターは、柔軟性を高め、内側から復元することで、舗装の自己修復を実現します。パワー超音波でサブミクロンおよびナノサイズの液滴を配合した高機能アスファルトエマルジョンを調製!
添加 物
ポリマー、ゴム、フィラー、オイル、若返り剤をアスファルトエマルジョンに添加して、天然アスファルトの主要な特性、例えば、高温および低温性能等級付け(PG)、粘度、低温割れ、延性および応力緩和、軟化点および浸透性、ポリマーへの親和性と安定性、およびRAP/RAS混合物(再生アスファルト舗装(RAP)およびリサイクルアスファルトシングル(RAS))中の老朽化アスファルトの若返りなどを改善します。超音波分散機は、固形物と液滴を単分散粒子としてアスファルトエマルジョンに混合します。超音波混合および混合技術により、高性能のアスファルト混合物が製造されます。
マスターバッチ
超音波乳化および分散は、高濃度アスファルトエマルジョンのマスターバッチを調製するのに理想的です。高アスファルト含有量(最大90%)を有する超音波調製エマルジョンは、最終用途に応じて所望の水/油相比に到達するために、後で70%または60%の濃度に達するように希釈される。

UIP16000 – 超音波ミキシングユニットあたり16kWの超音波出力
超音波アスファルトエマルジョンの利点
超音波混合技術により、取り扱いが容易で、費用対効果が高く、環境に優しいアスファルト若返り製剤を開発し、製造することができます。強力な超音波キャビテーションは、サブミクロンおよびナノの分散液およびエマルジョンを生じさせ、これらは優れた浸透性、高性能、および長期耐久性を示す。
高出力超音波処理により、アスファルト混合物用の舗装エマルジョンと分散液を混合します!
アスファルトエマルジョン用の高出力超音波分散機
ヒールシャー超音波は、アスファルトおよびビチューメンエマルジョン用の高出力超音波ミキサーを製造し供給しています。インライン乳化用の工業用超音波分散機は、アスファルトおよびビチューメンエマルジョンの広い範囲を処理する可能性を開きます。超音波処理は、優れたエマルジョン安定性および性能のために均一に乳化されている新しい製剤の容易な試験を可能にする。さまざまな超音波反応器の形状とインサート マルチフェーズキャビテーター 超音波プロセッサを特定のアスファルトまたはビチューメン製剤に簡単に適合させることができます。
液体と固体の粗いプレミックスを超音波分散器に供給し、両方の相(水+アスファルトまたはビチューメン+オプションの添加剤)を湿式粉砕し、均一に粉砕して安定性の高いコロイド懸濁液にします。超音波ミリングと分散は、迅速なプロセスで大量に処理することができます。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
---|---|---|
10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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文献/参考文献
- ワン、H。;ヤン、J。;Gong、M.(2016):カーボンナノチューブで修飾されたアスファルトバインダーおよび混合物のレオロジー特性評価。RILEM会議論文2016。
- ロナルド、M。;Pumarejo Luis、F.(2016):アスファルトエマルジョン製剤:エマルジョン特性に対する製剤の最先端および依存性。建設および建築材料123、2016年。162–173.
知っておく価値のある事実
アスファルトエマルジョンとは?
アスファルトエマルジョンは、水とアスファルトの混合物です。アスファルトは油性の疎水性化合物であるため、水と混合することはできません。アスファルトを添加する前または最中に、乳化剤、界面活性剤、乳化剤、安定剤とも呼ばれる界面活性剤を水に加えることにより、アスファルトと水は混合可能になります。界面活性剤を添加すると、アスファルト粒子の水相(水)への分散が促進され、懸濁液中に分散した状態が維持されます。アスファルトを小さな粒子として懸濁液に混合するために、機械的なせん断混合装置(超音波、高せん断ミキサー、コロイドミルなど)が使用されます。高品質のアスファルトエマルジョンは、舗装にわだち掘れ抵抗、湿気感受性、耐ひび割れ性、疲労性能を提供します。
エマルジョンの定義
「エマルジョンは、少なくとも2つの非混和性液相によって形成される熱力学的に不安定な不均一なシステムであり、一方は直径が一般に0.1μmを超える小さな液滴(ビーズ)の形で他方に分散しています。このようなシステムは、界面活性剤などの適切な薬剤を添加するか、細かく固体に分割されたものを追加することで改善できる最小限の安定性を備えています。(ベッヒャー、P.エマルジョン。理論と実践。1961.)
