Ultradźwiękowe mieszanie odmładzaczy asfaltu
- Odnawiacze i odmładzacze asfaltu umożliwiają recykling istniejących nawierzchni asfaltowych poprzez zastosowanie środków odmładzających do materiału budowlanego.
- Dyspergatory ultradźwiękowe są potężną techniką mieszania nanocząstek i nano-kropel w emulsjach asfaltowych i bitumicznych.
- Ultradźwięki mocy są wykorzystywane do produkcji wysokowydajnych dodatków zapewniających długotrwałą trwałość nawierzchni.
renowacja asfaltu
Zwietrzały, wysuszony, starzejący się i popękany asfalt utracił swoje oryginalne oleje smołowe i został uszkodzony przez utlenianie, przez co na jego powierzchni pojawiają się pęknięcia, dziury i koleiny. Biorąc pod uwagę ogromną ilość asfaltu wykorzystywanego w budownictwie, renowacja i odmładzanie nawierzchni i innych konstrukcji asfaltowych jest ważnym sektorem, który pomaga oszczędzać zasoby i wydatki.
Istniejące konstrukcje asfaltowe, uszkodzone przez warunki pogodowe, wiek i obciążenie ruchem, można odnowić i odmłodzić poprzez zastosowanie uszczelnień mgłowych, uszczelnień szlamowych, uszczelnień wiórowych, uszczelnień szorujących, uszczelnień przylądkowych i innych środków odmładzających asfalt. Preparaty te składają się z mieszaniny wody, emulsji asfaltowej, kruszywa (drobnego żwiru, zwanego również wiórami), polimerów i nanododatków
Modyfikowane nawierzchnie asfaltowe, które zawierają pewne nanocząstki wzmacniające, wykazują pożądane właściwości termiczne, elektryczne i mechaniczne, a tym samym mają ulepszone funkcje. W celu obniżenia kosztów lepiszcza asfaltowego i utrzymania dróg oraz zwiększenia ich przyjazności dla środowiska, alternatywne technologie, takie jak ultradźwiękowo mieszane i funkcjonalizowane dodatki oraz nowe kompozyty asfaltowe, które mają zdolność do samonaprawy, są niezbędne do 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. Będąc stabilną dyspersją kropelek cementu asfaltowego w wodzie, emulsja asfaltowa może być pompowana, przechowywana i mieszana z kruszywem. Emulsja powinna szybko "pękać" w kontakcie z kruszywem podczas mieszania lub po natrysku. Rozpad polega na oddzieleniu wody od asfaltu. Po odparowaniu wody emulsja jest "utwardzona". Po rozbiciu, utwardzeniu i związaniu pozostałości asfaltu mają właściwości adhezyjne, trwałość i wodoodporność oryginalnego asfaltu bazowego.
Emulsyfikacja ultradźwiękowa umożliwia tworzenie wysokiej jakości emulsji asfaltowych
Technika emulgowania ultradźwiękowego jest kompatybilna z wieloma emulgatorami i środkami powierzchniowo czynnymi. Wybór emulgatora wpływa na charakterystykę wiązania emulsji asfaltowych, czyniąc je wolnowiążącymi, średniowiążącymi i szybkowiążącymi. Dodatki, modyfikatory, wypełniacze, włókna, gumy i inne składniki formuły można dodawać na różnych etapach procesu sonikacji – w zależności od składu i wymagań dotyczących mieszania określonych związków.
UIP4000hdT – Ultradźwiękowy mikser liniowy o mocy 4000 W
Klasa emulsji
Stopień emulsji emulsji asfaltowej i odmładzacza asfaltu jest ważnym czynnikiem, który określa prędkość rozpadu (szybkie, średnie lub wolne wiązanie). Rodzaj (jonowy / niejonowy) i stężenie środków emulgujących, a także specyfika formulacji, taka jak stosunek emulsji do ciał stałych, porowatość, wielkość cząstek i gradacja, wpływają na zachowanie wiązania. Ponieważ parametry emulgowania ultradźwiękowego można precyzyjnie kontrolować, wpływ sonikacji na emulsję można dostosować do docelowej jakości asfaltu. W przypadku emulsji mikronowych, submikronowych lub nanoemulsji, obróbka ultradźwiękowa zapewnia pełną kontrolę nad parametrami procesu.
reologia
Emulsje asfaltowe wykazują lepkość około 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 nakładane przy użyciu technik niskotemperaturowych, 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 na zimno wykorzystujące asfalty cięte. Na lepkość i reologię emulsji asfaltowych można wpływać i regulować stężenie emulgatora i energię wejściową podczas emulgowania ultradźwiękowego.
