एस्फाल्ट फुटपाथ निर्माण में सर्फेक्टेंट का अनुप्रयोग

एस्फाल्ट फुटपाथ निर्माण में सर्फेक्टेंट के व्यापक अनुप्रयोग हैं, जिनमें मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:

1. गर्म मिश्रण योजक के रूप में

(1) क्रियाविधि

वार्म मिक्स एडिटिव्स एक प्रकार के सर्फेक्टेंट (जैसे, APTL-प्रकार के वार्म मिक्स एडिटिव्स) होते हैं, जिनकी आणविक संरचना में लिपोफिलिक और हाइड्रोफिलिक समूह होते हैं। एस्फाल्ट मिश्रणों को मिलाते समय, वार्म मिक्स एडिटिव्स को एस्फाल्ट के साथ ही मिश्रण पात्र में छिड़का जाता है। यांत्रिक हलचल के तहत, लिपोफिलिक समूह एस्फाल्ट के साथ बंध बनाते हैं, जबकि अवशिष्ट जल अणु हाइड्रोफिलिक समूहों के साथ मिलकर एस्फाल्ट-लेपित एग्रीगेट्स के बीच एक संरचनात्मक जल परत बनाते हैं। यह जल परत स्नेहक के रूप में कार्य करती है, जिससे मिश्रण की कार्यक्षमता बढ़ती है। बिछाने और संघनन के दौरान, संरचनात्मक जल परत स्नेहन प्रदान करती रहती है, जिससे बिछाने की गति बढ़ती है और मिश्रण का संघनन आसान होता है। संघनन पूरा होने के बाद, जल अणु धीरे-धीरे वाष्पित हो जाते हैं, और सर्फेक्टेंट एस्फाल्ट और एग्रीगेट्स के बीच की सतह पर पहुँच जाता है, जिससे एग्रीगेट्स और एस्फाल्ट बाइंडर के बीच बंधन मजबूत होता है।

(2) लाभ

वार्म मिक्स एडिटिव्स मिश्रण, बिछाने और संघनन के तापमान को 30-60 डिग्री सेल्सियस तक कम कर सकते हैं, जिससे निर्माण कार्य 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के वातावरण में भी जारी रह सकता है। ये कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को लगभग 50% और जहरीली गैसों (जैसे, डामर की गंध) के उत्सर्जन को 80% से अधिक तक कम करते हैं। इसके अतिरिक्त, ये डामर के पुराने होने से बचाते हैं, संघनन की गुणवत्ता और निर्माण कार्य की दक्षता सुनिश्चित करते हैं और डामर की सड़कों की सेवा अवधि बढ़ाते हैं। साथ ही, वार्म मिक्स एडिटिव्स के उपयोग से मिक्सिंग प्लांट की क्षमता 20-25% तक बढ़ सकती है और बिछाने/संघनन की गति 10-20% तक बढ़ सकती है, जिससे निर्माण कार्य की दक्षता में सुधार होता है और निर्माण समय कम हो जाता है।

2. एस्फाल्ट इमल्सीफायर के रूप में

(1) वर्गीकरण एवं विशेषताएँ

एस्फाल्ट इमल्सीफायर सर्फेक्टेंट होते हैं जिन्हें आयनिक गुणों के आधार पर कैटायनिक, एनायनिक, नॉन-आयनिक और एम्फोटेरिक प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है। कैटायनिक एस्फाल्ट इमल्सीफायर धनात्मक आवेशों के माध्यम से ऋणात्मक आवेशित एग्रीगेट पर अधिशोषित हो जाते हैं, जिससे मजबूत आसंजन मिलता है—जो उन्हें विशेष रूप से आर्द्र और वर्षा वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त बनाता है। एनायनिक इमल्सीफायर कम लागत वाले होते हैं, लेकिन इनमें जल प्रतिरोध क्षमता कम होती है और इन्हें धीरे-धीरे प्रतिस्थापित किया जा रहा है। नॉन-आयनिक और एम्फोटेरिक इमल्सीफायर विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। विमल्सीकरण गति के आधार पर वर्गीकृत, इनमें धीमी गति से जमने वाले (स्लरी सील और कोल्ड रीसाइक्लिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं), मध्यम गति से जमने वाले (खुलने के समय और उपचार की गति को संतुलित करने वाले) और तेजी से जमने वाले (तेजी से उपचार और यातायात खोलने के लिए सतह उपचार के लिए उपयोग किए जाते हैं) प्रकार शामिल हैं।

