Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к снип 3.06.03-85)

3.22. Вид и количество эмульгатора для катионных эмульсий назначают по табл. 2 в зависимости от класса эмульсии. Количество эмульгатора не зависит от концентрации битума в эмульсии.

3.23. Катионные эмульгаторы вводят в воду или в битум в соответствии с табл. 6. Соляную кислоту вводят только в воду.

Таблица 6

Состав эмульгатора

Количество вещества, вводимое в воду, % массы воды

Количество вещества, вво­димое в битум, % массы битума

Эмульсии класса ЭБК-1

АТМ

0,5-1

-

Соляная кислота

0,2

-

Амины С₁₇-С₂₀

-

1-2

Соляная кислота

по п. 3.26

-

Эмульсии класса ЭБК-2

АТМ

2

-

Соляная кислота

0,2

-

БП-3

-

2

Соляная кислота

по п. 3.26

-

Эмульсии класса ЭБК-3

БП-3

-

3-4

Соляная кислота

по п.3.26

-

3.24. Количество эмульгатора для введения в воду или битум, установленное по табл. 6, уточняют по концентрации основного вещества в продукте, указанной в паспорте, по формуле

, (3)

где N - количество эмульгатора, необходимое для приготовления эмульсии, %; n - количество эмульгатора, %, установленное по табл. 6; с - концентрация основного вещества в продукте, %.

3.25. Для каждой партии соляной кислоты необходимо устанав­ливать концентрацию путем измерения ореометром (денси­мет­ром) ее плотности (табл. 7).

3.26. Количество соляной кислоты, необходимое для введения в воду при использовании эмульгаторов БП-3 и аминов, рассчитывают по формуле

(4)

где А - количество соляной кислоты, % массы воды; О - основность эмульгатора, мл 0,1Н раствора HCl; 0,00365 - г-экв 0,1Н раствора HCl; n - количество эмульгатора, %, установленное по табл. 6; с - концентрация HCl, %.

Если основность эмульгатора дана в мг КОН на 1 г, то для перевода в мл. 0,1Н раствора HCl этот показатель следует разделить на 5,61 (титр 0,1Н раствора HCl, выраженный в мг КОН на 1 г).

Пример. Требуется приготовить 1 т водного раствора соляной кис­лоты для получения эмульсии с 3% БП-3. Соляная кислота имеет плот­ность 1,179 г/см³, следовательно, концентрация ее (по табл. 7) 36%. Основность БП-3 41,45 0,1Н раствора HCl (или 232,5 КОН на 1 г). По формуле (4) находим необходимое количество соляной кислоты

%.

Следовательно, на 1 т водного раствора 14,6 кг, или 12,4 л (14,6:1,179) соляной кислоты.

3.27. Количество соляной кислоты, необходимой для введения в раствор эмульгатора при использовании АТМ, устанавливают по табл. 6. Нормы расхода кислоты, указанные в табл. 6, относятся к кислоте 36%‑й концентрации с плотностью 1,179. При наличии кислоты другой концентрации ее количество корректируют по табл. 7.

Таблица 7

Концент­ра­ция HCl, %

Плотность соляной кислоты, г/см³

Коэффи­циент

Концентра­ция HCl, %

Плотность соляной кислоты, г/см³

Коэффи­циент

20

1,098

1,784

30

1,149

1,197

22

1,108

1,614

32

1,159

1,113

24

1,119

1,486

34

1,169

1,052

26

1,129

1,366

36

1,179

1,000

28

1,139

1,279

38

1,189

0,951

40

1,198

0,905

Например, нужно добавить 2,5 кг соляной кислоты с плотностью 1,179, а имеется кислота с плотностью 1,129, тогда ее нужно добавить в количестве кг.

3.28. Эмульгаторы БП-3 и амины вводят в битум, разогретый до рабочей температуры (п. 3.32), и растворяют в нем при перемешивании. Битум с эмульгатором не рекомендуется держать в нагретом состоянии более 8 ч.

3.29. Эмульгатор АТМ вводят в воду, приготовляя раствор следующим образом: в нагретую до температуры 65-75 °С воду вводят АТМ и соляную кислоту и тщательно перемешивают до полного растворения АТМ. Готовый раствор должен иметь водородный показатель рН в пределах 1,8-2,2.

Значения рН меньше 1,8 свидетельствуют об избытке кислоты, что отрицательно влияет на адгезию эмульгированного битума, более 2,2 - о недостатке кислоты, что ухудшает условия эмульгирования битума.

3.30. Растворы эмульгаторов и кислот приготовляют непосредст­венно перед их использованием в емкостях, снабженных плотно закрывающимися крышками.