Zdolność penetracji
Zdolności penetracyjne środków odmładzających asfalt są kluczowe, ponieważ wysokowydajny środek odmładzający wnika w strukturę nawierzchni i uszczelnia ją. Wysokowydajny odmładzacz asfaltu, który jest w stanie wniknąć głęboko w lepiszcze asfaltowe (bitum), zwiększa elastyczność i odbudowuje od wewnątrz, dzięki czemu uzyskuje się samoregenerację nawierzchni. Przygotuj wysoce sfunkcjonalizowane emulsje asfaltowe tworzące submikronowe i nanometryczne kropelki za pomocą ultradźwięków!
dodatki
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, pękanie w niskich temperaturach, plastyczność i relaksacja naprężeń, temperatura mięknienia i penetracja, powinowactwo i stabilność z polimerami oraz odmładzanie starzonego asfaltu w mieszankach RAP/RAS (zregenerowana nawierzchnia asfaltowa (RAP) i gonty asfaltowe z recyklingu (RAS)). Dyspergatory ultradźwiękowe mieszają cząstki stałe i kropelki jako cząstki monodyspersyjne w emulsji asfaltowej. Ultradźwiękowa technologia mieszania i miksowania pozwala uzyskać wysokowydajne mieszanki asfaltowe!
partia główna
Ultradźwiękowa emulsyfikacja i dyspersja jest idealna do przygotowania głównych partii wysoko stężonych emulsji asfaltowych. Ultradźwiękowo przygotowane emulsje o wysokiej zawartości asfaltu (do 90%) rozcieńcza się później, aby osiągnąć stężenie 70% lub 60% w celu osiągnięcia pożądanego stosunku fazy wodnej do olejowej zgodnie z ostatecznym zastosowaniem.
UIP16000 – Moc ultradźwięków 16 kW na ultradźwiękową jednostkę mieszającą
Zalety ultradźwiękowych emulsji asfaltowych
Technologia mieszania ultradźwiękowego pozwala opracowywać i produkować preparaty odmładzające asfalt, które są łatwe w obsłudze, opłacalne i przyjazne dla środowiska. Potężna kawitacja ultradźwiękowa tworzy submikronowe i nano dyspersje i emulsje, które wykazują doskonałą przenikalność, wysoką wydajność i długotrwałą wytrzymałość.
Mieszaj emulsje i dyspersje do mieszanek asfaltowych za pomocą ultradźwięków o dużej mocy!
Dyspergator ultradźwiękowy dużej mocy do emulsji asfaltowych
Hielscher Ultrasonics produkuje i dostarcza mieszalniki ultradźwiękowe o dużej mocy do emulsji asfaltowych i bitumicznych. Przemysłowe dyspergatory ultradźwiękowe do emulgowania w linii otwierają możliwość przetwarzania szerokiej gamy emulsji asfaltowych i bitumicznych. Sonikacja pozwala na łatwe testowanie nowych preparatów, które są równomiernie emulgowane w celu uzyskania doskonałej stabilności i wydajności emulsji. Różne geometrie reaktora ultradźwiękowego i wkładki, takie jak Kawitator wielofazowy umożliwiają łatwe dostosowanie procesora ultradźwiękowego do konkretnego składu asfaltu lub bitumu.
Gruboziarnista mieszanka cieczy i ciał stałych jest podawana do dyspergatora ultradźwiękowego, gdzie obie fazy (woda + asfalt lub bitum + opcjonalne dodatki) są mielone na mokro i równomiernie mielone w wysoce stabilną zawiesinę koloidalną. Frezowanie ultradźwiękowe i dyspergowanie jest w stanie przetwarzać duże ilości w szybkim procesie.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
| 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!
