Producción de emulsiones asfálticas: aniónicas y catiónicas

La emulsión asfáltica – es un astringente, cuyos componentes principales son el agua y el betún. En la emulsión bituminosa, como en cualquier sistema disperso, existe la amenaza de pegado de micropartículas de betún. Esto reduce las propiedades fisicoquímicas del material y, en consecuencia, su calidad. Para minimizar la amenaza de formación de un conglomerado, se agregan aditivos especiales a la sustancia, emulsionantes. Para resolver estas tareas GlobeCore ha desarollado un mólino, para producción de emulsiones asfálticas.

La emulsión asfáltica es un material fácilmente transportable. Fácil de almacenar y explotar. Puede mantenerse en el almacén durante varios meses, sin perder rendimiento. Las emulsiones bituminosas se almacenan en recipientes cilíndricos a una temperatura positiva.

Para mejorar el rendimiento, se agrega látex polimérico a las emulsiones bituminosas. Los solventes sirven para aumentar la viscosidad y las propiedades emulsionantes. Es importante controlar la dosificación exacta y el suministro de componentes adicionales, ya que tienen un fuerte efecto sobre las propiedades del producto final.

La emulsión bituminosa de diferentes fabricantes puede diferir en sus características físico-químicas. Esto es importante a considerar cuando se preparan emulsiones bituminosas.

EMULSIONES ASFÁLTICAS ANIÓNICAS Y CATIÓNICAS

Hay dos tipos principales de emulsiones asfálticas : catiónicas y aniónicas.

La diferencia principal entre ellos es que las emulsiones catiónicas son menos sensibles a la presencia de partículas duras (minerales) en el agua;

las emulsiones aniónicas muestran un carácter activo de interacción con los materiales minerales.

Por separado, cada uno de ellos para la estabilidad en el proceso de mezcla con minerales, se divide en 3 clases:

1. la descomposición rápida(las emulsiones de un período de descomposición rápido participan en el tratamiento de la capa superficial de hormigón asfáltico recién colocado; cebadores);
2. la descomposición media(las emulsiones del período medio de descomposición se utilizan para el acabado de materiales de construcción sueltos (piedra triturada, grava) por impregnación);
3. la descomposición lenta(las emulsiones del período lento de descomposición se utilizan al mezclar materiales minerales).

Además de los componentes principales (agua y betún), se usan diversos aditivos para producir emulsiones. Mejoran las características astringentes del betún.

Como componente adicional, se agrega ácido acético. Recientemente, a menudo fue reemplazado por ácido fosfórico porque promueve la formación de corrosión en las partes metálicas de los molinos coloidales.

El cloruro de potasio sirve como catalizador. Esta sal ayuda a aumentar la viscosidad, y también puede reducir la contracción de la emulsión y, en ocasiones, mejorar las características de los emulsionantes.

El látex a menudo actúa como un aditivo de polímero, lo que mejora las características de rendimiento de las emulsiones bituminosas. Para mejores resultados, se agrega a la fase líquida.

Durante de la transportación, congelación, el almacenamiento impropio y de larga duración, se producen ciertos procesos químicos en las emulsiones, que pueden reducir las características cualitativas del producto.

Hay tres tipos principales:

1. la contracción (segmentación) – ocurre cuando el betún pierde las propiedades adquiridas durante la emulsificación.;
2. la floculación – se manifiesta en la acumulación de partículas de betún en los conglomerados.
3. la coalescencia – significa la formación de compuestos grandes a partir de partículas bituminosas finas, y generalmente ocurre durante la descomposición de las emulsiones.

PRODUCCIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

En la producción de emulsiones asfálticas, se utiliza un molino de betún. Para una hora de trabajo, la cantidad del producto terminado es de 5 a 40 toneladas. Al desarrollar nuevas tecnologías, se utiliza una versión de laboratorio de un molino coloidal, que es capaz de producir hasta 300 litros de emulsión final por hora.

La emulsión está hecha en varias etapas:

• suministro de betún, calentándo a la temperatura de funcionamiento y, si es necesario, deshidratación;
• preparación de agua y componentes adicionales (emulsionante, ácido clorhídrico, estabilizador, etc.), su mezcla, calentamiento y alimentación en la máquina;
• mezcla de emulsionante y solución de betún.
• transportación de emulsiones a sitios de almacenamiento.

Dependiendo de la marca del fabricante, en la salida , sale un material con diferentes viscosidades. Por lo tanto, la elección de las materias primas debe tratarse de manera responsable. Es importante controlar la dosificación correcta de los ingredientes. La cantidad excesiva o insuficiente de betún también afecta significativamente la calidad del producto final. El proceso de mezcla en el molino de betún debe ser continuo. Los emulsionantes y otros aditivos se introducen en el agua antes de mezclarlos con betún. Antes del uso, todos están almacenados en un contenedor separado.

