Поверхнево-активні речовини мають широке застосування в асфальтовому будівництві, головним чином включаючи такі аспекти:
1. Як добавки до теплих сумішей
(1) Механізм дії
Добавки до теплих сумішей – це тип поверхнево-активних речовин (наприклад, добавки до теплих сумішей типу APTL), що складаються з ліпофільних та гідрофільних груп у своїй молекулярній структурі. Під час змішування асфальтових сумішей добавки до теплих сумішей розпилюються в змішувальний бак синхронно з асфальтом. Під час механічного перемішування ліпофільні групи зв'язуються з асфальтом, тоді як залишкові молекули води поєднуються з гідрофільними групами, утворюючи структурну водяну плівку між покритими асфальтом заповнювачами. Ця водяна плівка діє як мастило, покращуючи оброблюваність суміші під час змішування. Під час укладання та ущільнення структурна водяна плівка продовжує забезпечувати мастило, збільшуючи швидкість укладання та полегшуючи ущільнення суміші. Після завершення ущільнення молекули води поступово випаровуються, а поверхнево-активна речовина мігрує до межі розділу між асфальтом та заповнювачами, посилюючи зчеплення між заповнювачами та асфальтовим в'яжучим.
(2) Переваги
Добавки до теплих сумішей можуть знизити температуру змішування, укладання та ущільнення на 30–60°C, продовжуючи будівельний сезон до середовищ з температурою вище 0°C. Вони зменшують викиди CO₂ приблизно на 50% та викиди токсичних газів (наприклад, асфальтових парів) понад 80%. Крім того, вони запобігають старінню асфальту, забезпечують якість ущільнення та будівельні характеристики, а також подовжують термін служби асфальтових покриттів. Крім того, використання добавок до теплих сумішей може збільшити продуктивність змішувальних установок на 20–25% та підвищити швидкість укладання/ущільнення на 10–20%, тим самим підвищуючи ефективність будівництва та скорочуючи час будівництва.
2. Як емульгатори асфальту
(1) Класифікація та характеристики
Асфальтові емульгатори – це поверхнево-активні речовини, які за іонними властивостями класифікуються на катіонні, аніонні, неіонні та амфотерні. Катіонні асфальтові емульгатори адсорбуються на негативно заряджених агрегатах через позитивні заряди, забезпечуючи міцну адгезію, що робить їх особливо придатними для вологих та дощових регіонів. Аніонні емульгатори, хоча й недорогі, мають погану водостійкість і поступово замінюються. Неіонні та амфотерні емульгатори відповідають вимогам особливих умов навколишнього середовища. За швидкістю деемульгації вони класифікуються як повільнотвердіючі (використовуються для герметизації шламу та холодного перероблення), середньотвердіючі (балансування часу відкриття та швидкості затвердіння) та швидкотвердіючі (використовуються для обробки поверхні, щоб забезпечити швидке затвердіння та відкриття для руху транспорту).
(2) Сценарії застосування
Асфальтові емульгатори дозволяють використовувати процеси холодного змішування та холодного укладання асфальту, що усуває необхідність нагрівання асфальту, зменшуючи споживання енергії більш ніж на 30% — що є значною перевагою у віддалених гірських районах або для швидкого ремонту міських доріг. Вони також використовуються для профілактичного обслуговування (наприклад, герметизації шламом) для ремонту старих покриттів та продовження терміну служби на 5–8 років. Крім того, вони підтримують холодну переробку на місці, досягаючи 100% переробки старих асфальтових матеріалів та знижуючи витрати на 20%.
3. Покращення оброблюваності розрідженого асфальту та його сумішей
(1) Ефект
Поверхнево-активні речовини, виготовлені шляхом змішування редукторів в'язкості важкої нафти (AMS) зі Span80, при додаванні до розрідженого асфальту значно знижують поверхневий натяг на межі розділу асфальт-заповнювач і знижують в'язкість розрідженого асфальту. Це забезпечує оптимальну продуктивність змішування суміші, зменшуючи при цьому дозування дизельного палива. Додавання складних поверхнево-активних речовин покращує розподільчість асфальту по поверхнях заповнювача, зменшує опір під час укладання дорожнього покриття та підвищує кінцевий ступінь ущільнення сумішей розрідженого асфальту, покращуючи рівномірність змішування та продуктивність укладання/ущільнення.
(2) Механізм
Складні поверхнево-активні речовини змінюють міжфазний натяг рідина-тверда речовина між асфальтом та заповнювачами, що дозволяє асфальтовим сумішам підтримувати сприятливі будівельні характеристики навіть за умови зменшення дозування розріджувача. При дозуванні поверхнево-активної речовини 1,0–1,5% покращення характеристик дорожнього покриття та ущільнення розріджених асфальтових сумішей еквівалентне додаванню 4–6% дизельного розріджувача, що дозволяє суміші досягти такої ж однорідності змішування та технологічності ущільнення.
4. Для холодного перероблення асфальтових покриттів
(1) Механізм переробки
Емульгатори асфальту для холодної рециклінгу – це поверхнево-активні речовини, які диспергують асфальт на мікрочастинки за допомогою хімічної дії та стабілізують їх у воді, причому їхня основна функція дозволяє утворювати асфальт за кімнатної температури. Молекули емульгатора утворюють орієнтований адсорбційний шар на межі розділу асфальт-заповнювач, протистоячи водній ерозії, що особливо ефективно для кислих заповнювачів. Тим часом, легкі нафтові компоненти в емульгованому асфальті проникають у старий асфальт, частково відновлюючи його гнучкість та збільшуючи коефіцієнт переробки відновлених матеріалів.
(2) Переваги
Технологія холодного перероблення дозволяє змішувати та будувати за кімнатної температури, зменшуючи споживання енергії на 50–70% порівняно з гарячим переробленням та знижуючи викиди парникових газів. Це відповідає вимогам переробки ресурсів та сталого розвитку.
Час публікації: 09 грудня 2025 р.