Ultraschallmëschung vun Asphaltverjéngungsmëttelen
Asphaltsanéierungs- a Verjéngungsmëttelen erméiglechen et, bestoend Asphaltbeläg ze recycléieren, andeems Verjéngungsmëttelen op d’Baumaterial opgedroe ginn. Ultraschalldispergéierer sinn eng leeschtungsstaark Technik, fir Nanopartikelen an Nanodrëpsen an Asphalt- a Bitumenemulsiounen anzemëschen. Leeschtungsultraschall gëtt benotzt, fir héich performant Zousazstoffer fir laangfristeg haltbar Stroossebeläg hierzestellen.
Asphaltsanéierung
Verwitterten, ausgedréchenten, gealterten a gerassene Asphalt huet seng ursprénglech Teerueleger verluer an ass duerch Oxidatioun beschiedegt, soudatt Rëss, Schlaglächer a Spuerrillen an de Fuerbunne vun de Rieder op der Uewerfläch entstinn. Wéinst der riseger Quantitéit un Asphalt, déi am Bau benotzt gëtt, ass d’Sanéierung an d’Verjéngung vu Stroossebeläg an aneren Asphaltstrukturen e wichtege Secteur, deen hëlleft, Ressourcen a Käschten ze spueren.
Bestoend Asphaltstrukturen, déi duerch d’Wieder, den Alter an d’Verkéiersbelaaschtung beschiedegt sinn, kënnen duerch d’Opdroe vun Niwwelversigelungen, Schlämmversigelungen, Splittversigelungen, Biischtversigelungen, Cape-Versigelungen an aneren Asphaltverjéngungsmëttele sanéiert a verjéngt ginn. Dës Versigelungsrezepture bestinn aus enger Mëschung aus Waasser, Asphaltemulsioun, Gestengskären (klenge Kisel, och Splitt genannt), Polymeren an Nanozousazstoffer
Modifizéiert Asphaltbeläg, déi bestëmmte verstäerkend Nanopartikelen enthalen, weisen erwënscht thermesch, elektresch a mechanesch Eegenschaften op an hunn doduerch verbessert Funktiounen. Fir d’Käschte vum Asphaltbindemëttel a vum Stroossenënnerhalt ze reduzéieren an hir Ëmweltfrëndlechkeet ze erhéijen, sinn alternativ Technologië wéi mat Ultraschall gemëschten a funktionaliséiert Zousazstoffer an nei Asphaltkompositrezepturen, déi sech selwer reparéiere kënnen, essentiell, fir bestoend Stroossebeläg an Zukunft ze erhalen an ze erneieren.
Hierstellung vun Zousazstoffer fir Asphaltemulsioune mat Ultraschall
Eng Asphaltemulsioun besteet aus dräi Haaptkomponenten: Asphalt, Waasser an engem emulgéierenden Tensid. Als stabil Dispersioun vun Asphaltbindemëtteldrëpsen am Waasser kann eng Asphaltemulsioun gepompelt, gelagert a mat Gestengskäre gemëscht ginn. Eng Emulsioun soll beim Mëschen oder nom Versprëtze beim Kontakt mat Gestengskäre séier „briechen“. D’Briechen ass d’Trennung vum Waasser vum Asphalt. Wann d’Waasser verdonst ass, huet sech d’Emulsioun „verfestegt“. Nom Briechen, Aushäerten a Verfestegen huet den Asphaltrescht d’Haftungs-, Haltbarkeets- a Waasserbeständegkeetseegenschafte vum urspréngleche Basisasphalt.
D’Emulgéiere mat Ultraschall erméiglecht et, héichwäerteg Asphaltemulsiounen ze formuléieren
D’Technik vum Emulgéiere mat Ultraschall ass mat ville Rezepturen op Basis vun Emulgatoren an Tenside kompatibel. D’Wiel vum Emulgator beaflosst d’Verfestegungsverhale vun Asphaltemulsiounen, soudatt si sech lues, mëttelséier oder séier verfestegen. Zousazstoffer, Modifikatoren, Fëllstoffer, Faseren, Kautschukzorten an aner Rezepturbestanddeeler kënne wärend verschiddene Phase vun der Ultraschallbehandlung bäigefüügt ginn – jee no Rezeptur an de Mëschufuerderunge vun de jeeweilege Verbindungen.
