What is emulsion bitumen
Emulsin bitumen
Emulsion bitumen is literally a mixture of two immiscible liquids, one of which is dispersed in the other and inseparable from each other.
Emulsion bitumen is a mixture of bitumen and water with an emulsifying substance. Bitumen emulsifying agent is a substance that prevents bitumen particles from sticking to each other in water and causes bitumen to disperse completely in water.
In this way, the emulsifying molecules surround the bitumen molecules and prevent the bitumen particles from accumulating and re-adhering to each other, and these particles are surrounded by water.
Since the provision of bitumen heating facilities and devices in remote areas is neither possible nor cost-effective, asphalt specialists tried to implement a kind of use of cold bitumen in road construction.
With the advent of bitumen emulsion, not only was it practically possible to use bitumen in the cold, but there was no defect in the use of mixed bitumen in this case.
History of making emulsion bitumen
Emulsin bitumen
This type was first patented by Hugh Allen Mackey in 1922. At a time when the automotive industry was booming and many roads were being built, this product caused a great revolution in the road construction industry.
Emulsion bitumen production in France, known as the birthplace of this technology, increased from 10,000 tons in 1923 to 300,000 tons during World War II and to 1.2 million tons in 1970.
Today, 30% of French roads are made of emulsion bitumen and are still under construction around the world. Most of the bitumens used in road construction are cool and are at normal temperature and in a paste state.
Therefore, in paved asphalt operations, they must first be liquefied with the help of heat and then a thin layer of them must be spread on the road surface.
Types of bitumen emulsifiers
Emulsin bitumen
Emulsifying agents include colloidal mineral emulsifiers such as bentonite soil “emulsion fire” and chemical emulsifiers such as soap.
Mineral emulsifiers such as “Emulsion Fire” bentonite are more resistant to chemical conditions than chemical emulsifiers.
In addition, the bentonite mineral emulsifier is more resistant to ultraviolet radiation than the chemical emulsifier.
Emulsion bitumen production method
To prepare emulsion bitumen, devices are known as fast rotating devices.
Water, molten bitumen and emulsifying agent in these devices are placed between the plates that rotate at high speed and the bitumen is dispersed due to dispersion in water due to the centrifugal force produced by the rotating plates.
The speed of the rotating plates is usually 3000 rpm, but this type can also be produced by low speed mixers, but in these cases a strong emulsifier must be used as well as bitumen that has a low melting point. Usually the amount of bitumen in the emulsion bitumen is about 50% and the amount of emulsifier used in this type varies from one hundred percent to five percent.
Reasons to use emulsion
Bitumen has applications such as adhesion between layers, sealing, protection against weather conditions and corrosion, and maintenance and repair of concrete, asphalt and metal surfaces.
For this purpose, the quality characteristics of bitumen should be improved and liquefied for use, which increased the benefits of bitumen by producing this type of bitumen. The advantages of bitumen emulsion are:
More reasonable price compared to soluble bitumen due to the use of water instead of oil, no need to heat during unloading, loading and distribution
Adhesion properties of rock material and its
Increased application speed due to the evaporation rate of water in bitumen compared to petroleum solvent
Climatic conditions during work (choice of bitumen type, equipment, working method and mixing plan depends on weather conditions during work)
Available tools and equipment
Reduce environmental pollution due to evaporation of oil in soluble bitumen or when heating it
Possibility to increase the quality of bitumen such as adhesion and viscosity according to the production process, which allows improving the properties of bitumen.
Ability to produce different types of emulsions with different percentages of bitumen for storage purposes such as cold ready mix and cold sealant
Type of stone material used
applications
At present, the desired gluing is used in all hot and cold asphalt works, soil stabilization, types of protective asphalt and surface coating. Other applications are as follows:
Bitumen spraying
Mixed asphalt in place
Sealing with stone material
Filling the cracks
One-layer surface asphalt
Hot asphalt mixtures
Mulching
Protective and sealing asphalts
Cold asphalt mixtures
Dust Address
Multilayer surface asphalt
Penetration coating for permeable surfaces
Surface coverage
Sealing with sand
Repairs and staining
Stone-free surface coating
Reasons for choosing and using emulsion bitumen
The scope of application of this bitumen is more than ordinary bitumen because in all places of application of soluble bitumen, this type can also be used. There are also other cases where only emulsion bitumen can be used, so cases There are certain cases where it is not possible to use soluble bitumen.
