Фізико-механічні властивості та технологічні вимоги.

Згідно з вимогами ДСТУ БВ.2.7-2005 “Емульсії бітумні дорожні” вони повинні відповідати наступним вимогам (табл. 10.8).

Емульсії повинні бути стійкими при транспортуванні, тобто не повинно ставатися розділення емульсії на бітум і воду.

Глибина проникності, температура розм’якшеності і розтяжність бітуму, який виділений з емульсії, не повинні змінюватися більш, ніж на 15% від значень відповідних показників бітуму, який використовувався для виробництва емульсії.

Для виконання ролі в’яжучої речовини в дорожніх матеріалах або захисних покриттях бітумні емульсії повинні бути повернені у попередній стан у вигляді безперервної бітумної плівки.

 

Таблиця 10.8

№ п/п Найменування показника Норма для емульсії марки Метод випробувань
ЕК-Ш, ЕКМ-Ш ЕК-С, ЕКМ-С ЕК-П, ЕКМ-П ЕА-Ш, ЕАМ-Ш ЕА-С, ЕАМ-С ЕА-П, ЕАМ-П
Зовнішній вигляд Однорідна темно-коричнева рідина Згідно з 9.2
Показник концентрації водневих іонів, рН 1,5-6,5 8,0-12,0 Згідно з 9.3
Однорідність по залишку, %, не більше – на ситі №014 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Згідно з 9.4
Вміст бітуму з емульгатором, % 45-70 50-70 50-70 50-70 50-70 50-70 Згідно з 9.5
Умовна в’язкість, с, не більше: - при 20°С на апараті з діаметром отвору 3мм або - при 25°С на апараті з діаметром отвору 4 мм                         Згідно з 9.6
Стійкість при зберіганні: залишок на ситі №014, %, не більше: - після 7 діб - після 14 діб   0,6 0,8   0,6 0,8   0,6 0,8   0,6 1,2   0,6 1,2   0,6 1,2 Згідно з 9.7
Зчеплення в’яжучого, виділеного з емульсії з поверхнею мінерального матеріалу, %, не менше Згідно з 9.8
Змішуваність із сумішами зернових складів, так/ні пористого ні так так ні так так Згідно з 9.9
    щільного ні ні так ні ні так
Коефіцієнт розпаду 80-220 221-260 більше 260 Згідно з 9.10
                           

Примітка. Для катіонних емульсій допускається визначити один з показників п.8 «Змішуваність із сумішами зернових складів» або п.9 «Коефіцієнт розпаду».

Розпад емульсії на мінеральних матеріалах – складний процес, а його швидкість є функцією декількох факторів. Він залежить від природи емульгатора і його концентрації в емульсії, рН дисперсійного середовища, температури, в’язкості бітуму, дисперсності, природи мінерального матеріалу і ін. Як правило, процес розпаду емульсії пов’язаний з фізичною або хімічною адсорбцією емульгатора на мінеральному матеріалі. Схематично може бути представлений він на рис. 10.31.

 

 

 


Рис.10.31. Можливі стадії розпаду катіонних бітумних емульсій

 

Для іоногенних емульгаторів адсорбція носить полярний характер.
Мікрочастини поверхні, що несуть визначений заряд, адсорбують протилежно заряджені іони. Радіус іонів, як відомо, впливає на здатність адсорбуватися. Чим більше радіус іону, тим менше при одному і тому ж заряді його
гідратація. Наявність гідратної оболонки зменшує електричну взаємодію. Тому ПАР, іони яких сильно гідратовані, як правило, утворюють повільнорозпадні емульсії.

Якщо до складу мінерального матеріалу входять лужні і лужньо-земельні основи і їх солі, волога поверхня мінералу має позитивний заряд і дає лужну реакцію. Такі матеріали називаються лужними. Позитивний знак заряду цих матеріалів у водному середовищі обумовлений дисоціацією або гідролізом солей і основ, що входять до їх складу.

Якщо матеріали вміщують різні кременеві сполуки, волога поверхні має негативний заряд; матеріали і у воді дають кислу реакцію, і тому вони називаються кислими.

При обробці основних матеріалів аніонною емульсією, а кислих
катіонною, іони мінерального матеріалу притягують частинки бітуму, вступають у взаємодію і утворюють нерозчинні органічні сполуки, що сприяють адгезії в’яжучого до поверхні мінеральних матеріалів (рис. 10.32).

 

 

       
 
а
   
б
 


Рис.10.32. Схема взаємодії мінеральних матеріалів з емульсіями: а – катіонної емульсії з кислим мінеральним матеріалом; б – аніонної емульсії з основним мінеральним матеріалом

 

При обробці основних матеріалів катіонною емульсією, а кислих – аніонною поверхня мінерального матеріалу і частинки (краплі) в’яжучої речовини мають однаковий знак заряду, що перешкоджає їх зближенню і отже і взаємодії. Плівка в’яжучого, що утворена у результаті розпаду емульсії, не закріплюється на поверхні мінерального матеріалу і легко зміщується водою. Це явище найбільш характерно для аніонної емульсії і кислих мінеральних матеріалів.

При обробці основних матеріалів катіонною емульсією в деяких
випадках у результаті складних хімічних реакцій можливо утворення нових комплексів і сполук, що забезпечують адгезію в’яжучого до поверхні мінеральних матеріалів незалежно від наявності однойменних зарядів.

Добре зчеплення в’яжучого із аніонної емульсії з вологими матеріалами кислих порід досягається використанням різних активаторів, що міняють знак заряду на поверхні мінеральних частинок і що утворюють при взаємодії з емульсією нерозчинні органічні сполуки. Найбільш розповсюдженою активною домішкою є вапно, що утримує не менше 70% СаО.