ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების გამოყენება ასფალტის საფარის მშენებლობაში

ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს ფართო გამოყენება აქვთ ასფალტის საფარის მშენებლობაში, ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:

1. თბილი ნარევის დანამატების სახით

(1) მოქმედების მექანიზმი

თბილი ნარევის დანამატები ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების ტიპია (მაგ., APTL ტიპის თბილი ნარევის დანამატები), რომლებიც მოლეკულურ სტრუქტურაში ლიპოფილური და ჰიდროფილური ჯგუფებისგან შედგება. ასფალტის ნარევების შერევის დროს, თბილი ნარევის დანამატები ასფალტთან სინქრონულად იფრქვევა შესარევ ჭურჭელში. მექანიკური მორევის დროს, ლიპოფილური ჯგუფები ასფალტს უერთდება, ხოლო ნარჩენი წყლის მოლეკულები ჰიდროფილურ ჯგუფებს უერთდება და ასფალტით დაფარულ აგრეგატებს შორის სტრუქტურულ წყლის ფენას ქმნის. ეს წყლის ფენა საპოხი მასალის ფუნქციას ასრულებს, რაც ზრდის ნარევის დამუშავების უნარს შერევის დროს. მოპირკეთებისა და დატკეპნის დროს, სტრუქტურული წყლის ფენა აგრძელებს შეზეთვას, ზრდის მოპირკეთების სიჩქარეს და ხელს უწყობს ნარევის დატკეპნას. დატკეპნის დასრულების შემდეგ, წყლის მოლეკულები თანდათან აორთქლდება და ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ასფალტსა და აგრეგატებს შორის საზღვარზე გადადის, რაც აძლიერებს აგრეგატებსა და ასფალტის შემკვრელს შორის შემაკავშირებელ თვისებებს.

(2) უპირატესობები

თბილი ნარევის დანამატებს შეუძლიათ შეამცირონ შერევის, მოპირკეთების და დატკეპნის ტემპერატურა 30–60°C-ით, რაც მშენებლობის სეზონს 0°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ახანგრძლივებს. ისინი დაახლოებით 50%-ით ამცირებენ CO₂-ის ემისიას და ტოქსიკური აირების (მაგ., ასფალტის ორთქლი) ემისიას 80%-ზე მეტით. გარდა ამისა, ისინი ხელს უშლიან ასფალტის დაბერებას, უზრუნველყოფენ დატკეპნის ხარისხს და მშენებლობის ეფექტურობას და ახანგრძლივებენ ასფალტის საფარის მომსახურების ვადას. გარდა ამისა, თბილი ნარევის დანამატების გამოყენებამ შეიძლება გაზარდოს შერევის ქარხნების პროდუქტიულობა 20–25%-ით და გაზარდოს მოპირკეთების/დატკეპნის სიჩქარე 10–20%-ით, რითაც აუმჯობესებს მშენებლობის ეფექტურობას და ამცირებს მშენებლობის დროს.

2. ასფალტის ემულგატორებად

(1) კლასიფიკაცია და მახასიათებლები

ასფალტის ემულგატორები ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია, რომლებიც იონური თვისებების მიხედვით კლასიფიცირდება კათიონურ, ანიონურ, არაიონურ და ამფოტერულ ტიპებად. კათიონური ასფალტის ემულგატორები დადებითი მუხტების საშუალებით აბსორბირდებიან უარყოფითად დამუხტულ აგრეგატებზე, რაც უზრუნველყოფს ძლიერ ადჰეზიას, რაც მათ განსაკუთრებით შესაფერისს ხდის ნოტიო და წვიმიან რეგიონებში. ანიონური ემულგატორები, მიუხედავად იმისა, რომ დაბალი ღირებულებისაა, აქვთ დაბალი წყალგამძლეობა და თანდათანობით იცვლება. არაიონური და ამფოტერული ემულგატორები აკმაყოფილებენ განსაკუთრებული გარემო პირობების მოთხოვნებს. დემულსიფიკაციის სიჩქარის მიხედვით კლასიფიცირებულია ნელა შეკვრის (გამოიყენება სუსპენზიის დალუქვისა და ცივი გადამუშავებისთვის), საშუალო შეკვრის (გახსნის დროისა და გამყარების სიჩქარის დაბალანსება) და სწრაფად შეკვრის (გამოიყენება ზედაპირის დამუშავებისთვის სწრაფი გამყარებისა და მოძრაობის გახსნის უზრუნველსაყოფად) ტიპები.

