Émulsion de bitume

Émulsion de bitume est un liant, composé d’eau et de bitume. Émulsion est un système dispersé aux particules de bitume dispersées dans l’eau. La tâche principale est d’empêcher la coalescence des microparticules de bitume, qui maintient les propriétés physicochimiques d’émulsion et sa qualité. Cette stabilité est obtenue par intermédiaire des émulsifiants spéciales.

Les émulsions de bitume est la matière transportable et facilement stocké. Elles sont conservées dans les entrepôts de stockage dans les récipients cylindriques à la température positive, jusqu’à plusieurs mois, sans perdre ses propriétés.

Tous les stabilisants/émulsifiants sont fournis aux doses préconisées, puisqu’ils influent fortement sur les caractéristiques du produit fini.  Polymères latex sont les modificateurs idéales et ils sont rajoutés à l’émulsion de bitume pour améliorer ses propriétés. Solvants font rehausser la viscosité et les propriétés émulsifiantes.

Le bitume provenant de différents fabricants peut varier quant à ses propriétés physicochimiques. Cela doit être aussi pris en considération lors de la préparation d’émulsions de bitume.

Emulsions de bitume anioniques et cationique

Il y a deux principaux types d’émulsions de bitume: cationiques et anioniques :.

La principale différence entre les deux est que les émulsions anioniques sont moins sensibles à la présence de minéraux ou d’autres matières dans l’eau; elles interagissent activement avec eux.

Selon la nature de rupture et du processus de mélange avec des minéraux, les émulsions de bitume sont réparties en trois classes.

1. rupture rapide RS ( RS-1 , RS-2 anionique, CRS-1, CRS-2 cationique)
2. rupture semi-rapide MS ( MS-2 anionique, CMS-2 cationique)
3. rupture lente SS (SS-1, SS-1h anionique, CSS-1, CSS-1h cationique)

Les émulsions à rupture rapide sont utilisées au traitement de surface en béton bitumineux fraîchement posé et elles agissent comme les apprêts. Les émulsions à rupture semi-rapide sont utilisées à lier des matériaux de construction (pierre concassée, gravier). Les émulsions à rupture lente sont stables et elles sont utilisées pour le mélange de minéraux et le traitement avant la rupture.

Les performances de lien du bitume sont améliorées à l’aide de divers additifs.

L’un des additifs est l’acide acétique. Récemment, il a été remplacé par l’acide phosphorique car l’acide acétique favorise la formation de corrosion sur les pièces métalliques des moulins colloïdales.

Chlorure de potassium sert de catalyseur. Ce sel accroit la viscosité, améliore les propriétés d’émulsifiants et il peut aussi minimiser le rétrécissement de l’émulsion.

Latex agit souvent comme un additif polymère, ce qui fait améliorer les performances d’émulsions de bitume. Pour de meilleurs résultats, il est rajouté dans la phase liquide.

Le stockage de longue durée, la transportation et la congélation peuvent diminuer les performances qualitatives des émulsions, à cause de processus chimiques qui se produisent : rétrécissement, floculation et coalescence.

Le rétrécissement se produit lorsque le bitume perd ses propriétés, acquises au cours de l’émulsification. La floculation se manifeste à l’accumulation de particules de bitume dans les conglomérats. Il suffit de cette émulsion au mixage avant l’utilisation en production. La coalescence signifie la formation de gros composés à partir des particules bitumineuses fines, et cela se produit généralement au cours de la rupture des émulsions.

Fabrication d’émulsion de bitume

Les émulsions de bitume sont produites dans les usines de bitume. Elles fabriquent généralement 5 – 40 t/h du produit fini. Plus petit moulin labo à colloïde est utilisé à l’élaboration de nouvelles formules d’émulsion; il est capable de produire d’émulsions fini jusqu’à 300 litres par heure.

L’émulsion est fabriquée en plusieurs étapes:

• le bitume est chauffé, si nécessaire, il est déshydraté et envoyé vers le moulin;
• l’eau est mélangée aux composants supplémentaires (émulsifiant, acide chlorhydrique, stabilisant, etc.), chauffée et envoyée dans le moulin;
• le bitume est mélangé avec la solution eau/émulsifiant;
• émulsions déplacée sur le lieu de son stockage.