UIP4000hdT – Ultraschall-Inline-Mëscher mat 4000 Watt
Emulsiounsklass
D’Emulsiounsklass vun enger Asphaltemulsioun an engem Asphaltverjéngungsmëttel ass e wichtege Faktor, deen d’Briechgeschwindegkeet bestëmmt (séier, mëttelséier oder lues Verfestegung). D’Aart (ionesch / netionesch) an d’Konzentratioun vun den Emulgatoren souwéi d’Besonneschheete vun der Rezeptur, wéi d’Verhältnis tëscht Emulsiounen a Feststoffer, d’Porositéit, d’Partikelgréisst an d’Käregréissteverdeelung, beaflossen d’Verfestegungsverhalen. Well d’Parametere vum Emulgéiere mat Ultraschall präzis gesteiert kënne ginn, kann den Afloss vun der Ultraschallbehandlung op d’Emulsioun un déi ugestrieften Asphaltqualitéit ugepasst ginn. Egal ob Mikro-, Submikron- oder Nanoemulsiounen ugestrieft ginn, d’Veraarbechtung mat Ultraschall gëtt Iech déi voll Kontroll iwwer d’Prozessparameter.
Rheologie
Asphaltemulsiounen hunn eng Viskositéit vun ongeféier 50–1000 cP bei 60°C, wat däitlech méi niddreg ass wéi d’Viskositéit vum Asphalt selwer (10.000–400.000 cP). Wéinst hirer méi niddreger Viskositéit kënnen Asphaltemulsioune mat Verfare bei méi niddregen Temperaturen opgedroe ginn, déi d’Emissiounen an den Energieverbrauch reduzéieren, d’Oxidatioun vum Asphalt vermeiden a wesentlech manner geféierlech si wéi Verfare mat waarmem Asphalt. Ausserdeem ass d’Uwendung vun Asphaltemulsioune méi ekonomesch a méi ëmweltfrëndlech wéi kal Verfare mat Asphalt, dee mat Léisungsmëttel verdënnt ass. D’Viskositéit an d’Rheologie vun enger Asphaltemulsioun kënnen duerch d’Emulgatorkonzentratioun an d’Energiezouféierung wärend der Ultraschallemulgéierung beaflosst an ugepasst ginn.
Andréngverméigen
D’Andréngverméige vun Asphalterneierungsmëttelen ass entscheedend, well e leeschtungsstaarkt Erneierungsmëttel an d’Stroossebelagsstruktur andréngt an d’Uewerfläch versigelt. E leeschtungsstaarkt Asphalterneierungsmëttel, dat déif an d’Asphaltbindemëttel (Bitumen) andrénge kann, erhéicht d’Flexibilitéit a regeneréiert vu bannen, sou datt eng Selbstheelung vum Stroossebelag erreecht gëtt. Stellt héich funktionaliséiert Asphaltemulsiounen hier, andeems Dir mat leeschtungsstaarkem Ultraschall Drëpsen am Submikrometer- an Nanometerberäich forméiert!
Zousazstoffer
Polymeren, Gummi, Fëllstoffer, Ueleger an Erneierungsmëttele ginn Asphaltemulsioune bäigefüügt, fir déi wichtegst Eegenschafte vum ursprénglechen Asphalt ze verbesseren, wéi d’Leeschtungsklassifikatioun (PG) bei héijen an niddregen Temperaturen, d’Viskositéit, d’Rëssbildung bei niddregen Temperaturen, d’Duktilitéit an d’Spannungsrelaxatioun, den Erweichungspunkt an d’Penetratioun, d’Affinitéit zu an d’Stabilitéit mat Polymeren an d’Erneierung vun altem Asphalt a RAP/RAS-Mëschungen (réckgewonnenen Asphaltstroossebelag (RAP) a recycléiert Asphaltschëndelen (RAS)). Ultraschalldispergatoren mësche Feststoffer an Drëpsen als monodispers Partikelen an d’Asphaltemulsioun an. D’Ultraschallmëschtechnologie produzéiert leeschtungsstaark Asphaltmëschungen!