Of course, this does not mean that they can be used without checking and randomly, but their useful, effective and acceptable use requires the selection of emulsion bitumen appropriate to the working conditions.
In selecting, first of all, the type of execution operation used for this emulsion bitumen should be considered and after determining the type of execution operation, other project variables should also be considered.
[:fa]
قیر امولسیون چیست؟
قیر امولسیون در لغت به مخلوطی از دو مایع غیر قابل امتزاج که یکی از آنها در دیگری پراکنده شده باشد و از یکدیگر جدا نشدنی باشند ، امولسیون گفته می شود.
قیر امولسیون مخلوطی از قیر و آب با یک ماده امولسیون کننده است. عامل امولسیون کننده قیر ماده ای است که از چسبیدن ذرات قیر به یکدیگر در آب جلوگیری می کند و باعث می شود قیر به طور کامل در آب پراکنده شود.
به این ترتیب مولکولهای امولسیون کننده مولکولهای قیر را احاطه کرده و از تجمع و چسبیدن مجدد ذرات قیر به یکدیگر جلوگیری کرده و این ذرات توسط آب احاطه می شوند.
از آنجا که تهیه تأسیسات و دستگاه های گرمایش قیر در مناطق دور افتاده نه امکان پذیر است و نه مقرون به صرفه ، متخصصان آسفالت سعی کردند به نوعی استفاده از قیر سرد در راه سازی را اجرا کنند.
با ظهور امولسیون قیر ، نه تنها استفاده از قیر در سرما عملا امکان پذیر بود ، بلکه نقص در استفاده از قیرهای مخلوط در این مورد مشاهده نشد.
تاریخچه ساخت
این نوع برای اولین بار توسط هیو آلن مکی در سال 1922 ثبت اختراع شد. در آن دوران که صنعت خودروسازی در حال رونق بود و جاده های زیادی در حال ساخت بود این محصول سبب شد انقلاب بزرگی در صنعت راه سازی صورت بگیرد .
تولید این نوع قیر در فرانسه که به عنوان مهد این فناوری شناخته می شود ، از 10 هزار تن در سال 1923 به 300 هزار تن در طول جنگ جهانی دوم و در سال 1970 به 1 میلیون و 200 هزار تن افزایش یافت.
امروزه 30٪ از جاده های فرانسه از قیر امولسیون ساخته شده و همچنان هم در سراسر جهان در حال ساخت است. بیشتر قیرهای مورد استفاده در راه سازی خنک هستند و در دمای طبیعی و در حالت خمیری می باشند .
بنابراین در عملیات آسفالت پوششی ابتدا باید آنها را با کمک گرما به مایع تبدیل کرد و سپس لایه نازکی از آنها را روی سطح جاده پخش کرد.
انواع امولسیون کننده قیر
عوامل امولسیون کننده شامل امولسیون کننده های معدنی کلوئیدی مانند خاک بنتونیت ” امولسیون فایر” و امولسیون کننده های شیمیایی مانند صابون است.
امولسیون کننده های معدنی مانند بنتونیت “Emulsion Fire” نسبت به امولسیون کننده های شیمیایی در برابر شرایط جوی مقاوم است.
علاوه بر این ، امولسیون کننده معدنی بنتونیت نسبت به امولسیون کننده شیمیایی در برابر اشعه ماورا بنفش مقاومت بیشتری دارد.
شیوه تولید قیر امولسیون
برای تهیه قیر امولسیون از دستگاههایی استفاده می شود که به عنوان دستگاههای چرخان سریع شناخته می شوند.
آب ، قیر مذاب و عامل امولسیون کننده در این دستگاهها بین صفحاتی قرار می گیرد که با سرعت زیاد می چرخند و قیر در اثر پراکنده شدن در آب به دلیل نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط صفحات چرخان ، پخش می شود.