Resumiendo la importancia del efecto de los elementos químicos en el proceso de preparación de la emulsión, es importante observar que la adherencia a las recomendaciones de dosis precisas promueve la correcta distribución de las moléculas en un medio disperso.

Cuanto menor es la viscosidad del betún, mejor será la emulsión. Es suficiente tomar un producto de aceite con un nivel de viscosidad de hasta 200 centistokes y no más. Es importante controlar la temperatura del precalentamiento del betún, ya que si excede los 90 C, el material se destruirá. ¡Hervir en tales casos es inaceptable!

La temperatura de la fase líquida depende de la temperatura del betún. La emulsión se puede preparar bajo la condición de hervir. En este caso, se utilizan un betún y un intercambiador de calor modificado con polímero.

EQUIPO TÉCNICO PARA PRODUCCIÓN DE EMULSIONES ASFÁLTICAS

Para la producción de emulsiones asfálticas, se utiliza un molino coloidal con un principio de funcionamiento continuo o con un principio de acción cíclica. En el primer caso, los emulsionantes se introducen en el agua y el betún se suministra continuamente a la fase acuosa. En el segundo caso, el líquido y el betún se mezclan primero, y los aditivos se alimentan durante la cocción.

Para determinar el método más ventajoso para la producción de emulsiones asfálticas, debe tenerse en cuenta que en el proceso de producción de emulsiones asfálticas cíclica, la calidad de los productos dependerá de la operación del operador de la instalación coloidal; en el asunto de la acción continua, más y más automáticamente.

VENTAJAS DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Desde el punto de vista económico, tecnológico y ambiental, la emulsión de betún se ha demostrado desde el mejor lado. Además de ahorrar dinero, la producción de emulsiones asfálticas requiere betún en un 30-40% menos que con el betún caliente. Y el nivel de consumo de electricidad se reduce en una y media veces.

Es un hecho bien conocido que el medio ambiente sufre de un alto número de carcinógenos formados como resultado de la descomposición de los productos derivados del petróleo. La emulsión producida por GlobeCore es respetuosa con el medio ambiente y resistente a las altas temperaturas.

TECNOLOGÍA DE USO

En una comparación porcentual, el contenido de betún en el concreto asfáltico es del 5% del volumen total. Esto afecta directamente la calidad de la superficie de asfalto. La estructura líquida de la emulsión proporciona un agarre confiable entre los materiales sólidos.

Las emulsiones bituminosas para la superficie de carretera son los productos de la escisión de moléculas de betún en el medio acuoso, que son una sustancia viscosa de color marrón oscuro. Utilizado como astringente en la reparación y construcción de carreteras.

Dependiendo de la clase y el tipo, las emulsiones viales se pueden usar en diferentes áreas.

PROPIEDADES DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

Para obtener una emulsión vial, se usan dos métodos:

• dispersión
• condensación.

El primer método es más eficiente y menos costoso, por lo tanto se usa con más frecuencia. La dispersión es el proceso de triturar un material sólido o líquido en otro medio líquido.

El método de condensación se usa ,con el uso de dos soluciones acuosas con la adición de un tercio o bajando la temperatura en la solución a un valor crítico e inferior. Para determinar la tecnología de preparación, primero elija el tipo de emulsión y el tipo de emulsionante que se utilizará en la producción.

Hay tres tipos de tecnología: mecánica, hidrodinámica y química. Y, el primero es el más popular entre los trabajadores de carreteras.

Hay cuatro propiedades principales que debe poseer una emulsión bituminosa:

• es un componente astringente De acuerdo con las normas aceptadas, debería ser de 5 a 20 segundos. El método de procesamiento de materiales y el tipo de betún afecta la viscosidad.
• la estabilidad del producto terminado antes de la posibilidad de descomposición durante el transporte y el almacenamiento a largo plazo. Para garantizar una buena resistencia, los componentes deben ser de calidad adecuada, calculados para productos específicos.
• el cumplimiento de las normas de la tasa de descomposición de la emulsión, establecida por GOST y TU;
• la capacidad para mantener las características de integridad del producto terminado durante la operación, evitando la liberación de líquidos y la re-transformación en una emulsión. Este fenómeno es típico para las sustancias que están saturadas con emulsionantes.

De acuerdo con los indicadores anteriores, determinar la calidad de la producción de emulsiones asfálticas viales.