יישום של חומרים פעילי שטח בבניית ריצוף אספלט

לחומרים פעילי שטח יש יישומים נרחבים בבניית ריצוף אספלט, בעיקר בהיבטים הבאים:

1. כתוספי תערובת חמים

(1) מנגנון פעולה

תוספי תערובת חמה הם סוג של חומר פעיל שטח (למשל, תוספי תערובת חמה מסוג APTL) המורכבים מקבוצות ליפופיליות והידרופיליות במבנה המולקולרי שלהם. במהלך ערבוב תערובות האספלט, תוספי התערובת החמה מרוססים לתוך כלי הערבוב באופן סינכרוני עם האספלט. תחת ערבוב מכני, הקבוצות הליפופיליות נקשרות לאספלט, בעוד שמולקולות המים הנותרות מתאחדות עם קבוצות הידרופיליות ליצירת שכבת מים מבנית בין אגרגטים מצופים באספלט. שכבת מים זו משמשת כחומר סיכה, ומשפרת את יכולת העיבוד של התערובת במהלך הערבוב. במהלך הריצוף והדחיסה, שכבת המים המבנית ממשיכה לספק סיכה, מה שמגביר את מהירות הריצוף ומקל על דחיסת התערובת. לאחר השלמת הדחיסה, מולקולות המים מתאדות בהדרגה, והחומר הפעיל שטח נודד לממשק שבין האספלט לאגרגטים, ומחזק את ביצועי ההדבקה בין אגרגטים לחומר הקישור לאספלט.

(2) יתרונות

תוספי תערובת חמה יכולים להפחית את טמפרטורות הערבוב, הריצוף והדחיסה ב-30-60 מעלות צלזיוס, ולהאריך את עונת הבנייה לסביבות מעל 0 מעלות צלזיוס. הם מפחיתים את פליטת ה-CO₂ בכ-50% ואת פליטת הגזים הרעילים (למשל, אדי אספלט) ביותר מ-80%. בנוסף, הם מונעים הזדקנות אספלט, מבטיחים את איכות הדחיסה וביצועי הבנייה, ומאריכים את חיי השירות של מדרכות אספלט. יתר על כן, השימוש בתוספי תערובת חמה יכול להגדיל את תפוקת מתקני הערבוב ב-20-25% ולהעלות את מהירות הריצוף/דחיסה ב-10-20%, ובכך לשפר את יעילות הבנייה ולקצר את זמן הבנייה.

2. כחומרי אמולסיפי אספלט

(1) סיווג ומאפיינים

מתחלבי אספלט הם חומרים פעילי שטח המסווגים לפי תכונות יוניות לסוגים קטיוניים, אניוניים, לא-יוניים ואמפוטריים. מתחלבי אספלט קטיוניים נספחים על אגרגטים בעלי מטען שלילי באמצעות מטענים חיוביים, ומציעים הידבקות חזקה - מה שהופך אותם למתאימים במיוחד לאזורים לחים וגשומים. מתחלבים אניוניים, למרות שהם זולים, בעלי עמידות נמוכה למים והם מוחלפים בהדרגה. מתחלבים לא-יוניים ואמפוטריים עומדים בדרישות של תנאי סביבה מיוחדים. מסווגים לפי מהירות פירוק האמולסיפיקציה, הם כוללים סוגים בעלי התקשות איטית (המשמשים לאיטום תרחיף ולמחזור קר), התקשות בינונית (איזון זמן פתיחה ומהירות ריסוס) והתקשות מהירה (המשמשים לטיפול פני השטח כדי לאפשר ריסוס מהיר ופתיחת תנועה).

(2) תרחישי יישום

מתחלבי אספלט מאפשרים תהליכי ערבוב קר וריצוף קר המבטלים את הצורך בחימום אספלט, ומפחיתים את צריכת האנרגיה ביותר מ-30% - יתרון משמעותי באזורים הרריים מרוחקים או בתיקוני כבישים עירוניים מהירים. הם משמשים גם לתחזוקה מונעת (למשל, איטום בוץ) לתיקון מדרכות ישנות ולהארכת חיי השירות ב-5-8 שנים. בנוסף, הם תומכים במחזור קר באתר, ומשיגים מיחזור של 100% של חומרי ריצוף אספלט ישנים ומפחיתים את העלויות ב-20%.

3. שיפור יכולת העיבוד של אספלט חתוך ותערובותיו

(1) השפעה

חומרים פעילי שטח המנוסחים על ידי שילוב של מפחיתי צמיגות של שמן כבד (AMS) עם Span80, כאשר מוסיפים אותם לאספלט חתוך, מפחיתים משמעותית את מתח הפנים בממשק האספלט-אגרגט ומורידים את צמיגות האספלט החתוך. זה מבטיח ביצועי ערבוב אופטימליים של התערובת תוך הפחתת מינון הסולר. שילוב חומרים פעילי שטח מורכבים משפר את יכולת הפריסה של האספלט על משטחי אגרגט, מפחית את ההתנגדות במהלך הריצוף ומגביר את דרגת הדחיסה הסופית של תערובות אספלט חתוך - ומשפרים את אחידות הערבוב ואת ביצועי הריצוף/דחיסה.

(2) מנגנון

חומרים פעילי שטח מורכבים משנים את מתח הפנים בין נוזל למוצק בין אספלט לאגרגטים, ומאפשרים לתערובות אספלט לשמור על ביצועי בנייה נוחים גם עם מינון מופחת של חומר מדלל. במינון חומר פעיל שטח של 1.0-1.5%, השיפור במאפייני הריצוף והדחיסה של תערובות אספלט חתוך שווה ערך להוספת 4-6% חומר מדלל סולר, מה שמאפשר לתערובת להשיג את אותה אחידות ערבוב ויכולת עבודה של דחיסה.

4. למחזור קר של מדרכות אספלט

(1) מנגנון מיחזור

מתחלבי אספלט למחזור קר הם חומרים פעילי שטח המפזרים אספלט למיקרו-חלקיקים באמצעות פעולה כימית ומייצבים אותם במים, כאשר תפקידם העיקרי מאפשר בנייה של אספלט בטמפרטורת הסביבה. מולקולות המתחלב יוצרות שכבת ספיחה מכוונת בממשק האספלט-אגרגט, ועמידות בפני סחף מים - יעיל במיוחד עבור אגרגטים חומציים. בינתיים, רכיבי שמן קל באספלט מתחלב חודרים לאספלט המיושן, משחזרים חלקית את גמישותו ומגדילים את שיעור המיחזור של חומרים ממוחזרים.

(2) יתרונות

טכנולוגיית מיחזור קר מאפשרת ערבוב ובנייה בטמפרטורת הסביבה, מפחיתה את צריכת האנרגיה ב-50-70% בהשוואה למיחזור חם ומפחיתה את פליטות גזי החממה. היא תואמת את הדרישות של מיחזור משאבים ופיתוח בר-קיימא.