CC BY
40
УДК 691.163
НАДСТ1ЙКИЙ ЕМУЛЬГАТОР ДЛЯ КАТЮННИХ Б1ТУМНИХ ЕМУЛЬСШ
O.G. Воллк, ТзОВ «Пролог ТД», м. Льв1в, Ю.В. Сщун, Нацюнальний ушверситет «Льв1вська полггехшка», м. Льв1в
Анотац1я. Наведено результаты досл1дження щодо еикористання надстткого емулъгатора для еиготоелення rnmioHHUX бтумних емулъай. Приведено munoei характеристики емулъгатора та показано eidMinnicmb м1ж ф^зико-техтчними показниками nadcmiùKUX та повтьно-розпадних бтумних емулъай.
Ключов1 слова: бтум, надсттка rnmioHHa бтумна емулъая, емулъгатор, тдекс розпаду.
СВЕРХУСТОЙЧИВЫЙ ЭМУЛЬГАТОР ДЛЯ КАТИОННЫХ БИТУМНЫХ
ЭМУЛЬСИЙ
А.Е. Воллис, ООО «Пролог ТД», г. Львов, Ю.В. Сидун, Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов
Аннотация. Приведены результаты исследования по использованию сверхустойчивого эмульгатора для изготовления катионных битумных эмульсий. Описаны типичные характеристики эмульгаторов и показано различие между физико-техническими показателями сверхустойчивых и медленнораспадающихся битумных эмульсий.
Ключевые слова: битум, сверхустойчивая катионная битумная эмульсия, эмульгатор, индекс распада.
SUPER-STABLE EMULSIFIER FOR CATION BITUMEN EMULSIONS
О. Vollis, «Prologue TD Ltd», Lviv, I. Sidun, National University «Lviv Polytechnic», Lviv
Abstract. Investigations of super-stable emulsifier application for cationic bitumen emulsions production are presented. Typical characteristics of the emulsifier and the difference between physical-technical indices of super-stable and slow-setting bitumen emulsions are shown.
Key words: bitumen, super-stable cationic bitumen emulsion, emulsifier, breaking index.
Вступ
Бпумш емульсп - це матер1ал, без якого сьо-годш важко уявити дорожне бущвництво Hamoï батьювщини. Емульс1я - це вир1б, за-вдяки якому втшюють у життя таю технологи як: холодний ресайклшг, Cnappi Сш та майкросерфесшг, шдгрунтовка i стабшзащя mapiB, поверхнева обробка та îh. Найширшо-го розповсюдження в дорожнш галуз1 Украь ни набули KaTioHHi бпумш емульсп.
Анал1з публжацш
В YKpaÏHi нимало дослщжень присвячено вивченню бпушв, ПАР, модиф1катор1в для катюнних емульсш [1-6], але недостатньо дослщженим залишаеться питания викорис-тання надстшких емульгатор1в для виготов-лення бпумних емульсш з високим шдексом розпаду.
Згщно з чинним ДСТУ Б В.2.7-129:2013 [7] на бпумш емульсп за змшуванютю i3 cyMi-
шами зернових склад1в та шдексом розпаду 1х подшяють на види: швидкорозпадш, сере-дньорозпадш та повшьнорозпадш. Але у cbí-товш практищ знайшли застосування над-ctíMkí 6ítymhí емульсп з високим показником шдексу розпаду. В европейському стандарт! EN 13808:2013 [8] передбачено клас емульсш, шдекс розпаду яких > 220 %. Зпдно з впчизняним стандартом [7] повшьно-розпадш катюнш емульсп обмежуються íh-дексом розпаду вщ 170 % до 230 %. Тобто украшський норматив виключае можливють застосування надстшких бпумних емульсш з високим шдексом розпаду. Зпдно з [9] таю надстшю катюнш емульсп можуть бути ви-користаш для покритпв Cnappi Сш, Кейп Сш, щшьних та регенерованих асфальтобе-тонних сушшей, для укршлення грунпв та холодних складованих сушшей.
Отже, емульсп з використанням надстшких емульгатор1в дають можливють отримувати бшьш р1зноман1тн1 дорожш матер1али вщпо-вщно до вжито1 технологи. Завдяки таким емульс1ям час покриття поверхш кам'яних матер1ал1в чи cyMimi бпумною емульс1ею збшьшуеться, що дае змогу огорнути bcí зерна використано! мшеральио! складово!.