3.31. Процесс приготовления анионных и катионных эмульсий заключается в объединении в эмульсионной машине битума и водного раствора эмульгатора, дозируемых в определенных соотношениях.

3.32. Температура нефтяного битума, поступающего в эмульсион­ную машину, должна быть, °С:

БНД 40/60, БН 40/60 130-140

БНД 60/90, БНД 90/130 120-130

БН 60/90, БН 90/130 120-130

БНД 130/200, БН 130/200 100-120

БНД 200/300, БН 200/300 90-100

3.33. Температура водного раствора эмульгатора, поступающего в эмульсионную машину, должна быть в пределах 70-80 °С.

3.34. Температуру битума и раствора эмульгатора следует назначать таким образом, чтобы сумма этих двух температур не превышала 200 °С. В противном случае может произойти вспенивание смеси битума и раствора эмульгатора и выбрасывание ее из эмульсионной машины.

3.35. При приготовлении эмульсии в машине непрерывного действия сперва прогревают машину, краны и трубопроводы, затем включают двигатель и подают водный раствор эмульгатора. После того как раствор заполнит эмульсионную машину и станет вытекать из выходного отверстия, начинают подачу битума. Отрегулировав подачу битума и раствора эмульгатора в соотношении, обеспечивающем нужную концентрацию эмульсии, отключают обогрев кожуха машины.

3.36. Учитывая неточность объемной дозировки компонентов при непрерывном процессе получения эмульсии, рекомендуется подавать битум в количестве, несколько большем требуемого с тем, чтобы окончательно откорректировать концентрацию эмульсии в емкости для готовой продукции путем разбавления раствором эмульгатора, количество которого рассчитывают по формуле

х = а (m/n - 1), (5)

где х - количество раствора эмульгатора, необходимого для разбавления эмульсии, т; а - количество эмульсии, подлежащей разбавлению, т; m - концентрация эмульсии, подлежащей разбавлению, %; n - требуемая концентрация эмульсии, %.

3.37. В течение всего процесса приготовления эмульсии температура битума, поступающего в машину, должна быть строго постоянной, в противном случае будет изменяться скорость его истечения через дозировочные вентили (или другие объемные дозирующие устройства), что вызовет изменение концентрации эмульсии.

3.38. Температура готовой эмульсии, выходящей из эмульсионной машины, должна быть не выше 90 °С.

3.39. При приготовлении эмульсии в машине периодического действия - акустическом диспергаторе - количество раствора эмульгатора и битума, необходимое для одного цикла, предварительно рассчитывают с учетом: емкости бака диспергатора; получения эмульсии требуемой концентрации; заполнения бака настолько, чтобы гидродинамический преобразователь (вибратор) был постоянно погружен в жидкость.

В прогретый бак диспергатора заливают отмеренный объемным дозатором раствор эмульгатора и включают насос для циркуляции этого раствора через вибратор. После установившегося колебательного движения пластины вибратора из второго объемного дозатора начинают подавать битум со скоростью 30-40 л/мин. После подачи всей порции битума циркуляцию продолжают еще 5-7 мин, затем откачивают образовавшуюся эмульсию из бака и цикл повторяют.

3.40. Приготовив анионную эмульсию, эмульсионную машину промывают раствором эмульгатора, затем горячей водой.

Таблица 8

Вид эмуль­сий

Наименование вяжущего

Состав эмульсии, %

вяжущее

едкий натр

поваренная соль

вода

ЭО

Дегти каменно-уголь­­ные

70-80

1

2-5

27-14

ЭО

Битумы сланцевые (или масло сланце­вое)

70-80

1

2-5

27-14

ЭО-В

Битумы нефтяные

28-32

1

2-5

27-14

Битумы сланцевые (или масло сланце­вое)

42-48

3.41. Закончив приготовление катионной эмульсии, во избежание коррозии металла необходимо промыть горячей водой оборудование, через которое проходят водные растворы (емкость для приготовления эмульгатора, дозировочный бачок, диспергатор, трубопроводы и насосы).

Наибольшую опасность для металла представляет соляная кислота как в концентрированном, так и в разбавленном виде. Катионные эмульгаторы являются ингибиторами коррозии, поэтому их водные растворы, даже если в их состав входит соляная кислота, существенной коррозии не вызывают. Готовая катионная эмульсия металл не разрушает.

3.42. При приготовлении обратных эмульсий количество компонентов назначают по табл. 8.

3.43. При приготовлении обратных вязких эмульсий ЭО-В предварительно составленную смесь из нефтяного битума и сланцевого масла нагревают до температуры 60-80 °С, водный раствор едкого натра и поваренной соли нагревают до 30-40 °С.

