Битумная эмульсия: дорожный праймер для асфальтовой крошки

Битумная эмульсия – очередной шаг в развитии производства битумно-строительных покрытий. После простого битума и рубероида битумно-эмульсионный состав позволяет уменьшить расход гудрона, получаемого из нефти, на один и тот же вид и объём работ.

Что это такое?

Перед приобретением битумной эмульсии любая фирма-распространитель предложит ознакомиться с особенностями и правилами применения данного стройматериала. Битумно-эмульсионный состав – это смесь из битума, воды и реагента, стимулирующего образование капельной структуры при встряхивании перед использованием. Этот реагент ответственен за устойчивость капельно-жидкостной структуры, без которой не обходится ни одна эмульсия как таковая.

Битум – одновременно и основная среда, и её фазовое состояние. Проще говоря, жидкость принимает вид «масла в воде» или «воды в масле». Чем больше (или меньше) присутствует эмульгатора, тем очевиднее проявление разных состояний жидкости.

Битумоэмульсия неизменна в объёме – при изменении температуры хранения, например, при 0 и при +25 градусах. Нанося эмульсионную смесь на подготовленную к работе поверхность, рабочие сталкиваются с чувствительностью этого стройматериала к состоянию рабочей зоны. После покрытия эмульсия расслаивается на воду и битум. Вода постепенно испаряется, а битум остаётся и затвердевает. Это даёт возможность равномерно покрыть, например, фундамент по периметру, где планируется возведение стен, чтобы отгородить пено-/газоблоки каждой стены от влаги плит или ленточной структуры железобетона, не применяя рубероид и не разогревая обычный битум.

Второе название БЭ – эмульсионный праймер.

Технические характеристики

Битумный эмульсионный состав используется в дорожно-строительных отраслях. Он относится к эмульсиям прямого смешения (так называемое масло в воде). В этой эмульсии битум в количестве от 30 до 70% равномерно взвешен во всей толще воды, частицы битума – микроскопические по размеру. Эмульсии обратного типа – так называемая вода в масле – содержат взвешенные в битуме частицы воды. Процентное содержание битума составляет 70-80%. Полный состав эмульсии предусматривает наличие воды, эмульгатора, стабилизирующей присадки и кислоты.

Для изготовления битумной эмульсии используют битум марок БНД 90/130, БНД 130/200 и похожие составы. Как следует из формулировки, битум является дорожным. Вместо простого дорожного битума может применяться полимерно-битумная присадка связующего действия. Сцепление данной присадки лучше, чем у простой смолы. Вода высококачественно очищается – битумоэмульсия не должна содержать никаких посторонних примесей. Задачей же эмульгатора является препятствование распаду эмульсионной структуры, без чего фракция не даст стопроцентной отдачи.

В виде присадок используют катионные и анионные поверхностно-активные вещества. Соответственно, эмульсия окажется анионной или катионной битумной. Вместо поверхностно-активных веществ также используются минеральные добавки, например, глина, оксиды металлов, соли в виде карбонатов и сульфатов, а также сажа или цемент. В качестве стабилизирующей присадки применяют водный раствор хлорида кальция или иные хорошо растворимые соли, в полной мере проявляющие себя только в эмульсиях катионного состава. В качестве кислоты применяется соляная, уксусная или ортофосфорная – кислая среда продлевает стабильное состояние эмульсии без повторного перемешивания состава.

Чтобы данный стройматериал стал более жидким, в него целесообразно добавить органический растворитель и жидкий пластик.

Технология производства

Современная технология производства битумной эмульсии предусматривает наличие модифицирующих добавок, улучшающих её свойства, ведь «эмульсионка» состоит не только из битумной фракции и воды. К типовым добавкам относятся латекс, полиэтилен, эпоксидный наполнитель, искусственный каучук/смола и т. д. Изменение состава битумной эмульсии на производстве проводится двумя способами:

изменяющая свойства состава добавка вводится в водную фазу самой эмульсии либо на стадии её приготовления;
эмульгатор вводится в уже изменённый битум.

Технологический процесс выпуска битума с эмульгаторами заключается в следующем. Эмульсионная установка обладает прерывистым или непрерывным принципом работы. При прерывистой работе весь процесс контролируется с пульта, которым управляет мастер. Непрерывный принцип предусматривает полу/полностью автоматический процесс без существенного вмешательства со стороны рабочего персонала. Основным исполнительным механизмом здесь служит коллоидная дробилка. Она осуществляет добавление битумных частиц в заранее очищенную воду. Затем битум перемешивается с водой до тех пор, пока состав не станет однородным.

В процессе перемешивания битум разогревается до 160 градусов. Водяная фаза разогревается до 70. Именно при такой разнице температур эмульсия принимает свою первоначальную консистенцию. Состав этот не хранится более 2 месяцев. Температура воздуха на складе – не менее 5 градусов тепла. Перевозят состав посредством металлических цистерн, бочек, автоматических перемешивающих установок, вмонтированных в цистерну.

Классификация

Составы эти классифицируются на основе скорости распада смеси. Храниться вечно (годами и десятилетиями) эмульсионный состав не может – он подвергается расслоению, слёживанию, подобно залежавшейся масляной краске. Эмульгаторы, включённые в битумно-водяную фракцию в качестве основных присадок, обладают разным качеством, свойствами, характеристиками, объёмом. Влажность в помещении и температура воздуха – не последние факторы, подстёгивающие процесс распада. Распад эмульсии оценивается распадным индексом.

