Ultrasonic Mixing of Asphalt Rejuvenators (Mieszanie ultradźwiękowe odmładzaczy asfaltu)
- Odzyskiwacze i odmładzacze asfaltu umożliwiają recykling istniejących nawierzchni asfaltowych poprzez nałożenie środków odmładzających na materiał budowlany.
- Dyspergatory ultradźwiękowe to potężna technika mieszania nanocząsteczek i nanokropel w emulsje asfaltowe i bitumiczne.
- Ultradźwięki energetyczne są wykorzystywane do produkcji wysokowydajnych dodatków do trwałych nawierzchni.
Rehabilitacja asfaltu
Asfalt zniszczony, wysuszony, stary i popękany stracił swoje oryginalne oleje smołowe i jest uszkodzony przez utlenianie, tak że pęknięcia, wyboje i rutyna w ścieżce koła występują na powierzchni. W odniesieniu do ogromnej ilości asfaltu wykorzystywanego w budownictwie, ważnym sektorem jest rekultywacja i odmładzanie nawierzchni i innych konstrukcji asfaltowych, co pomaga oszczędzać zasoby i wydatki.
Istniejące konstrukcje asfaltowe, uszkodzone przez warunki atmosferyczne, wiek i obciążenie ruchem drogowym, mogą zostać zrehabilitowane i odmłodzone poprzez zastosowanie uszczelek przeciwmgielnych, uszczelek przeciwwilgociowych, uszczelek wiórowych, uszczelek do czyszczenia, uszczelek przylgowych i innych odmładzaczy asfaltu. Te preparaty uszczelniające składają się z mieszaniny wody, emulsji asfaltowej, kruszywa (małego żwiru, zwanego również wiórkami), polimerów i nanododatków.
Zmodyfikowane nawierzchnie asfaltowe, które zawierają pewne nanocząsteczki wzmacniające, wykazują pożądane właściwości termiczne, elektryczne i mechaniczne, a tym samym poprawiły swoją funkcjonalność. Aby obniżyć koszty spoiwa asfaltowego i utrzymania dróg oraz zwiększyć ich przyjazność dla środowiska, niezbędne są alternatywne technologie, takie jak ultradźwiękowo mieszane i funkcjonalne dodatki oraz nowe preparaty kompozytów asfaltowych, które mogą być samodzielnie naprawiane, w celu zachowania i odnowienia istniejących nawierzchni w przyszłości.
Ultradźwiękowa produkcja dodatków do emulsji asfaltowych
Emulsja asfaltowa składa się z trzech głównych składników: asfaltu, wody i emulgującego środka powierzchniowo czynnego. Jako stabilna dyspersja kropli cementu asfaltowego w wodzie, emulsja asfaltowa może być pompowana, magazynowana i mieszana z kruszywem. Emulsja powinna szybko "pękać" przy kontakcie z kruszywem po zmieszaniu lub po natrysku. Pęknięcie polega na oddzieleniu wody od asfaltu. Po wyparowaniu wody emulsja jest "wiązana". Po pęknięciu, utwardzeniu i stwardnieniu resztki asfaltu mają właściwości adhezyjne, wytrzymałościowe i wodoszczelne pierwotnego asfaltu bazowego.
Emulsyfikacja ultradźwiękowa pozwala na tworzenie wysokiej jakości emulsji asfaltowych.
Technika emulgowania ultradźwiękowego jest kompatybilna z preparatami emulgatora wielokrotnego i środków powierzchniowo czynnych. Wybór emulgatora wpływa na właściwości wiązania emulsji asfaltowych, powodując ich powolne wiązanie, średnie i szybkie wiązanie. Dodatki, modyfikatory, wypełniacze, włókna, gumy i inne składniki recepturowe mogą być dodawane na różnych etapach procesu sonizacji. – w zależności od składu i wymagań dotyczących mieszania określonych związków.