ビチューメンとは?
ビチューメンは、アスファルトを一緒に保持するアスファルトバインダーとして建設に使用されるセメント系材料です。それは180ºC.の融点を有する瀝青の乳剤は乳剤が肯定的な電荷を運ぶ陰イオン性、または乳剤が否定的に荷電した液滴を持っている陰イオン性である場合もある暗褐色の液体である。
スラリーシールとは?
スラリーシールは、水、アスファルトエマルジョン、骨材、および添加剤を既存のアスファルト舗装表面に配合したものです。スラリーシールはフォグシールと似ていますが、スラリーシールには混合物の一部として骨材があります。ポリマーは、アスファルトエマルジョンの特性を改善する一般的な添加剤です。このエマルジョンと骨材の混合物を合わせたものが、基礎となる舗装構造を保護し、新たな路面を提供するための、いわゆるスラリーです。
フォグシールとは?
フォグシーリングとは、既存のアスファルト舗装表面に特別に配合されたアスファルトエマルジョンを塗布することを指します。フォグシールエマルジョンは、水と油の混合物で構成されており、既存の舗装に簡単にスプレーできます(「フォギング」とも呼ばれます)。
チップシールとは?
チップシールの適用には、舗装アスファルトの小球、水、乳化剤または界面活性剤、ポリマー、および多くの場合若返り添加剤を含むアスファルトエマルジョンが含まれます。CHipシールは、最初にアスファルトエマルジョンの分布、続いて既存のアスファルト舗装表面への小さな砕石の層の分布を含む2段階のプロセスで適用されます。小さな砕石は、 “フライドポテト”、チップシール方法の名前の由来です。
スクラブシールとは?
スクラブシール処理は、アスファルトエマルジョンと砕いた砂利を使用して損傷したアスファルト舗装を修復するチップシールと非常によく似ています。唯一の違いは適用方法です:スクラブシールの適用のために、アスファルトエマルジョンは、アスファルトエマルジョンが舗装のひび割れを貫通することを保証する、いわゆるスクラブほうきによって適用されます。
ケープシールズとは?
ケープシーリングとは、チップシールまたはスクラブシールを塗布し、その後、後日スラリーシールまたはマイクロサーフェッシングを塗布することを指します。チップシールまたはスクラブシールが既存の舗装の亀裂をシールして接着する一方で、その後のスラリーシールまたはマイクロサーフェシングにより、路面のチップ保持と滑らかさが向上します。ケープシールは、主に断続的な回避策として使用され、中程度の苦痛、わずかなまたはまったくのわだち掘れ、中程度の亀裂幅を示すアスファルト構造に使用されます。ケープシーリングは、主にリハビリテーションまたは再建が行われるまで舗装の寿命を延ばすための救済策として使用されます。
マイクロサーフェシングとは?
マイクロサーフェシングは、スラリーシールに匹敵する処理です。マイクロサーフェシングでは、水、アスファルトエマルジョン、骨材、および化学添加剤からなる配合物がアスファルトコンクリート舗装の表面に適用されます。ポリマー添加剤は、アスファルトエマルジョンの混合特性を改善するために使用されます。スラリーシールとマイクロサーフェシングの主な違いは、それらが「破損」または硬化する方法にあります。スラリーシーリングでは、水が分布後にアスファルトエマルジョンから蒸発する必要がありますが、マイクロ表面コーティングのアスファルトエマルジョンには化学添加剤が含まれているため、蒸発のために太陽や熱に頼ることなく水が壊れます。そのため、マイクロサーフェシングは、使用頻度の高い道路(壊れる時間が短い)や寒冷地に適した治療法となっています。
舗装の劣化の原因は何ですか?
舗装が古くなると、舗装は劣化し始めます。それがどれだけ早く分解されるかは、多くの要因に影響されます。主な要因は、環境とトラフィックの負荷です。時間の経過とともに日光が表層を酸化し、表面層がもろくなります。舗装がもろすぎると、舗装上の交通負荷が頻繁に繰り返されるため、亀裂が形成され始めます。舗装が適切に密閉されていないと、雨水や灌漑用水がベース層の亀裂に浸透し、舗装の構造的完全性が損なわれる可能性があります。水は、下にあるベースレイヤーを侵食または洗い流し、サポートの欠如により舗装を破損する可能性があります。