(2) გამოყენების სცენარები

ასფალტის ემულგატორები უზრუნველყოფენ ცივი შერევისა და ცივი საფარის დაგების პროცესებს, რაც გამორიცხავს ასფალტის გაცხელების საჭიროებას, რაც ამცირებს ენერგიის მოხმარებას 30%-ზე მეტით - მნიშვნელოვანი უპირატესობაა შორეულ მთიან რაიონებში ან ურბანული გზების სწრაფი შეკეთებისთვის. ისინი ასევე გამოიყენება პრევენციული მოვლისთვის (მაგ., სუსპენზიის დალუქვა) დაძველებული ტროტუარების შესაკეთებლად და მომსახურების ვადის 5-8 წლით გასახანგრძლივებლად. გარდა ამისა, ისინი ხელს უწყობენ ადგილზე ცივ გადამუშავებას, რაც უზრუნველყოფს ძველი ასფალტის საფარის მასალების 100%-იან გადამუშავებას და ხარჯების 20%-ით შემცირებას.

3. ასფალტისა და მისი ნარევების დამუშავებადობის გაუმჯობესება

(1) ეფექტი

მძიმე ზეთის სიბლანტის შემამცირებელი საშუალებების (AMS) Span80-თან შერევით წარმოქმნილი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, ასფალტ-აგრეგატის საზღვარზე დამატებისას, მნიშვნელოვნად ამცირებს ზედაპირულ დაჭიმულობას და ასფალტის სიბლანტეს. ეს უზრუნველყოფს ნარევის ოპტიმალურ შერევის ეფექტურობას და ამავდროულად ამცირებს დიზელის დოზას. ნაერთი ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ჩართვა აუმჯობესებს ასფალტის აგრეგატის ზედაპირებზე გაშლის უნარს, ამცირებს წინააღმდეგობას მოპირკეთების დროს და ზრდის ასფალტის ნარევების საბოლოო დატკეპნის ხარისხს, რაც აუმჯობესებს შერევის ერთგვაროვნებას და მოპირკეთების/დატკეპნის ეფექტურობას.

(2) მექანიზმი

რთული ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები ცვლის ასფალტსა და აგრეგატებს შორის თხევადი-მყარი ზედაპირის დაჭიმულობას, რაც ასფალტის ნარევებს საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ ხელსაყრელი სამშენებლო მახასიათებლები გამხსნელის შემცირებული დოზირების შემთხვევაშიც კი. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების 1.0–1.5%-იანი დოზირებისას, ასფალტის ნარევების საფარის მოპირკეთებისა და დატკეპნის მახასიათებლების გაუმჯობესება ეკვივალენტურია 4–6%-იანი დიზელის გამხსნელის დამატების, რაც ნარევს საშუალებას აძლევს მიაღწიოს ერთგვაროვან შერევას და დატკეპნის დამუშავებადობას.

4. ასფალტის საფარის ცივი გადამუშავებისთვის

(1) გადამუშავების მექანიზმი

ცივი გადამუშავების ასფალტის ემულგატორები ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებია, რომლებიც ქიმიური მოქმედებით ასფალტს მიკრონაწილაკებად ანაწილებენ და წყალში ასტაბილურებენ მათ, მათი ძირითადი ფუნქცია კი ასფალტის გარემოს ტემპერატურაზე კონსტრუქციის საშუალებას იძლევა. ემულგატორის მოლეკულები ასფალტ-აგრეგატის საზღვარზე ორიენტირებულ ადსორბციულ ფენას ქმნიან, რაც წყლის ეროზიას ეწინააღმდეგება - განსაკუთრებით ეფექტურია მჟავე აგრეგატებისთვის. ამასობაში, ემულსიფიცირებულ ასფალტში არსებული მსუბუქი ზეთის კომპონენტები აღწევენ დაძველებულ ასფალტში, ნაწილობრივ აღადგენენ მის მოქნილობას და ზრდის გადამუშავებული მასალების გადამუშავების მაჩვენებელს.

(2) უპირატესობები

ცივი გადამუშავების ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა გარემოს ტემპერატურაზე შერევისა და მშენებლობის, რაც ენერგიის მოხმარებას 50–70%-ით ამცირებს ცხელი გადამუშავების მეთოდთან შედარებით და ამცირებს სათბურის გაზების გამოყოფას. ის შეესაბამება რესურსების გადამუშავებისა და მდგრადი განვითარების მოთხოვნებს.