Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Водобитумные эмульсии. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 128 9 10 11 12 > Следующая >>>

Характерной особенностью эмульсий первого типа является сравнительно быстрый распад на битум и воду при соприкосновении с материалами, что важно для поверхностной обработки.

Эмульсии второго типа разрушаются только после удаления из них воды, что является ценным свойством для составления битуминозных смесей.

Содержание эмульгатора в эмульсиях первого типа в большинстве случаев составляет 1÷3 %, в эмульсиях второго типа – до 10 %. Размеры частиц в эмульсиях первого типа около 1 микрона, а в эмульсиях второго типа – до 5 микронов.

От степени дисперсности и однородности частиц зависит стабильность эмульсии. Хорошая эмульсия под микроскопом представляет собой массу, состоящую из отдельных мелких частиц приблизительно одинакового размера (рис. 4.2, а). Эмульсии плохого качества или начавшие разрушаться содержат значительное количество крупных частиц и имеют под микроскопом совсем иной вид

(рис. 4.2, б) [11].

а б

Рис. 4.2 – Микрофотографии эмульсий

а) хорошая (равномерная) эмульсия; б) эмульсия низкого качества

Как видно из табл. 4.1, набор требований к свойствам битумных эмульсий в разных странах несколько различается. Так, морозостойкость эмульсий определяют только Германия и Великобритания, а устойчивость при транспортировании – Россия, видимо из-за со-

стояния дорог, по которым приходится доставлять готовую эмульсию

ных

Россия

(ГОСТ

Франция

1995,

Британия

ные,

ласс по скорости

ма

Однородность по

тума (остаток на

чивость при

Устойчивость при

Свойства битума,

выделенного из

от места приготовления до места укладки.

Таблица 4.1

Сравнение набора требований к свойствам битумных эмульсий в различных странах

Свойства битум

эмульсий

18659-

Класс по знаку заряда битумных капелек: анион катионные

К распада

Содержание биту или воды

Условная вязкость + + + + + Прочность сцепле-

ния пленки вяжущего со щебнем (водостойкость)

США

(ASTM D-977-91,

81)

D2397-94)

+ + + + +

+ + + + -

(NF Т

65-011)

Германия

(DIN

ч. 3)

(BS 434,

Ч. 1)

размеру частиц би-

сите)

Устой хранении

транспортировании

эмульсии Морозостойкость - - - + + Примечание. Знак «+» обозначает, что в данной стране существуют

требования, знак «-» – не существуют.

+ + + + +

+ - - - -

+ + - + -

Однородность эмульсии по размеру частиц битума не нормируется в Великобритании и Финляндии, а свойства битума, выделенного из эмульсии, – во Франции и Великобритании, очевидно по причине высокого качества применяемого для изготовления эмульсий битумного вяжущего.

В табл. 4.2 даны основные требования к битумным эмульсиям, предъявляемые в России (ГОСТ 18659–81) и в двух, отличающихся своим подходом к оценке качества эмульсий, странах – США и Франции. Остальные страны в той или иной мере используют эти два варианта в своих нормативах:

1. Б/р, с/р и м/р – соответственно быстро–, средне– и медленно

распадающиеся эмульсии.

2. Вязкость, выраженная в секундах истечения через отверстие

диаметром 3 мм.

3. Требования по вязкости для эмульсии марки CRS-1, приме-

няемой только для поверхностной обработки.

4. Индекс распада определяется во Франции для эмульсий разных типов по разным методикам. Для анионной эмульсии – это количество битума, оставшееся после промывки водой обработанного кремнеземистого (чаще кварца) материала. Для катионной эмульсии– это предельное количество минерального материала, которое может быть смешано с эмульсией.

5. Во Франции нормируется количество воды в эмульсии, а среднее количество битума указывается в марке эмульсии (например, ECR 69 – быстрораспадающаяся эмульсия с 69 % битума). В этой графе указаны пределы количества битума, взятые по маркам эмульсии.

6. Количество битума в менее вязких анионных эмульсиях (для марок с индексом 2) должно быть увеличено.

Эмульсии в табл.4.2 разделены по типам (анионная и катионная) и по скорости распада (быстро–, средне– и медленнораспадающиеся), кроме российского стандарта, где требования к эмульсиям не разделяются по их маркам, определяемым по смешиваемости эмульсий с минеральным материалом пористого и плотного гранулометрического состава. Для большей наглядности, чтобы можно было сравнить приблизительные вязкости эмульсий, величины вязкости, определяемые по методам Сейболт-Фурол (США) и Энглера (Франция), были представлены в привычных для России секундах истечения через отверстие диаметром 3 мм.

