Битумная эмульсия — экономичный и чистый продукт

Презентация фирмы "Akzo Nobel" состоялась 13 сентября в рамках работы выставки "Будпрагрэс-2000". "Akzo Nobel" - это международная корпорация, ориентирующаяся в своей работе на нужды рынка разных стран. Фирма поставляет широкому кругу своих потребителей всевозможные продукты, которые являются в первую очередь экологически чистыми, хотя они и химического происхождения.

Годовой оборот всей корпорации - около $14 млрд. Общее количество персонала - 86 тыс. человек. Штаб-квартира находится в Голландии.

Группа, которая занимается выпуском химических продуктов, включает подразделение со штаб-квартирой в Стокгольме, которое занимается органическими технологиями, конкретно - битумами. Кроме того, подразделение имеет офисы в США и Китае.

Подразделение органических вяжущих выпускает разнообразные продукты на основе битумов. Это эмульгаторы для производства бетонных эмульсий, эмульсионные установки, оборудование для устройства покрытий типа Сларри Сил и Микроасфальт, лабораторное оборудование, машины для ямочного ремонта дорожных покрытий (причем эти машины могут быть использованы как для горячих, так и для холодных технологий).

Кроме того, в состав "Akzo Nobel" входит подрядная компания, предназначение которой заключается в апробировании научных методов и технологий на рабочих площадках. Кроме того, это - учебная база для обучения персонала всех фирм, руководство которых желает обучать персонал соответствующим навыкам.

Кроме того, "Akzo Nobel" посредством деятельности своей подрядной компании пытается изучать потребности подрядчиков на перспективу. Правда, для того, чтобы не создавать ненужной конкуренции, деятельность этой подрядной компании ограничена рамками штата Техас.

"Akzo Nobel" широко пропагандирует технологии, основанные на использовании битумных эмульсий. Стажировка, которую можно пройти в фирме, включает в первую очередь эту тему.

Что касается горячих асфальтобетонных смесей, то фирма "Akzo Nobel" занимается выпуском специальных добавок, улучшающих адгезию битума к минеральным материалам.

Итак, сфера деятельности фирмы чрезвычайно широка - начиная от производства эмульгаторов и заканчивая внедрением технологий, основанных на использовании битумных эмульсий. Фирма занимается подбором составов смесей.

Начиная работать с клиентом (а это, как правило, местная дорожная администрация), фирма прежде всего пытается уяснить, каковы потребности заказчика. Затем заказчик и исполнитель приступают к обсуждению различных технологий, которые можно реализовать в конкретных условиях.

Вот направления, по которым можно двигаться в дорожном строительстве с использованием битумных эмульсий. Это производство структурных холодных асфальтобетонных смесей, устройство покрытий типа Сларри Сил и Микроасфальт, стабилизация грунта, холодная регенерация асфальтобетона на месте, вторичное использование асфальтобетона и так называемое омоложение асфальтобетона, устройство подгрунтовок и связующих слоев, поверхностная обработка и промышленное производство эмульсий.

Фирма "Akzo Nobel" может предложить своим потенциальным заказчикам спектр разнообразных услуг. Работая с одной и той же компанией, фирма "Akzo Nobel" может предложить ей различные услуги.

Когда "Akzo Nobel" вступает в деловые отношения со своими клиентами, соглашения о поставках эмульгаторов и эмульсионых установок всегда включают пункт, касающийся долгосрочной перспективы сотрудничества. То есть в конечном итоге поставка является комплексной (оборудование, технологии, know how, сервис, тренинг). Поэтому, делая свои поставки, "Akzo Nobel" максимально ориентируется на нужды потребителей. Поставляя свое оборудование, фирма стремится обеспечить максимальное качество готового продукта, который будет получать их заказчик.

Итак, продукты Akzo Nobel используются во многих странах мира. Естественно, они способны работать в различных климатических условиях. (В том числе и в условиях Беларуси, которые схожи с условиями Швеции.)