Procesory ultradźwiękowe o dużej mocy od skali laboratoryjnej do pilotażowej i przemysłowej.
Literatura/Referencje
- Wang, H.; Yang, J.; Gong, M. (2016): Charakterystyka reologiczna lepiszczy asfaltowych i mieszanek modyfikowanych nanorurkami węglowymi. RILEM Conference Papers 2016.
- Ronald, M.; Pumarejo Luis, F. (2016): Formulacja emulsji asfaltowych: Aktualny stan wiedzy i zależność składu od właściwości emulsji. Construction and Building Materials 123, 2016. 162-173.
Fakty, które warto znać
Co to jest emulsja asfaltowa?
Emulsja asfaltowa to mieszanina wody i asfaltu. Ponieważ asfalt jest oleistym, hydrofobowym związkiem, nie można go mieszać z wodą. Poprzez dodanie do wody środka powierzchniowo czynnego, znanego również jako emulgator, środek powierzchniowo czynny, środek emulgujący, stabilizator) przed lub w trakcie dodawania asfaltu, asfalt i woda stają się mieszalne. Dodatek środka powierzchniowo czynnego ułatwia dyspersję cząstek asfaltu w fazie wodnej (wodzie) i utrzymuje je w zawiesinie. Aby wymieszać asfalt w postaci małych cząstek w zawiesinie, stosuje się sprzęt do mechanicznego mieszania ścinającego (np. mieszalnik ultradźwiękowy, mieszalnik wysokoobrotowy, młyn koloidalny itp. Wysokiej jakości emulsja asfaltowa zapewnia nawierzchni odporność na koleinowanie, podatność na wilgoć, odporność na pękanie i wytrzymałość zmęczeniową.
Definicja emulsji
"Emulsja jest heterogenicznym układem termodynamicznie niestabilnym utworzonym przez co najmniej dwie niemieszające się fazy ciekłe, gdzie jedna jest zdyspergowana w drugiej w postaci małych kropelek (kulek), których średnica jest zwykle większa niż 0,1 µm. Taki system ma minimalną stabilność, którą można poprawić poprzez dodanie odpowiednich środków, takich jak środki powierzchniowo czynne lub drobno podzielone ciało stałe". (Becher, P. Emulsja. Teoria i praktyka. 1961.)
Czym jest bitum?
Bitum jest materiałem cementowym stosowanym w budownictwie jako spoiwo asfaltowe, które utrzymuje asfalt razem. Jego temperatura topnienia wynosi 180ºC. Emulsje bitumiczne są ciemnobrązową cieczą, która może być kationowa, gdzie emulsje mają kropelki naładowane dodatnio, lub anionowa, gdzie emulsje mają ujemnie naładowane kropelki.
Czym są uszczelki szczelinowe?
Uszczelnienia typu slurry seal to mieszanka wody, emulsji asfaltowej, kruszywa i dodatków do istniejącej nawierzchni asfaltowej. Uszczelnienie typu slurry seal jest podobne do uszczelnienia typu fog seal, z wyjątkiem tego, że uszczelnienie typu slurry seal zawiera kruszywo jako część mieszanki. Polimer jest powszechnym dodatkiem, który poprawia właściwości emulsji asfaltowej. Ta połączona mieszanina emulsji i kruszywa jest tak zwaną zawiesiną w celu ochrony podstawowej struktury nawierzchni i zapewnienia nowej nawierzchni jezdni.
Czym są uszczelki przeciwmgielne?
Uszczelnianie przeciwmgielne odnosi się do nakładania specjalnie opracowanej emulsji asfaltowej na istniejącą nawierzchnię asfaltową. Emulsja do uszczelniania przeciwmgielnego składa się z mieszaniny wody i oleju, którą można łatwo rozpylić na istniejącą nawierzchnię, znaną również jako "zamgławianie".
Co to są Chip Seals?