Мета i постановка завдання
Цшлю дослщжень е визначення можливосп застосування нового надстшкого емульгато-ра Redicote E-4875 NPF шведсько! компанп Akzo Nobel для катюиних бпумних емульсш. Завданням дослщжень було пор1вняння ф1зи-ко-техн1чних властивостей надстшких та по-вшьнорозпадних бпумних емульсш
Результати експериментальних дослщжень
Для пор1вняння властивостей повшьно-розпадних (ЕКП) та надстшких катюнних бпумних емульсш (БЕ) було обрано склади, що наведен! в табл. 1.
Як в'яжуче використано бпум нафтовий до-рожнш в'язкий окислений 70/100 виробницт-ва ВАТ «Мозирський НПЗ» (Республша Ei-лорусь), що вщповщае марщ БНД 60/90 зпдно з ДСТУ 4044 [8]. Як емульгатори були використаш: Redicote E-11, Redicote 404, Redicote E-4875NPF компанп Akzo Nobel (Швещя), типов! властивосп яких приведен! в табл. 2 (за даними Akzo Nobel).
Виготовлення бпумних емульсш здшснюва-лось на датськш лабораторнш бпумно-емульсшнш установщ порцшиого типу «Дешмотех» SEP-0,3R (рис. 1).
Таблиця 1 Склади бггумних емульсш
Компоненты, мае. % ЕКП Надстшка БЕ
БНД 60/90 60 60
RedicoteE-11 1,1 - -
Redicote 404 - 1,1 -
Redicote E4875NPF - - 1,1
HCL до р!вня pH 2,0 2,0 2,0
Вода До 100 До 100
Таблиця 2 Типов! властивост1 емульгатор1в
Назва по-казника Емульгатори марки Redicote:
E-11 404 E4875NPF
(1) (2) (3)
Зовшшнш Прозо- Корич- Рщина ясно-
вигляд при ра нева брунатного
20 °С р1дина р1дина кольору
Густина при 20 °С, кг/м3 890 950 1073
Межа теку-hoctí, °С -20 -7 -5
Температура спалаху, °С 13 >100 >100
Рис. 1. Лабораторна бпумио-емульсшна установка SEP-0,3R датсько! компанп «Дешмотех»
Максимальна продуктивиють установки «Дешмотех» SEP-0,3R становить 350 л/год, пром1жок м1ж ротором та статором можна вардавати: 0,6; 1,4 та 2,2 мм, а швидкють ротора - змшювати вщ 6000 до 11800 об/хв. Кр1м того, можна регулювати тиск у систем! дозування бпуму та водно! фази до 10 бар. Об'ем резервуар1в для бпумно! та водно! фази - 15 л.
Процес виготовлення катюнних бпумних емульсш складався ¿з трьох стадш:
1. Приготування бпумно! фази (складово!). Бпум роз1гр1вали до температури 160 °С.
2. Приготування водно! фази. Вщповщно до рецепту бпумно! емульсп готували водний розчин емульгатора з додаванням соляно! кислоти до р1вня рН 2,0.
3. Змшування бпумно! та водно! фаз за до-помогою коло!дного млина лабораторно! бпумно-емульсшно! установки перюдично! дп SEP-0,3R дансько! компанп «Дешмотех» та отримаиия готово! емульсп.
Обчислеиия задаиих зиачеиь регульоваиих величии виробництва викоиували за допомо-гою спещально! програми, що додаеться до установки.
Температура готових емульсш на виход1 з бпумно! установки становила 90 °С, теля чого емульсп залишали на одну добу для охолодження. Бпумш емульсп випробовува-ли за температури 20 ± 2 °С, а температура примщень, в яких проводили випробуваиия, становила 20 ± 5 °С.
Ф1зико-техшчш показники виготовлеиих емульсш наведено в табл. 3.