По нему этот состав характеризуется следующим образом:

быстрораспадающийся – отделение воды сразу же при покрывании стройматериалом подготовленной для покраски и пропитки поверхности;
среднераспадающийся – состав разделяется на две обособленные среды после смешивания с каменной структурой;
медленнораспадающийся – слёживание битума осуществляется лишь после прикосновения (и впитывания) в структуру камня большой площади.

Это наиболее высокостабильная эмульсия.

По составу эмульгирующей присадки битумные эмульсии подразделяются на катионные, анионные и неионогенные. В пастообразных «эмульсионках» применяют минералы, в полимерсодержащих – латекс и иные высокомолекулярные углеводороды. В полимерных могут использовать, например, латекс. Различие по заряду частиц ПАВ: «эмульсионка» может быть положительной (катионной) и отрицательной (анионной).

Отталкивание (согласно законам электростатики) одинаковых по знаку заряженных частиц ускоряет осаждение битума и отделение воды. Катионные эмульсионные составы хорошо сочетаются с большинством добавок и присадок. Попадая на минеральную поверхность (камень, кирпич, бетон и т. д.), состав отделяет воду – битум прилипает к окрашиваемой поверхности. Данное явление именуется распадом эмульсии. У катионных эмульсий выделение битума осуществляется из-за реагирования с материалом покрываемой поверхности, у анионных – за счёт немедленного испарения воды.

По скорости распада состава и ионного действия данный стройматериал маркируют следующим образом.

ЭБА-1

Анионный состав с быстрым распадом. Применяют для ухода за недавно уложенным цементобетоном и цементогрунтом. Второе применение – подгрунтовка, а также закрепление поверхностей откосов грунта, некоторые виды поверхностной обработки.

ЭБА-2

Данный состав, будучи среднеразлагающимся, нашёл применение для подготовки чёрного (забитумированного) щебня, обработки высокопористых смесей, изготовленных на основе карбонатов. Дорожная основа под полотно пропитывается с помощью этого состава.

ЭБА-3

Состав ЭБА-3, разлагающийся на воду и битум в замедленном темпе, применяется для подготовки особо плотных эмульсионно-минеральных стройматериалов. В состав подмешивают до 2% извёстки или до 3% цемента. Хорошо подходит для закрепления подвижного песка, избавления поверхностей от цементной пыли, а также закрепления верхнего слоя грунта на землеполотне обрабатываемой территории.

Чем отличается от битума?

Битум – просто вяжуще-пропитывающий материал. Наносится преимущественно горячим, в расплавленном виде. Недостаток – при неспешном нанесении больше одной минуты может отслоиться, даже когда поверхность матовая и зернистая. Битумная эмульсия лишена такой способности: она приведена в удобоиспользуемое состояние при помощи воды и минерально-органических присадок, и в процессе покрытия подготовленной к работе поверхности особая спешка не требуется.

Чистый битум для применения по назначению необходимо подогреть до 100 или более градусов. Он применяется в расплавленном состоянии для проливки дороги под новое асфальтовое покрытие, гидроизоляции стен от фундамента (в составе рубероида). Растворение битума в бензине, керосине, лигроине переводит его в жидкое состояние. Эмульгирование в воде при помощи эмульгаторов также способно превратить его в жидкий материал, годящийся для покрытия кровли изнутри и других конструкций, нуждающихся в защите от влаги. При 30 градусах растворённый таким образом битум сохранит жидкое состояние.

Энергозатраты на подготовку и расходование эмульгированного битумного состава до 50% меньше – ему не требуется подогрев и расплавление.

Он, в отличие от простого битумного состава, наносится на предназначенные для этого поверхности даже во влажную, сырую погоду. Испарения «эмульсионки» как минимум в несколько раз меньше, чем от расплава чистого битумного состава. Набор прочности холодного асфальта – смеси песка, камешков и битумной эмульсии (либо органораствора на его основе) – осуществляется не при остывании только что уложенного покрытия, а за счёт улетучивания лёгких нефтефракций. То, что осталось, надёжно спрессовывается под обувью прохожих и колёсами машин.

Область применения

БЭ применяется в таких областях.

Для связывания асфальтовой крошки, щебня, песка и других добавок в дорожное покрытие. Это одна из технологий истинно холодного асфальтирования.
При покрытии стен, фундаментов, отмостки, стальных несущих конструкций (опор). После испарения воды состав в течение многих лет защищает все эти поверхности от влаги.
В качестве гидроизолирующей прослойки для гидротехники и подземки.
Для стягивания и удержания грунта и песка. Также проводят обеспыливание дорог и площадок. Перед укладкой асфальта на щебёночную подушку наносятся битумсодержащие смеси.
Для частичного ремонта проходных и подъездных путей разного назначения, стояночных площадок. Пример – проливка трещин на дорогах.

Все эти области использования охватывают строительство и ремонт дорог и зданий.

Порядок использования

Наносить БЭ рекомендуют по следующей схеме.

Удаляются грязь и остатки устаревшего, облупленного покрытия с обслуживаемой поверхности.
Треснувшие и сколотые места с зазорами от 3 мм выравнивают при помощи прогрунтовывания.
Острые углы сглаживают, закругляют, затем обезжиривают при помощи органического растворителя.
Покрывают подготовленную поверхность праймером (предварительно наносимым составом). Время высыхания – 1-2 часа.
Наносят первый слой БЭ, затем – второй. В норме – не ранее, чем через 5 ч, именно за такое время покрытие сохнет (лишается воды). Для ускорения работы используют специальный распылитель.