Nakładanie uszczelnienia wiórowego obejmuje emulsję asfaltową, która zawiera kuleczki asfaltu, wodę, środek emulgujący lub środek powierzchniowo czynny, polimer i często dodatek odmładzający. Uszczelnienia CHip Seals są nakładane w dwuetapowym procesie, który obejmuje najpierw rozprowadzenie emulsji asfaltowej, a następnie warstwę drobnych pokruszonych skał na istniejącej nawierzchni asfaltowej. Drobny kruszony kamień jest również nazywany “żetony”, od którego pochodzi nazwa metody uszczelniania wiórów.
Czym są uszczelki Scrub Seals?
Zabieg scrub seal jest bardzo podobny do uszczelniania wiórami, w którym emulsja asfaltowa i pokruszony żwir są używane do rehabilitacji uszkodzonej nawierzchni asfaltowej. Jedyną różnicą jest metoda aplikacji: W przypadku scrub seal emulsja asfaltowa jest nakładana za pomocą tak zwanych mioteł do szorowania, które zapewniają, że emulsja asfaltowa wnika w pęknięcia nawierzchni.
Czym są foki przylądkowe?
Uszczelnianie przylgowe odnosi się do zastosowania uszczelnienia wiórowego lub szorstkiego z późniejszym zastosowaniem uszczelnienia szlamowego lub mikronawierzchni w późniejszym terminie. Podczas gdy uszczelnienia typu chip lub scrub seal uszczelniają i łączą pęknięcia w istniejącej nawierzchni, późniejsze uszczelnienie typu slurry seal lub microsurfacing poprawia retencję wiórów i gładkość powierzchni jezdni. Uszczelnienia przylgowe są najczęściej stosowane jako przerywane obejście, stosowane w przypadku konstrukcji asfaltowych, które wykazują jedynie umiarkowane uszkodzenia, niewielkie koleiny lub ich brak, umiarkowaną szerokość pęknięć. Uszczelnianie przylgowe jest najczęściej stosowane jako środek zaradczy w celu przedłużenia żywotności nawierzchni do czasu przeprowadzenia remontu lub przebudowy.
Co to jest Microsurfacing?
Microsurfacing jest zabiegiem porównywalnym do uszczelnienia typu slurry seal. W przypadku mikrodywaników na powierzchnię nawierzchni z betonu asfaltowego nakłada się preparat składający się z wody, emulsji asfaltowej, kruszywa i dodatków chemicznych. Dodatki polimerowe są stosowane w celu poprawy właściwości mieszanki emulsji asfaltowej. Główną różnicą między uszczelnianiem szczelinowym a mikrodywanikami jest sposób ich "łamania" lub utwardzania. Podczas gdy uszczelnienie typu slurry wymaga odparowania wody z emulsji asfaltowej po jej rozprowadzeniu, emulsja asfaltowa w powłoce microsurfacing zawiera dodatki chemiczne, które pozwalają jej pękać bez uzależnienia od słońca lub ciepła w celu odparowania. To sprawia, że mikronakładanie nawierzchni jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku intensywnie użytkowanych dróg (krótki czas do zerwania) lub chłodniejszego klimatu.
Co powoduje pogorszenie stanu nawierzchni?
Wraz z wiekiem nawierzchnia zaczyna się pogarszać. Na szybkość jej niszczenia wpływa wiele czynników. Podstawowymi czynnikami są środowisko i obciążenie ruchem. Światło słoneczne z czasem utlenia warstwę wierzchnią i powoduje, że staje się ona krucha. Jeśli nawierzchnia jest zbyt krucha, zaczynają powstawać na niej pęknięcia wynikające z dużego obciążenia ruchem drogowym. Jeśli nawierzchnia nie jest odpowiednio uszczelniona, woda deszczowa lub woda do nawadniania może przeniknąć przez pęknięcia do warstwy bazowej i uszkodzić integralność strukturalną nawierzchni. Woda może erodować lub zmywać leżące poniżej warstwy bazowe i spowodować uszkodzenie nawierzchni z powodu braku podparcia.