UIP4000hdT – Ultradźwiękowy mikser inline o mocy 4000 W
Emulsja Stopień czystości
Stopień emulsji emulsji asfaltowej i odmładzacza asfaltu jest ważnym czynnikiem, który decyduje o prędkości rozbijania (szybkie, średnie lub wolne ustawienie). Rodzaj (jonowy / niejonowy) i stężenie emulgatorów, a także specyfika składu, taka jak stosunek emulsji do substancji stałych, porowatość, wielkość cząstek i gradacja, wpływają na zachowanie wiązania. Ponieważ parametry emulgowania ultradźwiękowego mogą być precyzyjnie kontrolowane, wpływ sonikowania na emulsję można dostosować do docelowej jakości asfaltu. Mikron, submikron lub nano-emulsje są ukierunkowane, przetwarzanie ultradźwiękowe daje pełną kontrolę nad parametrami procesu.
reologia
Emulsje asfaltowe wykazują lepkość ok. 50-1000 cP w temperaturze 60°C, która jest znacznie niższa niż lepkość samego asfaltu (10.000-400.000 cP). Ze względu na niższą lepkość emulsje asfaltowe mogą być stosowane przy użyciu technik o niższej temperaturze, które zmniejszają emisje i zużycie energii, zapobiegają utlenianiu asfaltu i są znacznie mniej niebezpieczne niż techniki gorącego asfaltu. Ponadto, stosowanie emulsji asfaltowych jest bardziej ekonomiczne i przyjazne dla środowiska niż techniki zimna z zastosowaniem asfaltów ciętych. Lepkość i reologia emulsji asfaltowych może być modyfikowana i regulowana przez stężenie emulgatora i nakład energii podczas emulgowania ultradźwiękowego.
Zdolność penetracji
Właściwości penetrujące odmładzaczy asfaltu mają kluczowe znaczenie, ponieważ wysokowydajny środek odmładzający przenika przez strukturę nawierzchni i uszczelnia powierzchnię. Wysokowydajny odmładzacz asfaltu, który jest w stanie wniknąć głęboko w spoiwo asfaltowe (bitum), zwiększa elastyczność i przywraca od wewnątrz tak, że osiągane jest samoregeneracja nawierzchni. Przygotuj wysoce funkcjonalne emulsje asfaltowe formułujące submikronowe i nanowymiarowe krople z ultradźwiękami mocy!
Przyprawy
Polimery, guma, wypełniacze, oleje i środki odmładzające są dodawane do emulsji asfaltowych w celu poprawy kluczowych właściwości rodzimego asfaltu, takich jak klasyfikacja wydajności w wysokich i niskich temperaturach (PG), lepkość, krakowanie w niskich temperaturach, plastyczność i relaksacja naprężeń, punkt zmiękczania i penetracja, powinowactwo i stabilność z polimerami oraz odmładzanie starzejącego się asfaltu w mieszankach RAP/RAS (płytki asfaltowe z odzysku (RAP) i gonty asfaltowe z recyklingu (RAS)). Dyspergatory ultradźwiękowe mieszają substancje stałe i krople jako cząstki monodyspersyjne w emulsji asfaltowej. Technologia mieszania ultradźwiękowego i mieszania produkuje wysokowydajne mieszanki asfaltowe!
Główna partia
Emulsyfikacja ultradźwiękowa i dyspersja jest idealna do przygotowania głównych partii wysoko skoncentrowanych emulsji asfaltowych. Przygotowane ultradźwiękowo emulsje o wysokiej zawartości asfaltu (do 90%) są następnie rozcieńczane do 70% lub 60% stężenia w celu osiągnięcia pożądanej dawki fazowej wody/oleju zgodnie z końcowym zastosowaniem.
UIP16000 – 16kW mocy ultradźwiękowej na jednostkę do mieszania ultradźwiękowego
Zalety ultradźwiękowych emulsji asfaltowych
Technologia mieszania ultradźwiękowego pozwala na opracowanie i produkcję odmładzających preparatów asfaltowych, które są łatwe w obsłudze, ekonomiczne i przyjazne dla środowiska. Silna kawitacja ultradźwiękowa tworzy submikronowe i nano-dyspersje i emulsje, które charakteryzują się doskonałą przenikalnością, wysoką wydajnością i długotrwałą wytrzymałością.
Zmieszaj emulsje i dyspersje do mieszanek asfaltowych za pomocą wysokowydajnej ultrasonizacji!
