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:
- Битум – 30-70% от общей массы. Наиболее популярны смеси, содержащие 50-55% битума. Для приготовления эмульсий обычно используется нефтяной дорожный битум марок БНД 90/130, БНД 130/200. Для получения высококачественной смеси применяют полимерно-битумное вяжущее, которое обладает лучшими эксплуатационными свойствами, по сравнению с традиционным битумом.
- Вода. Ее массовая доля составляет 15-70%.
- Эмульгатор (0,15-3%). Его функции выполняют поверхностно-активные вещества, которые растворяются в обеих фазах (воде и вяжущем) или только в одной из них. Они могут быть анионактивными или катионактивными. Редко вместо ПАВ используются мелкодисперсные минеральные порошки – цемент, глины, сажа, карбонаты, оксиды.
- Стабилизатор. Массовая доля – 0,05%-0,5%. Востребован только в эмульсиях с катионактивными ПАВ. Для этой цели применяются: водный раствор хлорида кальция или других водорастворимых солей, кислоты (ортофосфорная, соляная, уксусная).
- Дополнительные компоненты. Это могут быть растворители, полимеры, разжижители, модифицирующие добавки. Модифицированная битумная эмульсия готовится на модифицированном или обычном битуме. В продукт на обычном битуме вводят латекс, эпоксидную смолу, полиэтилен, синтетическую смолу или каучук.
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/см3 (1050 кг/м3), это означает, что в 1 л содержится 1,05 кг материала.
Примерный расход битумной эмульсии на 1 м2 покрытия из асфальта:
- При устройстве основания на пропитку 1 см толщины понадобится примерно 1 л/м2 материала.
- Для финишного асфальтного покрытия – 0,3-0,4 л/м2.
- Для цементобетонного основания – 0,3-0,4 л/м2.
- Для щебневого основания – 0,5-0,9 л/м2.
Свойства битумной эмульсии, обеспечивающие ее преимущество, по сравнению с обычным битумом:
- Низкая вязкость, благодаря которой материал проникает даже в мельчайшие поры базового слоя.
- Высокая адгезия к основанию.
- Возможность проведения дорожно-строительных работ при высокой относительной влажности воздуха и низких температурах.
- Высокая точность дозирования и распределение материала тонким слоем по основанию
- Экономия энергоносителей, необходимых для разогрева материала перед его использованием.
- Соответствие экологическим стандартам и безвредность для здоровья человека, благодаря минимальному количеству вредных выбросов в атмосферу. Эмульсия относится к малоопасным веществам и по уровню воздействия на организм она соответствует 4 классу опасности по ГОСТу 12.1.007.
- Высокая пожаробезопасность.
Виды битумных эмульсий
По типу основы эти материалы разделяются на следующие группы:
- Прямые. Основа – вода. В ней растворяются битумы, гудроны, масла. Такие составы хорошо разбавляются мягкой водой. Имеют высокую электропроводность.
- Обратные. Основа – органические вещества, вода используется в капельном виде. Электрический ток проводят плохо.
Классификация битумных эмульсий по индексу заряда:
- Быстрораспадающаяся. Материал распадается сразу после соприкосновения с каменной поверхностью.
- Среднераспадающаяся. Смесь распадается после смешивания с каменными фракциями.
- Медленнораспадающаяся. Эти сверхстабильные смеси разлагаются только после соприкосновения с каменными материалами большой площади.
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:
- поверхностная проливка покрытий автодорог;
- подгрунтовка – необходима для улучшения адгезии слоев;
- обработка каменных сыпучих веществ различных фракций;
- заливка тонких защитных слоев при использовании литого асфальтобетона;
- производство холодных асфальтобетонных смесей;
- ямочный ремонт различными технологиями – пропиткой, струйно-инъекционным методом;
- изготовление холодных смесей для ямочного ремонта дорог;
- профилактические мероприятия по продлению эксплуатационного срока автодорог – проливка мелких трещин, гидроизоляция пористых слоев;
- гидроизоляция поверхностей зданий и сооружений;
- сооружение и ремонт мягких кровель.
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.