Продукция фирмы ориентирована на различные технические требования. (То есть учитываются особенности той или иной страны.) Кроме того, при производстве продукции Akzo Nobel учитываются различные свойства минеральных материалов, с которыми этим продуктам придется контактировать.

Несколько слов о битумных эмульсиях.

Какова цель их использования? Эти эмульсии помогают экономить ресурсы, удобны как при транспортировке, так и при складировании. Кроме того, эмульсии - это экологически чистые продукты. Технологии, основанные на применении битумных эмульсий, относительно недороги и, безусловно, экономичны. Еще одно достоинство такой эмульсии состоит в том, что ее можно легко смешать с латексом.

Вообще на использовании эмульсий основано производство очень многих окружающих нас предметов. Своего рода эмульсиями являются и молоко, и обувной крем.

Что же касается битумных эмульсий, то они представляют собой систему "масло в воде", в которой битумные частицы представлены в водной фазе как отдельные частицы. Для того чтобы частицы битума не склеивались друг с другом и не образовывали конгломераты, используются специальные добавки, которые называются эмульгаторами.

Касаясь опыта работы с битумными эмульсиями, следует сказать, что сотрудникам шведской лаборатории фирмы "Akzo Nobel" приходится иметь дело с битумами разных марок. Показатель пенетрации в данном случае составляет от 5 до 360. Не следует забывать и о растворителе, в небольшом количестве добавляемом в общую смесь (нужно избежать, с одной стороны, осаживания ингредиентов смеси, с другой, их растворения). Кроме того, растворитель используется как агент, понижающий вязкость битума. В этом случае битум лучше работает при пониженных температурах.

Говоря о воде, следует отметить, что катионные эмульсии в отличие от анионных несколько менее чувствительны к тому количеству воды, которое вводится в состав эмульсии. Анионные же особенно сильно реагируют на так называемую жесткую, то есть содержащую большое количество минеральных примесей воду. Что же касается кислот, то в основном используется уксусная, однако многие фирмы отказываются от использования уксусной кислоты, так как она вызывает коррозию коллоидных мельниц. Иногда используется фосфорная кислота.

В качестве катализатора используется хлорид кальция. С помощью этой добавки улучшаются устойчивость и вязкость. Кроме того, широко применяются различные полимерные добавки для модификации исходного битума. Эти добавки в еще большей степени способствуют увеличению вязкости битума.

В водную фазу иногда вводят латексные добавки.

Если говорить о свойствах битумных эмульсий, то известны такие, как осадка, флокуляция и коалесценция.

Осадка, она же сегментация - это такой процесс, когда наблюдается обратное движение частиц битума в эмульсии. Флокуляция - это такой процесс, при котором капли битума объединяются в конгломераты. Этого явления легко избежать с помощью простого перемешивания битумной эмульсии и восстановления ее свойств. А коалесценция - это процесс объединения более мелких частиц друг с другом с образованием более крупных. Этот процесс протекает, как правило, в момент распада эмульсии. Если рассмотреть процесс производства эмульсии, то первое, на чем следует остановиться, это коллоидная мельница, через которую проходит подогретый битум и водная фаза. Здесь битум разбивается на очень большое количество мелких частиц. Коллоидные мельницы производства "Akzo Nobel" предназначены для приготовления битумных эмульсий очень высокого качества.

Часовая производительность этих мельниц составляет от 5 до 40 т. Производительность лабораторного варианта аналогичной мельницы составляет 300 л/час.

Основными этапами процесса производства эмульсии являются следующие.

Прежде всего это нагрев исходных ингредиентов - воды и битума. Затем - подготовка водной фазы, приготовление битумной фазы, растворение битума в водной фазе (и иногда охлаждение готовой эмульсии).