Таблица 4.2

Наименование

ной

и-

вязкость, с,

Сравнительная таблица основных требований к эмульсиям

Величина показателя в разных странах

США Франция

показателя

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Количество битума, %

при температуре:

25°С – – 61-69 61-69 61-69 61-69 55-

50°С 69-74 65-76 - - - - - - - - - - -

Индекс распада (IR)

для катионной

эмульсии

б/р с/р м/р б/р с/р м/р б/р с/р м/р б/р м/р

60 65 57 55 55 57

- - - - - - Не

для анионной

эмульсии

Для катион эмульсии

-69 60-69 55-

>55 55-

80-

140

100

для анионной эмульсии

50–

50-

55-

>0,5 0 - - -

Россия

(ГОСТ 18659-81)

для катион эмульсии

45–65 45–65

Для ан онной эмульсии

Не более 35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Сцепление с

сии

никания иглы

200

То же, для

каменным материалом (визуально)

Глубина про-

в битум (П

извлеченный из эмульсии при 25°С, 0,1 мм

битумов с индексом «h»

Продолжение табл. 4.2

- Удовлетвори-

тельное

- - Удовлетворительное

Определяется только

³90% - - - ³95% ³75%

³90%

для марок эмуль

(HF)

100-

100-250 100–

250

100–

200

100–

100-200 – – – – – Измерение

свойств (П25,

КиШ и Д25) не

должно превы-

шать 15% от ис-

ходного значения

- 40–90 40–90 - 40-90 40-90 – – – – –

Перерасчет проведен по приблизительному соотношению между различными шкалами. Однако следует подчеркнуть, что такой перерасчет может быть использован только для сравнительной оценки.

Анализ табл. 4.2 показывает, что в России для эмульсий с одинаковым с США и Францией количеством битума требования по вязкости гораздо ниже. В настоящее время новый ГОСТ [12] сблизил требования с зарубежными, но только в области катионных эмульсий, анионные же эмульсии по-прежнему предлагается производить более жидкие. Кроме того, в этом ГОСТе вязкость битума с эмульгатором (остаточного), извлеченного из эмульсий, выше соответствующего показателя США, где глубина проникания иглы остаточного битума в пределах (40÷90) × 0,1 мм дается только для эмульсий, приготовленных на твердых битумах (марки с индексом «h»).

Повышается ли качество эмульсионных смесей в результате повсеместного применения вязких (твердых) битумов? Скорее всего, не во всех случаях, а вот проблемы с приготовлением эмульсий возникают, так как не всегда на эмульсионных установках можно получить качественные эмульсии на более вязких битумах; кроме того, не учитывается, что вязкость вяжущего может повышаться в случае применения некоторых адгезионных добавок или модификаторов битума. Причем применение пластификаторов битума, которые часто рекомендуются для марок с индексом «h» в США, техническими условиями России не предусмотрено.

Требования французских норм по индексу распада IR битумных эмульсий, которые используют на некоторых российских эмульсионных установках, не дают четкой оценки скорости их распада. Они, во-первых, жестко привязаны к качеству используемого в лаборатории песка (как по гранулометрическому, так и минералогическому составу), а во-вторых, не имеют четких границ. Например, куда отнести эмульсию, распад которой попал в диапазон IR = 80÷100 (см. табл. 5.2). Это не учитывая того, что IR для катионных и анионных эмульсий определяется по различным методикам.

Предложенный в российском стандарте метод смешивания с минеральным материалом с различной пористостью также не лишен серьезных недостатков. Он не позволяет определить такую важную производственную характеристику эмульсии, как скорость ее распада.

А ведь эта характеристика определяет применимость битумной эмульсии в различных климатических, технологических и экс-

плуатационных условиях для производства того или иного вида до-

ния, так и после

Однородность эмульсии после

рожных работ.

4.3.1. Высококонцентрированные эмульсии

К высококонцентрированным эмульсиям обычно относят эмульсии с содержанием дисперсной фазы (битума) выше 74 % по объему.

Высококонцентрированные эмульсии в настоящее время не нашли отражения ни в каких нормативных документах.

