с какими горными породами активно взаимодействуют катионные битумные эмульсии
С какими горными породами активно взаимодействуют катионные битумные эмульсии
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ КАТИОННЫХ
БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
1. РАЗРАБОТАНЫ ОАО «Воронежавтодор».
Рекомендации разработаны коллективом авторов в составе канд. техн. наук В.И.Алферова (научный руководитель работы), канд. техн. наук Н.И.Паневина (ОАО «Воронежавтодор»), д-ра техн. наук В.П.Подольского (ВГАСУ), канд. техн. наук А.А.Ронова (ООО «Агримэкс»).
2. ВНЕСЕНЫ Управлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве.
Настоящие методические рекомендации по применению катионных битумных эмульсий (далее Рекомендации) разработаны по заданию Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта России.
Рекомендации могут быть использованы в практической деятельности федеральных и территориальных органов управления дорожного хозяйства, дирекций строящихся дорог, проектных и подрядных производственных организаций.
Основным достоинством дорожных битумных эмульсий по сравнению с обычными битумами является возможность их применения при повышенной влажности, пониженной температуре окружающего воздуха, при одновременной экономии битума. Эмульсии, особенно прямые, обладают значительно меньшей вязкостью по сравнению с битумом, что позволяет производить дорожные работы холодным способом, исключающим подогрев каменного материала, эмульсии и смесей на их основе.
Особенно важно, что эмульсии позволяют работать в таких неблагоприятных погодных условиях, когда даже в присутствии поверхностно-активных добавок невозможно добиться необходимого качества работ с использованием горячих смесей.
Многочисленные технологии дорожного строительства с использованием битумных эмульсий, успешно применяемые за рубежом десятилетиями, постепенно пробивают себе дорогу и в России. Никого не удивить эмульсионной подгрунтовкой перед нанесением слоя асфальтобетона, поверхностной обработкой (чип сил), ямочным ремонтом инжекторным методом. В стране находится уже около 20 сларри-машин, половина из которых успешно работает. Начато применение битумных эмульсий для укрепления оснований дорог, обработки трещин в дорожных покрытиях, холодного ресайклинга, приготовления холодных эмульсионно-минеральных смесей. Зачастую по этим видам работ не существует глубоко проработанной методики на русском языке и официальной нормативно-технической документации, многие виды работ выполняются на ощупь без необходимых предварительных исследований.
Результаты теоретических исследований и практического использования битумных эмульсий показывают, что наибольший эффект достигается при применении катионных битумных эмульсий.
Рекомендации содержат сведения о технологиях приготовления и использования катионных битумных эмульсий при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.3. Настоящие рекомендации распространяются на приготовление и использование катионоактивных битумных эмульсий классов ЭБК-1, ЭБК-2, ЭБК-3 и полимермодифицированных эмульсий этих же классов (ЭБПК-1, ЭБПК-2, ЭБПК-3) по ГОСТ 18659.
1.4. По характеру взаимодействия с минеральными материалами битумные дорожные эмульсии делятся на быстро- средне- и медленнораспадающиеся.
1.5. Согласно ГОСТ 18659 скорость распада битумных эмульсий характеризуется возможностью смешивания их с минеральными материалами различного гранулометрического состава (табл.1.1). При этом классы ЭБК-1 (ЭБПК-1), ЭБК-2 (ЭБПК-2), ЭБК-3 (ЭБПК-3) соответствуют быстрой, средней и медленной скорости распада.
Показатели смешиваемости эмульсии различных классов с
минеральными материалами
Методические рекомендации по технологии устройства поверхностных обработок с применением катионных битумных эмульсий /
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)
ПО ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА
ПОВЕРХНОСТНЫХ ОБРАБОТОК
С ПРИМЕНЕНИЕМ
КАТИОННЫХ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
Рекомендованы три способа устройства шероховатых поверхностных обработок на асфальтобетонных покрытиях с использованием катионных эмульсий: из щебня, черного дробленого песка и литых эмульсионно-минеральных смесей.
Приведены требования к материалам, составы эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей, технология выполнения работ для каждого из перечисленных видов поверхностных обработок и нестандартные методики испытаний.
Предисловие
В «Методических рекомендациях по технологии устройства поверхностных обработок с применением катионных битумных эмульсий» приведены три способа устройства шероховатых поверхностных обработок с использованием катионных эмульсий: из щебня, черного дробленого песка и литых эмульсионно-минеральных смесей. Первые два способа выполняют дорожными машинами, серийно выпускаемыми промышленностью.
Технология устройства шероховатых поверхностных обработок разрабатывалась на опытном строительстве в различных дорожно-климатических зонах. Опытные участки находятся в хорошем состоянии, поэтому в настоящее время есть все предпосылки для широкого внедрения в производство этих видов шероховатых поверхностных обработок.