Dyspersja ultradźwiękowa o dużej mocy do emulsji asfaltowych
Hielscher Ultrasonics produkuje i dostarcza wysokowydajne mieszalniki ultradźwiękowe do emulsji asfaltowych i bitumicznych. Przemysłowe dyspergatory ultradźwiękowe do emulgatorów inline otwierają możliwość przetwarzania szerokiej gamy emulsji asfaltowych i bitumicznych. Sonication pozwala na łatwe testowanie nowych receptur, które są równomiernie emulgowane w celu uzyskania doskonałej stabilności i wydajności emulsji. Różne geometrie i wkładki reaktora ultradźwiękowego, jak np. Kawitator wielofazowy umożliwiają łatwe dostosowanie procesora ultradźwiękowego do specyficznej receptury asfaltu lub bitumu.
Do dyspergatora ultradźwiękowego podawany jest gruboziarnisty premiks cieczy i ciał stałych, gdzie obie fazy (woda + asfalt lub bitum + dodatki opcjonalne) są mielone na mokro i mielone równomiernie w wysoce stabilną zawiesinę koloidalną. Frezowanie ultradźwiękowe i dyspergowanie jest w stanie przetwarzać duże ilości w szybkim procesie.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Wysokowydajne procesory ultradźwiękowe od laboratorium do skali pilotażowej i przemysłowej.
Literatura / Referencje
- Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Charakterystyka reologiczna spoiw i mieszanin asfaltowych modyfikowanych nanorurkami węglowymi. RILEM Conference Papers 2016.
- Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Formuła emulsji asfaltowych: Najnowocześniejsza i zależność receptury od właściwości emulsji. Budownictwo i materiały budowlane 123, 2016. 162–173.
Fakty Warto wiedzieć
Czym jest emulsja asfaltowa?
Emulsja asfaltowa jest mieszaniną wody i asfaltu. Ponieważ asfalt jest związkiem oleistym, hydrofobowym, nie można go mieszać z wodą. Dodając do wody przed lub w trakcie dodawania asfaltu środek powierzchniowo czynny, emulgator, stabilizator) środek powierzchniowo czynny, asfalt i woda stają się mieszalne. Dodatek środka powierzchniowo czynnego ułatwia dyspersję cząstek asfaltu w fazie wodnej (woda) i utrzymuje go w zawiesinie. Do mieszania asfaltu jako małych cząsteczek w zawiesinie stosuje się mechaniczne urządzenia do mieszania ścinającego (np. ultradźwięki, mieszalnik o dużym ścinaniu, młyn koloidalny itp. Wysokiej jakości emulsja asfaltowa nadaje nawierzchni odporność na przecięcia, podatność na wilgoć, odporność na pękanie i zmęczenie.
Definicja emulsji
"Emulsja jest heterogenicznym systemem niestabilnym termodynamicznie, utworzonym przez co najmniej dwie niemieszające się fazy ciekłe, z których jedna jest rozproszona w drugiej w postaci małych kropel (kulek), których średnica jest zazwyczaj większa niż 0,1 µm. Taki system ma minimalną stabilność, którą można poprawić poprzez dodanie odpowiednich środków powierzchniowo czynnych, takich jak środki powierzchniowo czynne lub drobno podzielone". (Becher, P. Emulsja. Teoria i praktyka. 1961.)
Czym jest Bitum?
Bitum jest materiałem cementowym stosowanym w budownictwie jako spoiwo asfaltowe, które utrzymuje asfalt razem. Ma temperaturę topnienia 180ºC. Emulsje bitumiczne to ciemnobrązowa ciecz, która może być albo kationowa, gdzie emulsje mają krople, które niosą ładunek dodatni, albo anionowa, gdzie emulsje mają ujemnie naładowane krople.
Czym są pieczęcie w postaci gnojowicy?
Uszczelnienia przeciwwilgociowe to formuła wody, emulsji asfaltowej, kruszywa i dodatków do istniejącej nawierzchni asfaltowej. Uszczelnienie przeciwwilgociowe jest podobne do uszczelnienia przeciwmgielnego, z wyjątkiem uszczelnienia przeciwwilgociowego, w którym jako część mieszanki znajdują się agregaty. Polimer jest powszechnym dodatkiem poprawiającym właściwości emulsji asfaltowej. Ta połączona mieszanka emulsji i kruszyw stanowi tzw. gnojowicę w celu ochrony struktury chodnika i zapewnienia nowej nawierzchni jezdni.
Czym są Mgliste Pieczęcie?