Однако в 60–е годы ХХ века в России они применялись, хотя и не очень широко. Тем не менее, требования к ним были разработаны. Поскольку это единственный нормативный документ, то приводятся требования к ним по ВСН 25–63 [13], хотя они неполны и несовершенны (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Требования к высококонцентрированным эмульсиям (по ВСН 25-63) Свойства эмульсий Показатели свойств Содержание битума, % Не ниже 75 Разбавляемость водой как в про-

цессе приготовле охлаждения Полная

Однородная, на стеклянной палоч-

разбавления водой

Такой небольшой набор требований к высококонцентрированным эмульсиям можно объяснить тем, что они после разбавления водой до рабочей консистенции должны отвечать требованиям, предъявляемым к соответствующему типу и марке полученной эмульсии.

Поскольку такие эмульсии предназначены в основном для хранения или транспортирования на значительные расстояния, то логично предъявить к ним требования по устойчивости к хранению и транспортированию. Причем целесообразно подвергать их воздействию вибрации или хранению в высококонцентрированном состоянии,

ке не должно быть крупных частиц битума

а испытывать и предъявлять соответствующие требования в состоянии, разбавленном до рабочей концентрации.

Исследования, проводившиеся с такими эмульсиями в Росдорнии, показали, что в некоторых случаях высококонцентрированные эмульсии после длительного хранения в неблагоприятных погодных условиях или транспортирования по сельским дорогам превращались в неразбавляемую водой массу и уже не могли быть применены по назначению.

4.3.2. Обратные битумные эмульсии

Обратные (инвертные) битумные эмульсии за рубежом известны. Однако для дорожных работ они применяются мало, и поэтому нормативных требований к ним не предъявляется.

В России в ряде северных районов, таких как Мурманская область, эти эмульсии успешно используются чаще всего для чернения щебня.

В 60–е годы ХХ века эти эмульсии хорошо зарекомендовали себя для устройства поверхностной обработки во влажном и прохладном климате некоторых районов России. В этом случае применяли комплексную обработку обратной и прямой эмульсиями [14], поэтому технические требования к обратной эмульсии были разработаны еще в те годы (ВСН 25–63) [13].

Затем в 80–е годы эти требования нашли отражение в ведомственных технических условиях, разработанных для Мурманскавтодора

[15] (табл. 4.4).

Таблица 4.4

рхность щебня должна быть

отки

ется

% обнажения острых ребер и

женной на 1 с в эмульсию, не

должно быть заметных на глаз

Технические требования к обратным битумным эмульсиям

(по ТУ 218-3443222-01-89) Свойства эмульсии Показатели свойств Содержание вяжущего в эмуль-

сии, % Вязкость по стандартному виско-

зиметру с отверстием диаметром 5 мм при 60°С, с 35÷130

Способность обволакивать влажный щебень, активированный известью

Сцепление с влажным минеральным материалом

Однородность На стеклянной палочке, погру-

Устойчивость Эмульсия не должна расслаивать-

Примечание.По ВСН 25–63 вязкость эмульсии должна быть

близка к вязкости вяжущего, из которого готовят обратную эмульсию.

4.3.3. Эмульсии на твердых эмульгаторах

Эмульсии – пасты также известны в России с 60–х годов, когда были разработаны к ним первые технические требования (ВСН 25–63). Затем в Гипродорнии эти требования были усовершенствованы (ВСН 27–76 [16]). За рубежом эмульсии – пасты не нашли применения в дорожном строительстве.

Предъявляемые к битумным пастам технические требования представлены в табл. 4.5.

Пове сплошь покрыта пленкой вяжущего

Через 30 мин после обраб каменного материала при 30– минутном кипячении допуска

углов минерального материала

капель воды

ся в течение 7 сут.

70÷80

Таблица 4.5

го

Рассчитывается по

сти от типа смеси, для

которой применяется

метру с

отверстием диаметром

Консистенция смеси по

Однородность, % по

На второй день после

приготовления при

пропускании через

сито с размером ячеек

1мм остаток на сите не

евышать 2%

Расслаиваемость, % по

крытой таре паста

ность ее не должна

Требования к битумным пастам (эмульсиям на твердых эмульгаторах)

Свойства эмульсии

Содержание вяжуще (битума), %

Вязкость по стандартному вискози

по ВСН 25–63 По ВСН 27–76

Показатели свойств

40÷60

Не нормируется.

специальным коэффициентам в зависимо-

вяжущее – паста

5 мм при 20°С, с 3÷30

растеканию, см – Не более 14

массе

должен пр от взятой навески

массе – Не более 3 Устойчивость при хра-

нении

Коэффициент устойчивости при хранении – Не более 2

При хранении в за-

должна оставаться однородной, перемешиваться с водой без затруднений и однород-

превышать 4 %

–

Не более 5

–

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 128 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]