Для устройства слоев из литых эмульсионно-минеральных смесей необходима специальная машина, которая в настоящее время серийно не выпускается, поэтому данный вид поверхностных обработок рекомендуется для опытного строительства.
Настоящие «Методические рекомендации» составлены канд. техн. наук И.А. Плотниковой и инж. Э.М. Рвачевой.
При составлении «Методических рекомендаций» учтены разработки, выполненные кандидатами технических наук И.И. Рабом, А.П. Архиповой, Л.Ф. Ступаковой, Г.Н. Фабрикантовым и Л.М. Гохманом.
Общие положения
2. Эффективным способом обеспечения необходимого коэффициента сцепления на дорогах с асфальтобетонным покрытием является устройство поверхностных обработок из дробленых каменных материалов, имеющих шероховатую поверхность, состоящую из выступов и впадин, образуемых отдельными зернами, а также имеющую собственную шероховатость поверхности скола частиц каменного материала.
3. Стабильность во времени коэффициента сцепления шероховатых поверхностных обработок обеспечивается применением каменных материалов, устойчивых против шлифуемости под воздействием движения автомобильного транспорта.
4. Прочность и долговечность поверхностной обработки обусловлены в основном свойствами вяжущего, склеивающего зерна каменного материала между собой и приклеивающего их к покрытию.
5. Одним из наиболее эффективных путей повышения качества и долговечности шероховатых поверхностных обработок является использование активных вяжущих. К таким вяжущим относятся катионные битумные эмульсии. Благодаря наличию в их составе катионных поверхностно-активных веществ (ПАВ), названные эмульсии, в отличие от битумов и анионных эмульсий, вступают в активное физико-химическое взаимодействие с зернами каменного материала кислых пород, используемых при устройстве шероховатых поверхностных обработок. Катионные битумные эмульсии обеспечивают прочную склейку зерен каменного материала между собой и с покрытием, которое выдерживает в течение многих лет действие транспортных нагрузок и атмосферных факторов.
Катионные эмульсии позволяют проводить работы во влажную прохладную погоду (температура до +5 °С), использовать влажные каменные материалы и устраивать поверхностную обработку на влажном покрытии.
6. Разработано три способа устройства шероховатых поверхностных обработок на асфальтобетонных покрытиях с использованием катионных эмульсий:
из белого щебня (не обработанного органическим вяжущим);
черного дробленого песка (обработанного органическим вяжущим);
литых эмульсионно-минеральных смесей.
Устройство поверхностных обработок из белого щебня
9. Данный способ устройства поверхностных обработок заключается в приклейке зерен щебня к покрытию битумной эмульсией.
10. Для устройства щебеночных поверхностных обработок используют быстро- и среднераспадающиеся катионные эмульсии, отвечающие требованиям «Технических указаний по приготовлению и применению дорожных эмульсий» ВСН 115-75.
11. Составы эмульгаторов, рекомендуемые для приготовления катионных эмульсий, приведены в табл. 1.
С какими горными породами активно взаимодействуют катионные битумные эмульсии
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЭМУЛЬСИИ БИТУМНЫЕ ДОРОЖНЫЕ
BITUMEN ROAD EMULSIONS
Дата введения 2003-10-01
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием Государственный дорожный научно-исследовательский институт (ФГУП «СоюздорНИИ») и Государственным предприятием Российский дорожный научно-исследовательский институт (ГП «Росдорнии»)
ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России
4* ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ (на данный объект стандартизации ранее распространялся ГОСТ 18659-81, применение которого в Российской Федерации прекращено одновременно с введением в действие настоящего стандарта)
1 Область применения
Рекомендуемая область применения эмульсий по видам работ приведена в приложении А.
2 Нормативные ссылки
Перечень стандартов, ссылки на которые использованы в настоящем стандарте, приведен в приложении Б.
3 Определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
битумная эмульсия прямого типа: Однородная, маловязкая жидкость темно-коричневого цвета рационально подобранного состава, получаемая путем диспергирования битума в водном растворе эмульгатора.
битумно-полимерная эмульсия: Однородная, маловязкая жидкость темно-коричневого цвета рационально подобранного состава, получаемая путем введения полимера в битум либо в водный раствор эмульгатора с последующим диспергированием, либо в готовую битумную эмульсию.
эмульгатор: Поверхностно-активное вещество (ПАВ), активизирующее процесс диспергирования битума и обеспечивающее устойчивость образующейся эмульсии.