(2) अनुप्रयोग परिदृश्य

एस्फाल्ट इमल्सीफायर ठंडे मिश्रण और ठंडी सड़क बनाने की प्रक्रियाओं को संभव बनाते हैं, जिससे एस्फाल्ट को गर्म करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और ऊर्जा की खपत 30% से अधिक कम हो जाती है। यह दूरस्थ पहाड़ी क्षेत्रों या शहरी सड़कों की त्वरित मरम्मत के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है। इनका उपयोग पुरानी सड़कों की मरम्मत और सेवा जीवन को 5-8 वर्ष तक बढ़ाने के लिए निवारक रखरखाव (जैसे, स्लरी सील) में भी किया जाता है। इसके अतिरिक्त, ये इन-सीटू कोल्ड रीसाइक्लिंग में सहायक होते हैं, जिससे पुराने एस्फाल्ट सड़क सामग्री का 100% पुनर्चक्रण होता है और लागत में 20% की कमी आती है।

3. कटबैक डामर और उसके मिश्रणों की कार्यक्षमता में सुधार करना

(1) प्रभाव

स्पैन80 के साथ हैवी ऑयल विस्कोसिटी रिड्यूसर (AMS) मिलाकर तैयार किए गए सर्फेक्टेंट, जब कटबैक एस्फाल्ट में मिलाए जाते हैं, तो एस्फाल्ट-एग्रीगेट इंटरफ़ेस पर सतह तनाव को काफी कम कर देते हैं और कटबैक एस्फाल्ट की चिपचिपाहट को घटा देते हैं। इससे मिश्रण का बेहतर मिश्रण सुनिश्चित होता है और डीज़ल की मात्रा भी कम हो जाती है। कंपाउंड सर्फेक्टेंट मिलाने से एग्रीगेट सतहों पर एस्फाल्ट की फैलाव क्षमता बढ़ती है, पेविंग के दौरान प्रतिरोध कम होता है और कटबैक एस्फाल्ट मिश्रणों का अंतिम संघनन स्तर बढ़ता है—जिससे मिश्रण की एकरूपता और पेविंग/संघनन प्रदर्शन में सुधार होता है।

(2) तंत्र

कंपाउंड सर्फेक्टेंट एस्फाल्ट और एग्रीगेट के बीच तरल-ठोस अंतरास्थि तनाव को बदल देते हैं, जिससे एस्फाल्ट मिश्रण कम डाइल्यूएंट खुराक के साथ भी बेहतर निर्माण प्रदर्शन बनाए रख पाते हैं। 1.0–1.5% सर्फेक्टेंट खुराक पर, कटबैक एस्फाल्ट मिश्रणों के पेविंग और कॉम्पैक्शन गुणों में सुधार 4–6% डीजल डाइल्यूएंट मिलाने के बराबर होता है, जिससे मिश्रण समान मिश्रण एकरूपता और कॉम्पैक्शन कार्यक्षमता प्राप्त कर लेता है।

4. डामर की सड़कों के कोल्ड रीसाइक्लिंग के लिए

(1) पुनर्चक्रण तंत्र

कोल्ड रीसाइक्लिंग एस्फाल्ट इमल्सीफायर ऐसे सर्फेक्टेंट होते हैं जो रासायनिक क्रिया द्वारा एस्फाल्ट को सूक्ष्म कणों में फैलाते हैं और उन्हें पानी में स्थिर करते हैं। इनका मुख्य कार्य एस्फाल्ट के निर्माण को सामान्य तापमान पर संभव बनाना है। इमल्सीफायर अणु एस्फाल्ट-एग्रीगेट इंटरफ़ेस पर एक दिशात्मक सोखने वाली परत बनाते हैं, जो पानी के कटाव को रोकती है—विशेष रूप से अम्लीय एग्रीगेट के लिए प्रभावी। साथ ही, इमल्सीफाइड एस्फाल्ट में मौजूद हल्के तेल घटक पुराने एस्फाल्ट में प्रवेश करते हैं, जिससे इसकी लचीलापन आंशिक रूप से बहाल हो जाता है और पुनः प्राप्त सामग्रियों की रीसाइक्लिंग दर बढ़ जाती है।

(2) लाभ

कोल्ड रीसाइक्लिंग तकनीक परिवेशी तापमान पर मिश्रण और निर्माण को संभव बनाती है, जिससे हॉट रीसाइक्लिंग की तुलना में ऊर्जा खपत 50-70% तक कम हो जाती है और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कमी आती है। यह संसाधन पुनर्चक्रण और सतत विकास की मांगों के अनुरूप है।