Masterbatch
D’Ultraschallemulgéierung an -Dispergéierung sinn ideal, fir Masterbatchë vun héich konzentréierten Asphaltemulsiounen hierzestellen. Emulsioune mat engem héijen Asphaltgehalt (bis zu 90%), déi mat Ultraschall hiergestallt goufen, gi spéider verdënnt, fir eng Konzentratioun vu 70% oder 60% ze erreechen an domat dat gewënschte Verhältnis tëscht Waasser- an Uelegphas fir déi definitiv Uwendung ze kréien.
UIP16000 – 16kW Ultraschallleeschtung pro Ultraschallmëschunitéit
Virdeeler vun Asphaltemulsiounen, déi mat Ultraschall hiergestallt ginn
D’Ultraschallmëschtechnologie erméiglecht d’Entwécklung an d’Produktioun vun Asphalterneierungsformuléierungen, déi einfach ze handhaben, käschtegënschteg an ëmweltfrëndlech sinn. Staark Ultraschallkavitatioun erzeugt Dispersiounen an Emulsiounen am Submikrometer- an Nanometerberäich, déi en exzellent Andréngverméigen, eng héich Leeschtungsfäegkeet an eng laang Liewensdauer opweisen.
Mëscht Är Emulsioune fir Stroossebeläg an Dispersioune fir Asphaltmëschunge mat leeschtungsstaarkem Ultraschall!
Leeschtungsstaarken Ultraschalldispergator fir Asphaltemulsiounen
Hielscher Ultrasonics produzéiert a liwwert leeschtungsstaark Ultraschallmëscher fir Asphalt- a Bitumenemulsiounen. Industriell Ultraschalldispergatore fir d’Inline-Emulgéierung erméiglechen d’Veraarbechtung vun enger breeder Palett vun Asphalt- a Bitumenemulsiounen. D’Ultraschallbehandlung erméiglecht et, nei Formuléierungen einfach ze testen, déi fir eng exzellent Emulsiounsstabilitéit a Leeschtungsfäegkeet gläichméisseg emulgéiert ginn. Verschidde Geometrie vun Ultraschallreaktoren an Asätz wéi de MultiPhaseCavitator erméiglechen et, den Ultraschallprozessor einfach un Är spezifesch Asphalt- oder Bitumenformuléierung unzepassen.
Eng graff Virmëschung vu Flëssegkeet a Feststoffer gëtt an den Ultraschalldispergator gefouert, wou déi zwou Phasen (Waasser + Asphalt oder Bitumen + optional Zousazstoffer) naass a gläichméisseg zu enger héich stabiler kolloidaler Suspensioun vermahle ginn. D’Muelen an d’Dispergéiere mat Ultraschall erméiglechen et, grouss Volumenen an engem séiere Prozess ze verschaffen.
Déi follgend Tabell gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchfloss | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Grupp vu UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Héichleeschtungs-Ultraschallprozessoren fir de Labo, de Pilotmoossstaf an den industrielle Moossstaf.
Literatur/Referenzen
- Ezio Santagata, Orazio Baglieri, Lucia Tsantilis, Giuseppe Chiappinelli, Ilaria Brignone Aimonetto (2015):
Afloss vun der Ultraschallbehandlung op d’Eegenschafte vu bituminéise Bindemëttel, déi mat Nanoadditive verstäerkt sinn, bei héijen Temperaturen. Construction and Building Materials,Band 75, 2015. 395–403. - Zhambolova, A.; Vocaturo, A.L.; Tileuberdi, Y.; Ongarbayev, Y.; Caputo, P.; Aiello, I.; Oliviero Rossi, C.; Godbert, N. (2020): Funktionaliséierung a Modifikatioun vu Bitumen duerch Siliziumdioxid-Nanopartikelen. Applied Sciences 2020, 10, 6065.
- K. Daoust, A. Begriche, J.P. Claverie, A. Tagnit-Hamou (2023): Selwerdispergéierend Silikastëbs-Nanopartikelen: E wäertvollen Zousazstoff fir Ultrahéichleeschtungsbeton. Construction and Building Materials,
Band 383, 2023. - Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Rheologesch Charakteriséierung vun Asphaltbindemëttel an Asphaltmëschungen, déi mat Kuelestoffnanoréier modifizéiert sinn. RILEM Conference Papers 2016.
- Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Formuléierung vun Asphaltemulsiounen: Stand vun der Technik an Ofhängegkeet vun der Formuléierung vun den Eegenschafte vun den Emulsiounen. Construction and Building Materials 123, 2016. 162–173.
Wëssenswäertes
Wat ass eng Asphaltemulsioun?
Eng Asphaltemulsioun ass eng Mëschung aus Waasser an Asphalt. Well Asphalt eng ueleg, hydrophob Verbindung ass, kann en net mat Waasser gemëscht ginn. Wann een dem Waasser virun oder wärend der Zousaz vum Asphalt en uewerflächenaktive Stoff (och als Emulgator, Tensid, Emulgéiermëttel oder Stabilisator bekannt) bäigëtt, ginn Asphalt a Waasser mëschbar. D’Zousaz vun engem Tensid erliichtert d’Dispersioun vun den Asphaltpartikelen an der wässereger Phas (Waasser) an hält se an der Suspensioun verdeelt. Fir den Asphalt a Form vu klenge Partikelen an d’Suspensioun anzemëschen, gi mechanesch Mëschapparater, déi mat Schéierkräfte schaffen (z. B. Ultraschallapparat, Héichschéiermëscher, Kolloidmillen asw.), benotzt. Eng héichwäerteg Asphaltemulsioun gëtt dem Stroossebelag Resistenz géint Spuerrillen, Empfindlechkeet géintiwwer Fiichtegkeet, Rëssresistenz a gutt Eegenschafte bei Ermüdungsbelaaschtung.
Definitioun vun enger Emulsioun
“Eng Emulsioun ass en heterogeent, thermodynamesch onstabiilt System, dat aus op d’mannst zwou net matenee mëschbare flëssege Phase besteet, woubäi eng dovun an där anerer a Form vu klengen Drëpsen (Pärelen) verdeelt ass, deenen hiren Duerchmiesser am Allgemenge méi grouss wéi 0,1µm ass. Esou e System huet eng minimal Stabilitéit, déi duerch d’Zousaz vu gëeegente Mëttelen, wéi Tensiden oder fein verdeelte Feststoffer, verbessert kéint ginn”. (Becher, P. Emulsioun. Theorie a Praxis. 1961.)
Wat ass Bitumen?
Bitumen ass e Material mat Bindeeegenschaften, dat am Bau als Asphaltbindemëttel benotzt gëtt an den Asphalt zesummenhält. Et huet e Schmëlzpunkt vun 180ºC. Bitumenemulsioune sinn eng donkelbrong Flëssegkeet, déi entweder kationesch ka sinn, woubäi d’Drëpse vun der Emulsioun eng positiv elektresch Ladung droen, oder anionesch, woubäi d’Drëpse vun der Emulsioun negativ geluede sinn.
Wat si Schlammversigelungen?
Schlammversigelunge sinn eng Formuléierung aus Waasser, Asphaltemulsioun, Gesteenskäerung an Zousazstoffer, déi op d’Uewerfläch vun engem bestoenden Asphaltbelag opgedroe gëtt. Eng Schlammversigelung ass änlech wéi eng Niwwelversigelung, mee bei der Schlammversigelung ass Gesteenskäerung en Deel vun der Mëschung. Polymer ass e geleefege Zousazstoff, deen d’Eegenschafte vun der Asphaltemulsioun verbessert. Dës kombinéiert Mëschung aus der Emulsioun an der Gesteenskäerung ass de sougenannte Schlamm, dee benotzt gëtt, fir déi drënnerleiend Belagstruktur ze schützen an eng nei Fuerbunnuewerfläch ze schafen.
Wat si Niwwelversigelungen?
Niwwelversigelung bezeechent d’Opdroe vun enger speziell formuléierter Asphaltemulsioun op d’Uewerfläch vun engem bestoenden Asphaltbelag. Eng Emulsioun fir eng Niwwelversigelung besteet aus enger Waasser-Ueleg-Mëschung, déi sech einfach op e bestoende Belag spraye léisst; dëst gëtt och als “Ben niwwelen” bezeechent.
Wat si Splittversigelungen?