Uszczelnienie przeciwmgielne odnosi się do zastosowania specjalnej emulsji asfaltowej do istniejącej nawierzchni asfaltowej. Emulsja do uszczelnienia przeciwmgielnego składa się z mieszaniny woda-olej, którą można łatwo rozpylić na istniejącą nawierzchnię, zwaną również "mgłą".
Czym są chip Seals?
Zastosowanie uszczelnienia układu scalonego obejmuje emulsję asfaltową, która zawiera kulki bruku asfaltowego, wodę, emulgator lub środek powierzchniowo czynny, polimer i często dodatek odmładzający. Uszczelnienia CHip są stosowane w dwuetapowym procesie, który obejmuje najpierw rozprowadzenie emulsji asfaltowej, a następnie warstwę małej kruszonej skały na istniejącą nawierzchnię asfaltową. Mała zmiażdżona skała nazywana jest również “chipy”co nadaje metodzie uszczelniania chipów nazwę.
Czym są pieczęcie Scrub Seals?
Uszczelnienie płuczki jest bardzo podobne do uszczelnienia wiórowego, gdzie emulsja asfaltowa i kruszony żwir są wykorzystywane do rekultywacji uszkodzonej nawierzchni asfaltowej. Jedyną różnicą jest metoda aplikacji: W celu zastosowania uszczelnienia płuczkowego emulsja asfaltowa jest nakładana za pomocą tzw. miotełek do płukania, które zapewniają, że emulsja asfaltowa przenika przez szczeliny w nawierzchni.
Czym są uszczelnienia przylądka?
Uszczelnienie typu "Cape" odnosi się do nałożenia uszczelnienia w postaci chipa lub peelingu z późniejszym nałożeniem uszczelnienia szlamowego lub mikrowykładziny w późniejszym terminie. Podczas gdy uszczelnienia wiórowe lub szorstkie uszczelniają i wiążą pęknięcia w istniejącej nawierzchni, kolejne uszczelnienie szlamowe lub mikrowykładzina poprawia zatrzymywanie wiórów i gładkość nawierzchni jezdni. Cape seal a re stosowany głównie jako przerywany obejście, stosowany w konstrukcjach asfaltowych, które wykazują tylko umiarkowany niepokój, lekkie koleiny lub ich brak, umiarkowane szerokości pęknięć. Uszczelnienie przylądka jest najczęściej stosowane jako środek zaradczy przedłużający żywotność chodnika do czasu przeprowadzenia rehabilitacji lub rekonstrukcji.
Co to jest mikrowykładzina?
Mikrowykładzanie jest zabiegiem porównywalnym z uszczelnieniem szlamowym. Do mikrowykładzania na powierzchnię asfaltobetonu nakłada się preparat składający się z wody, emulsji asfaltowej, kruszywa i dodatków chemicznych. Dodatki polimerowe stosowane są w celu poprawy właściwości mieszanki emulsji asfaltowej. Główna różnica między uszczelnieniem gnojowicy a mikrowykładziną polega na tym, jak się "łamią" lub twardnieją. Podczas gdy uszczelnienie szlamu wymaga, aby woda odparowała z emulsji asfaltowej po jej rozprowadzeniu, emulsja asfaltowa w powłoce mikrowarstwowej zawiera dodatki chemiczne, które pozwalają na jej pęknięcie bez uzależnienia od słońca lub ciepła w celu odparowania. To sprawia, że mikrowykładzina jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku mocno obciążonych dróg (krótki czas na przerwę) lub chłodniejszego klimatu.
Co jest przyczyną pogorszenia stanu zastawki brukowej?
Wraz z wiekiem chodnik zaczyna się pogarszać. Na to, jak szybko się rozpada, ma wpływ wiele czynników. Głównymi czynnikami są środowisko i natężenie ruchu. Światło słoneczne z czasem utlenia warstwę wierzchnią i powoduje, że staje się ona krucha. Jeżeli nawierzchnia jest zbyt krucha, to w wyniku powtarzających się dużych obciążeń ruchu drogowego na nawierzchnię zaczynają powstawać pęknięcia. Jeśli chodnik nie jest właściwie uszczelniony, woda deszczowa lub woda do nawadniania może przeniknąć do warstwy nośnej i uszkodzić integralność strukturalną chodnika. Woda może zepsuć lub zmyć spodnie warstwy nośne i spowodować, że chodnik nie wytrzyma braku podparcia.