سرعت صفحات چرخان معمولاً 3000 دور در دقیقه است ، اما این نوع نیز می تواند توسط میکسرهای سرعت پایین تولید شود ، اما در این موارد باید از یک ماده امولسیون کننده قوی و همچنین قیری که در نقطه ذوب پایینی دارد ، استفاده کرد. معمولاً مقدار قیر در قیر امولسیون حدود 50٪ و مقدار ماده امولسیون کننده استفاده شده در این نوع از یک صدم درصد تا پنج درصد متغیر است.
دلایل استفاده از امولسیون
قیر دارای کاربردهایی مانند چسبندگی بین لایه ها ، آب بندی ، محافظت در برابر شرایط جوی و خوردگی و نگهداری و ترمیم بتن ، آسفالت و سطوح فلزی است.
برای این منظور ، مشخصات کیفی قیر باید بهبود یابد و برای استفاده مایع شود که با تولید این نوع قیر مزایای زیادی به قیر افزوده شد. مزایای قیر امولسیون عبارتند از:
- قیمت مناسب تر در مقایسه با قیر محلول به دلیل استفاده از آب به جای نفت ، عدم نیاز به گرم شدن هنگام تخلیه ، بارگیری و توزیع
- خواص چسبندگی مواد سنگی و آن
- افزایش سرعت کاربرد به دلیل سرعت تبخیر آب در قیر نسبت به حلال نفت
- شرایط آب و هوایی در حین کار (انتخاب نوع قیر ، تجهیزات ، روش کار و طرح اختلاط بستگی به شرایط آب و هوایی در حین کار دارد)
- ابزار و تجهیزات موجود
- کاهش آلودگی محیط زیست به دلیل تبخیر نفت در قیر محلول یا هنگام گرم کردن آن
- امکان افزایش کیفیت قیر مانند چسبندگی و گرانروی با توجه به فرآیند تولید ، که امکان بهبود ویژگی های قیر را فراهم می کند.
- امکان تولید انواع مختلف امولسیونی با درصدهای مختلف قیر برای اهداف ذخیره سازی مانند مخلوط آماده سرد و درزگیر سرد
- نوع مواد سنگی مورد استفاده
کاربردها
در حال حاضر از جسب کاری مورد نظر در کلیه کارهای آسفالت گرم و سرد ، تثبیت خاک ، انواع آسفالت محافظ و پوشش سطحی استفاده می شود. کاربردهای دیگر به شرح زیر است:
- قیر پاشی
- آسفالت مخلوط در محل
- آب بندی با مواد سنگی
- پر كردن ترك ها
- آسفالت سطحی یک لایه ای
- مخلوط های آسفالت گرم
- مالچ پاشی
- آسفالتهای محافظ و آب بندی
- مخلوط های آسفالت سرد
- غبار نشانی
- آسفالت سطحی چند لایه ای
- پوشش نفوذ برای سطوح نفوذ پذیر
- پوشش سطح
- آب بندی با شن و ماسه
- تعمیرات و لکه گیری
- پوشش سطح بدون سنگ
دلایل انتخاب و مصرف قیر امولسیون
دامنه ی کاربرد استفاده ازاین قیر نسبت به قیر معمولی بیش تر است زیرا در تمام محل های کاربرد قیر محلول ، می توان از این نوع هم استفاده کرد همچنین از موارد دیگری هم وجود دارد که فقط از قیر امولسیون می توان استفاده کرد ، پس بنابراین موارد خاصی وجود دارد که استفاده از قیر محلول امکان پذیر نیست.
البته این بدان معنا نیست که می توان بدون بررسی و به طور تصادفی استفاده کرد ، اما استفاده مفید ، موثر و قابل قبول آنها مستلزم انتخاب قیر امولسیون متناسب با شرایط کار است.
در انتخاب ، اول از همه ، نوع عملیات اجرایی مورد استفاده از این قیر امولسیون باید در نظر گرفته شود و پس از تعیین نوع عملیات اجرایی ، سایر متغیرهای پروژه نیز باید در نظر گرفته شود.
[:]