A la sortie, les émulsions ont les viscosités différentes . Elles dépendent du choix de matières premières et de la dose adéquate d’ingrédients. La quantité excessive ou insuffisante de bitume affecte aussi de manière significative la qualité de l’émulsion finale. Le moulin fait broyer le bitume en particules minuscules. Ici un émulsifiant enrobe les particules de bitume en les tenant à l’écart l’un de l’autre  pour assurer la stabilité d’émulsion. Les émulsions finales sont toutes stockées séparément dans les réservoirs de stockage.

En résumant l’importance d’émulsifiants/stabilisants en préparation d’émulsion il convient de noter, qu’il faut rajouter leurs doses précises pour assurer la distribution appropriée de molécules en milieu dispersé.

Plus bas est la viscosité du bitume, la mieux est l’émulsion. Dans la majorité des applications l’émulsion de bitume est chauffée, mais n’excédant pas la température de 80 à 90 C, sinon elle est endommagée car la température plus élevée fait évaporer de l’eau. En pareil cas l’ébullition est inacceptable !

Émulsion ne peut pas être surchauffée et elle ne peut pas être congelée. Dans ce cas, les éléments chauffants sont utilisés pour le chauffage et le stockage.

Equipement de fabrication d’émulsion de bitume

Moulin colloïdal est spécialement conçu pour la fabrication d’émulsion de bitume. Il peut être réglé au fonctionnement continu ou cyclique. Dans le premier cas, les émulsifiants sont mélangés avec de l’eau, et le bitume est fourni en continu dans la phase aqueuse.  Dans le second cas, l’eau et le bitume sont initialement mélangés, alors que les additifs sont rajoutés plus tard au cours du procédé.

La manière de production d’émulsion est déterminée en prenant en considération le fait que le fonctionnement en continu est automatique alors que la production cyclique se fait par un opérateur du moulin colloïdal.

Avantages d’émulsion de bitume

Au plan économique, technologique et environnemental, l’émulsion de bitume s’est avéré être une excellente solution. En plus d’économie de l’argent sur la consommation d’énergie un et demi fois, la production d’émulsion nécessite moins de 30 à 40 % de bitume par rapport à l’utilisation de bitume à chaud.

Les émulsions produites par l’équipement GlobeCore sont respectueux de l’environnement et n’ont pas besoin d’une température élevée au cours de fabrication ou application. C’est un fait bien connu que l’environnement est mis à mal d’émissions cancérigènes formées à la suite de produits pétroliers décomposés.

Technologie d’usage

La comparaison en pourcentage – le contenu de bitume en béton bitumineux est de 5%, pour des agrégats – 95%. La quantité de bitume influe directement sur la qualité de surface d’asphalte, car il améliore les liens entre les agrégats.

Les émulsions de bitume (molécules de bitume dispersées dans un milieu aqueux), sont les matières visqueuses au couleur brun foncé. Elles sont utilisées comme liants dans les travaux de réparation et de construction de routes.

En fonction de la catégorie et du type, les émulsions routières peuvent être utilisés pour différents agrégats, le temps différent de rupture et la nature différente de travail.

Propriétés des émulsions routières

Les émulsions de bitume sont obtenues par :

• dispersion;
• condensation.

La 1ère méthode est utilisée plus souvent car elle est plus efficace et moins chère. La dispersion est le processus de meulage d’une matière solide ou liquide en milieu liquide. La méthode de condensation est utilisée à deux solutions aqueuses en abaissant la température à une valeur critique et inférieur. La technologie spécifique est choisie selon le type d’émulsifiant utilisé en fabrication et la classe d’émulsion à la sortie.

Les émulsions de bitume sont produites à l’aide de trois méthodes : mécanique, hydrodynamique et chimique. La première est la plus populaire parmi les travailleurs routiers.

Quatre principales propriétés d’émulsion de bitume:

• viscosité, mesurée à 20 C. La viscosité de bitume affecte son traitement.
• stabilité à la décomposition durant la transportation et le stockage à long terme. La bonne stabilité est assurée par la qualité appropriée des composés, qui ont été conçus pour les propriétés particulières.
• la conformité aux normes de l’industrie
• intégrité structurale du produit fini lors de l’opération; prévention de fuites d’eau et de re-émulsification. Ce phénomène est typique pour les substances qui sont saturées d’émulsifiants.

Les propriétés ci-dessus déterminent la qualité de l’émulsion de bitume.