Таблиця 3 Ф1зико-техтчт показники бпумних емульсш
Назва показника Вимоги зпдно з [7] БЕ, №
ЕКП-60 1 2 3
1. Зовшшнш вигляд Одноршна темно-коричнева ршина Вщповщае
2. Показник концентрацп водневих юшв, pH 1,5-6,5 2,47 2,49 3,89
3. Однорщшсть (залишок на сип № 014), %, не бшьше 0,25 0,01 0,01 0,01
4. Bmîct залишкового в'яжучого, % 58-62 60,12 60,13 60,08
5. Умовна в'язкють, за температури 20 °С на anapaTi з дааметром отвору витоку 4 мм, с 5-25 6,0 6,0 6,8
6. Стшшсть при збертанш: залишок на chtî № 014, %, не бшьше: - теля 7 д1б - теля 30 д1б 0,3 0,4 0,06 0,11 0,04 0,10 0,03 0,08
7. Зчеплюватсть залишкового в'яжучого з поверхнею щебеню, бал1в, не менше 5,0 5,0 5,0 5,0
8. Зм1шувашсть i3 сумшами зернових склад1в пористого Так Так Так Так
щшьного Так Так Так Так
9. 1ндекс розпаду, % 170-230 198,1 205,5 315,6
Зпдно з табл. 3 основною вщмшшстю у фь зико-техшчних показииках БЕ №1, №2 вщ №3 е значения шдексу розпаду останньо!. За аналопчного дозування емульгатор1в (1,1 мае. %) БЕ №3 з використаииям емульгатора Redicote E4875NPF характеризуеться вищим шдексом розпаду бшьш шж у 1,5 рази. Також стшюсть при збер1ганш теля 7 д1б та 30 д1б тако! емульсп е ютотно кращою. Характерним також е вищий показник кон-центрацп водневих юшв ще! БЕ.
Висновки
Встановлено ф1зико-техшчш показники по-вшьнорозпадних емульсш з надстшкою емульс1ею, виготовленою за допомогою емульгатора Redicote E4875NPF. За щентич-
но! концентрацп надстшкого емульгатора Redicote E4875NPF, пор1вняно з Redicote Е-11 i Redicote 404, використовуючи перший, можна досягти значно повшьшшого розпаду емульсп в cyMimi. Отже, емульгатор Redicote E4875NPF е придатним для виготовлення надстшких бпумних емульсш.
Лггература
1. Золотарьов В. О. Пор1вняльне дослщження
властивостей окислених i залишкових 6nyMÎB / В.О. Золотарьов, Я.1. Пирщ A.B. Галкш, C.B. Кудрявцева-Вальдес // Автошляховик Укра!ни. - 2010. - № 4. -С.32-37.
2. Пиш'ев C.B. Одержання бпумних емуль-
сш на ochobî поверхнево-активних ре-
човин виробництва ЗАТ «ЗТОС «Барва» / C.B. Пиш'ев, Ю.Б. Гриценко, П.1. То-шльиицький // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2013. -№ 4/6 (64). - С. 32-36.
3. Пиш'ев C.B. Одержання бпумних емуль-
сш на ochobî внчизияних емульгатор1в / C.B. Пиш'ев, Ю.Б. Гриценко // Розвиток накових дослщжень 2012: матер1али восьмо1 М1жн. наук.-практ. коиф., 19-21 листопада 2012 р. 2012. - С. 61-63.
4. Жданюк В.К. Дослщження властивостей
емульгатор1в для дорожшх бпумних емульсш / В.К. Жданюк, В.Я. Терлецкая // Вестник ХНАДУ: сб. науч. тр. - 2006. - Вып. 34-35. - С. 142-144.
5. Терлецька В.Я. 1снуюч1 уявлення про
структуру катюнних бпумних емульсш з добавками пол1мер1в / В.Я. Терлецька, В.К. Жданюк // Проектування, бущв-ництво i експлуатащя нежорстких дорожшх одяпв: матер1али м1жнародно1 науково-техшчно1 коиференцп, яка при-свячена 80-р1ччю ХНАДУ та дорожньо-го факультету. - Харюв, 2010. - С. 163168.
6. Новаковська В.Я. Дослщження процесу
розпаду бпумних та модифшованих
бпумних емульсш / В.Я. Новаковська // Зб1рник наукових праць Украшського державного ушверситету зал1зиичиого транспорту. - 2015. - Вип. 157. - С. 9296.
7. Емульсп б1тумн1 дорожш Техшчш умови :
ДСТУ Б В.2.7-129:2013. - [Чинний з 2014-04-01]. - Ки1в : MiHperioH Украши, 2014. - 24 с. - (Державний стандарт Украши).
8. BS EN 13808:2013. Bitumen and bituminous
binders. Framework for specifying cationic bituminous emulsions. - BSI, 2013. - 50 p.
9. Akzo Nobel Surface Chemistry. Technical
Bulletin. Bitumen emulsion. - 24 p. https://www.yumpu.com/en/document/vie w/11784301/bitumen-emulsion-akzonobel-surface-chemistry.
10. Бпуми нафтов1 дорожш в'язкг Техшчш
умови: ДСТУ 4044-2001. - [Чинний з 2002-01-01]. - Ки1в: Держстандарт Украши, 2012. - 36 с. - (Державний стандарт Украши).
Рецензент: В.О. Золотарьов, професор, д.т.и., ХНАДУ.