Растворение битума в водной фазе происходит в несколько этапов. Эмульсия, приготавливаемая в заводских условиях, может получаться различных марок в зависимости от того, какой пенетрации исходный битум был использован. Для того чтобы битум нормально растворился в водной фазе, очень важно правильно подобрать битум нужной вязкости. Потом - очень точно отрегулировать состав. Если содержание битума в эмульсии увеличится, то придется столкнуться с проблемой вязкости эмульсии. Кроме того, очень важный фактор - поддержание в мельнице постоянного давления.

Если говорить о температуре производства битумной эмульсии, то для того, чтобы битум хорошо растворился в водной фазе, прежде всего относительно низкой должна быть его вязкость. Оптимальной является вязкость, не превышающая до 200 сантистокс. Очень важно не доводить битум до точки кипения, иначе он просто разрушится. Температура эмульсии не должна превышать 90 оС. Что же касается температуры воды, то она рассчитывается, исходя из этого требования.

Однако ряд эмульсий производится при температуре, превышающей точку кипения. Для этого требуются модифицированный битум и теплообменник.

"Akzo Nobel" поставляет эмульсионные установки двух различных типов - циклического и поточного (непрерывного) действия. Производство битумной эмульсии в установках циклического действия разделяется на две фазы. Сначала осуществляется перемешивание водной фазы, потом - собственно процесс эмульгирования.

Что же касается поточного способа производства, то в данном случае химические продукты непрерывно подаются в водную фазу.

Если говорить о качестве конечного продукта (эмульсии), то оно не зависит от того, установка какого типа была использована. Однако следует помнить, что если используется установка циклического действия, то решающим фактором, влияющим на качество эмульсии, является квалификация оператора установки. Непрерывное же производство является более гибким.

Эмульгаторы, вода и стабилизирующая добавка вводятся в емкость, в которой производится перемешивание. Растворитель вводится путем инъектирования. Это делается для того, чтобы избежать утечки экологически нечистых испарений. Вся система защищена от возможности подобных выбросов.

Различные необходимые для производства битумных эмульсий ингредиенты (химические продукты, эмульгаторы, кислота, стабилизаторы) хранятся в отдельных емкостях.

Подающаяся в установку вода нагревается с помощью теплообменника.

Анализируя процесс работы эмульгатора в эмульсии, следует отметить, что для того чтобы получить тонкодисперсную эмульсию, необходимо не только механическое воздействие. Размер частиц эмульсии регулируется правильным подбором эмульгатора и его концентрации. Эмульгатор адсорбируется каплями битума и обеспечивает электростатическое и гидростатическое отталкивание частиц, создавая своего рода двойной барьер между ними.

Если говорить о концентрации эмульгатора в битумной эмульсии, то данный показатель зависит от скорости распада эмульсии. Если нужно получить быстрораспадающуюся эмульсию, то содержание эмульгатора должно составлять от 0,15 до 0,3%. Средней скорости распада эмульсии соответствует содержание эмульгатора в пределах 0,3-0,6%. Если же эмульсия должна быть использована для устройства покрытия типа Микроасфальт, то содержание эмульгатора должно составлять 0,6-2,0%. Для медленнораспадающихся эмульсий - 0,8-2,5%.

Сферы применения битумных эмульсий различны - устройство покрытия типа Сларри Сил, поверхностная обработка, а также технология, предусматривающая комбинацию Сларри Сил и поверхностной обработки. Используются битумные эмульсии для устройства подгрунтовок, связующих слоев, а также для производства холодных асфальтобетонных смесей. Фирмой "Akzo Nobel" был испробован ряд российских битумов. Ее специалисты пришли к выводу, что российские битумы пригодны для устройства микропокрытий и поверхностных обработок.

На техасском предприятии "Akzo Nobel" производится всевозможное оборудование, которое используется для применения холодных технологий, основанных на применении битумных эмульсий.Подготовил Федор СПИРИДОНОВ, фото Дмитрия ТРОМПЕЛЯ

Окончание следует