Beim Opbrénge vun enger Splittversigelung gëtt eng Asphaltemulsioun benotzt, déi Drëpse vu Stroossebauasphalt, Waasser, en Emulgator oder en Tensid, Polymer an dacks en Zousaz fir d’Verjéngung enthält. Splittversigelunge ginn an engem Prozess mat zwee Schrëtt op eng bestoend Asphaltbelagsuewerfläch opgedroen: Fir d’éischt gëtt d’Asphaltemulsioun verdeelt an duerno eng Schicht aus klengem gebrachene Gestengs. Dat klengt gebrachent Gestengs gëtt och „Chips“ genannt, wouhier den engleschen Numm „Chip Sealing“ fir dës Method kënnt.
Wat si Biesemversigelungen?
Eng Behandlung mat enger Biesemversigelung ass der Splittversigelung ganz änlech, bei där eng Asphaltemulsioun a gebrachene Kies benotzt ginn, fir e beschiedegten Asphaltbelag ze sanéieren. Deen eenzegen Ënnerscheed ass d’Opdroemethod: Fir eng Biesemversigelung gëtt d’Asphaltemulsioun mat sougenannte Schrubbbiesemen opgedroen, déi dofir suergen, datt d’Asphaltemulsioun an d’Rëss vum Belag andréngt.
Wat si Cape-Versigelungen?
Eng Cape-Versigelung bezeechent d’Opbrénge vun enger Splitt- oder Biesemversigelung, op déi zu engem spéideren Zäitpunkt eng Schlammversigelung oder e Mikrobelag opgedroe gëtt. Wärend Splitt- oder Biesemversigelungen d’Rëss am bestoende Belag ofdichten a verbannen, verbessert déi uschléissend Schlammversigelung oder de Mikrobelag d’Bindung vum Splitt an d’Gläichméissegkeet vun der Fuerbunnuewerfläch. Cape-Versigelunge gi meeschtens als zäitlech begrenzten Iwwergangsléisung fir Asphaltstrukture benotzt, déi nëmme mëttelméisseg Schied, liicht oder keng Spuerrillen a mëttelbreet Rëss opweisen. Eng Cape-Versigelung gëtt meeschtens als Moossnam benotzt, fir d’Liewensdauer vum Belag ze verlängeren, bis eng Sanéierung oder en Neibau duerchgefouert gëtt.
Wat ass e Mikrobelag?
E Mikrobelag ass eng Behandlung, déi mat enger Schlammversigelung vergläichbar ass. Fir e Mikrobelag gëtt eng Formuléierung aus Waasser, Asphaltemulsioun, Gestengskären a cheemeschen Zousätz op d’Uewerfläch vun engem Asphaltbetonbelag opgedroen. Polymerzousätz gi benotzt, fir d’Mëschungseegenschafte vun der Asphaltemulsioun ze verbesseren. Den Haaptënnerscheed tëschent enger Schlammversigelung an engem Mikrobelag läit doran, wéi se „briechen“ oder aushäerten. Wärend eng Schlammversigelung viraussetzt, datt d’Waasser no der Verdeelung aus der Asphaltemulsioun verdonst, enthält d’Asphaltemulsioun an engem Mikrobelag cheemesch Zousätz, déi et hir erlaben ze briechen, ouni op d’Sonn oder d’Hëtzt fir d’Verdonstung ugewisen ze sinn. Doduerch ass e Mikrobelag déi bevorzugt Behandlung fir staark befuer Stroossen (kuerz Zäit bis zum Briechen) oder fir méi kal Klimazonen.
Wat verursaacht d’Verschlechterung vum Stroossebelag?
Wann e Stroossebelag méi al gëtt, fänkt en un, sech ze verschlechteren. Wéi séier en ofgebaut gëtt, gëtt vu ville Facteure beaflosst. D’Haaptfacteure sinn d’Ëmwelt an d’Verkéiersbelaaschtungen. D’Sonneliicht oxidéiert mat der Zäit d’Uewerflächeschicht a mécht se brécheg. Wann de Belag ze brécheg ass, fänke sech duerch déi heefeg widderholl Verkéiersbelaaschtung Rëss un ze bilden. Wann de Belag net richteg ofgedicht ass, ka Reewaasser oder Bewässerungswaasser duerch d’Rëss an d’Droschicht andréngen an d’strukturell Integritéit vum Belag beschiedegen. Waasser kann déi drënnerleiend Droschichten erodéieren oder ewechspullen an dozou féieren, datt de Belag wéinst feelender Ënnerstëtzung versot.