При приготовлении обратных жидких эмульсий ЭО вяжущее нагревают в зависимости от вязкости до 20-60 °С. Температуру вяжущего назначают из условия подачи его в мешалку насосом. Водный раствор соли и едкого натра не подогревают. Прогревают лопастную мешалку, краны, трубопроводы и дозаторы. Вяжущее и водный раствор заливают в дозаторы в количестве, соответствующем данным в табл. 8. Сперва в мешалку подают вяжущее, затем при непрерывном перемешивании со скоростью лопастей 60-80 об/мин подают водный раствор. Окончив подачу раствора, перемешивают еще 5-8 мин. Готовую эмульсию сливают в хранилище или в расходную емкость через отверстие в дне мешалки и цикл повторяют.

3.44. При приготовлении паст в мешалку сперва подают порошкообразный эмульгатор в полном количестве, соответствующем составу пасты (табл. 9), затем воду, предварительно подогретую до 50-70 °С, в количестве 30-50 % требуемого по составу. Порошок и воду перемешивают 20-30 с до получения равномерной тестообразной массы с плотностью 1,38-1,4 г/см³. В приготовленное тесто при непрерывном перемешивании постепенно, несколькими порциями вливают поочередно битум и оставшуюся воду. Время перемешивания теста с битумом до получения пасты составляет в зависимости от типа смесителя 60-120 с. Готовую пасту выгружают из мешалки в транспортные средства или в запасную емкость.

Таблица 9

Состав пасты

Количество вещества, %

Известь молотая (кипелка)

8-12

Вода

42-33

Битум

50-55

Известь-пушонка

15-20

Вода

40-30

Битум

45-50

Фильтропрессная грязь

25-30

Вода

35-20

Битум

40-50

Контроль качества эмульсий

3.45. В процессе приготовления эмульсий следует контролировать:

точность дозирования компонентов эмульгатора при приготовлении водных растворовили введения ПАВ в битум;

водородный показатель рН водных растворов эмульгатора;

температуру битума и раствора эмульгатора, поступающих в эмульсионную машину, температуру готовой эмульсии, вытекающей из машины (непрерывный контроль - автоматический);

точность дозирования битума;

однородность эмульсии путем погружения стеклянной палочки в готовую эмульсию (периодическая визуальная оценка). При хорошем качестве эмульсии палочка покрывается однородной темно-коричневой пленкой. Не допускается в пленке комочков или нитей битума.

3.46. Готовые эмульсии должны быть приняты техническим контролем предприятия -изготовителя.

Приемку эмульсии производят партиями. Размер партии эмульсии устанавливают в количестве сменной выработки одной установки, но не более 50 т.

Для контроля качества эмульсии следует отбирать по две пробы от каждой партии эмульсии. Каждая проба не должна быть менее 2 л. Пробы отбирают из емкости, где находится готовая эмульсия, сосудом вместимостью 2,5-3 л, погружаемым в эмульсию на глубину, равную половине толщины слоя эмульсии в емкости.

Пробы эмульсии отбирают и испытывают через сутки после ее приготовления.

Приемочный контроль каждой партии эмульсии производит предприятие-изготовитель по следующим показателям:

содержание битума с эмульгатором;смешиваемость эмульсии с минеральными материалами;

однородность.

3.47. Предприятие-изготовитель обязано также производить периодический контроль эмульсий по следующим показателям: условий вязкости, устойчивости при хранении, сцепления пленки вяжущего с минеральными материалами, устойчивости при транспор­ти­ровании, а также глубины проникания иглы, растяжимости и температуры размягчения битума, выделенного из эмульсии.

Периодический контроль следует осуществлять не реже одного раза в квартал и при каждом изменении материалов, применяемых при приготовлении эмульсий, а также при изменении состава эмульсии.

Хранение и транспортирование эмульсии

3.48. Эмульсии можно хранить на месте их приготовления и на месте применения. В обоих случаях лучшим способом является хранение в вертикальных цилиндрических емкостях (рис. 2). Не рекомендуется хранить эмульсии в емкостях прямоугольного сечения во избежание скопления битума в углах емкости.

3.49. Емкости для эмульсии должны быть чистыми; перед наполнением их следует промыть горячей водой или обработать паром. Во избежание загрязнения битумной эмульсии, испарения из нее воды, а также попадания дождя емкости должны плотно закрываться.

3.50. Не допускается сливать в одну емкость эмульсии различного состава, так как это приводит к распаду, т.е. необратимому разделению на битум и воду.