4 Классификация
4.1 По химической природе поверхностно-активного вещества (ПАВ), применяемого в качестве эмульгатора, битумные и битумно-полимерные эмульсии подразделяют на виды:
4.2 По устойчивости при перемешивании с минеральными материалами эмульсии подразделяют на классы:
5 Технические требования
5.1 Эмульсии должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и приготовляться по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке предприятием-изготовителем.
Значение для эмульсии класса
Устойчивость при перемешивании со смесями минеральных материалов:
пористого зернового состава
плотного зернового состава
Содержание вяжущего с эмульгатором, % по массе
Условная вязкость при 20 °С, с
Сцепление с минеральными материалами, балл, не менее
Остаток на сите с сеткой N 014, % по массе, не более
Устойчивость при хранении (остаток на сите с сеткой N 014), % по массе, не более:
Устойчивость при транспортировании
Эмульсии не должны распадаться на воду и вяжущее
Физико-механические свойства остатка после испарения воды из эмульсии:
глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее:
температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже
растяжимость, см, не менее:
эластичность при 25 °С, %, не менее
Значение для эмульсии класса
Устойчивость при перемешивании со смесями минеральных материалов:
пористого зернового состава
плотного зернового состава
Содержание вяжущего с эмульгатором, % по массе
Условная вязкость при 20 °С, с
Сцепление с минеральными материалами, балл, не менее
Остаток на сите N 014, % по массе, не более
Устойчивость при хранении (остаток на сите с сеткой N 014), % по массе, не более:
Устойчивость при транспортировании
Эмульсии не должны распадаться на воду и вяжущее
Физико-механические свойства остатка после испарения воды из эмульсии:
глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее:
температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже
растяжимость, см, не менее:
эластичность при
25 °С, %, не менее
5.3 Требования к материалам
5.3.1 Для приготовления эмульсий применяют битумы нефтяные дорожные вязкие с глубиной проникания иглы не менее 60, 0,1 мм по ГОСТ 22245.
5.3.4 Вода для приготовления водных растворов эмульгаторов должна быть жесткости не более 6 мг-экв/л.
5.3.5 Полимеры, используемые для приготовления битумно-полимерных эмульсий, должны соответствовать требованиям, установленным в нормативной документации.
5.4 Требования безопасности
5.4.1 Эмульсии являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007.
5.4.2 Эмульсии не являются пожаро- и взрывоопасными материалами.
5.4.3 При работе с эмульсиями следует применять средства индивидуальной защиты: респиратор, защитные очки, рукавицы.
5.4.4 В случае попадания эмульсии на одежду, лицо и руки следует быстро смыть ее холодной водой, а остатки битума снять машинным маслом или вазелином, а затем вымыть эти места водой с мылом.
Битумная эмульсия: виды, характеристики, применение
Битумная эмульсия – это эмульгированный жидкий битум, получаемый путем смешивания битума и водного раствора эмульгатора. Смесь однородная, с консистенцией молока, обладает хорошими клеящими свойствами. Базовый цвет – коричневый, оттенки – от светлых до темных. Низкая вязкость эмульсий позволяет осуществлять обработку каменных материалов без прогрева. Кроме того, уровень выбросов вредных веществ в атмосферу значительно ниже, по сравнению с применением горячих битумов. Характеристики эмульгированных битумов регламентирует ГОСТ Р 52128-2003.
Состав эмульсионного материала
В строительстве используются битумные эмульсии, в состав которых входят:
Размер частиц, входящих в состав смеси, обычно не более 1,5 мкм.
Характеристики битумной эмульсии
Для правильного расчета требуемого количества материала необходимо знать его плотность и примерный расход в разных эксплуатационных условиях. Удельный вес (плотность) битумной эмульсии составляет в среднем 1,05 г/см 3 (1050 кг/м 3 ), это означает, что в 1 л содержится 1,05 кг материала.
Примерный расход битумной эмульсии на 1 м 2 покрытия из асфальта:
Свойства битумной эмульсии, обеспечивающие ее преимущество, по сравнению с обычным битумом:
Виды битумных эмульсий
По типу основы эти материалы разделяются на следующие группы:
Классификация битумных эмульсий по индексу заряда:
Материалы по составу эмульгатора – анионные, катионные, неионные. Анионные составы содержат отрицательно заряженные частицы. Такие смеси использовать сложно, поскольку наполнители также имеют отрицательно заряженные ионы. Наиболее эффективными являются катионные битумные гидроизоляционные материалы, хорошо совместимые с большинством наполнителей.
Применение битумных эмульсий в дорожных и гидроизоляционных работах
Эти материалы применяются для следующего:
Битумная эмульсия востребована при сооружении не только асфальтобетонных, но и цементобетонных дорог. Добавка эмульгированного битума в цементобетон повышает его влагостойкость, морозостойкость и устойчивость к появлению трещин.