O uso de diferentes tipos de emulsão no controle de poeira

Emulsões

As emulsões suprimem a perda de finos superficiais como partículas de poeira inaláveis ​​e respiráveis ​​quando usadas em estradas não vedadas. O objetivo deste artigo é discutir os três tipos mais comuns de emulsões usadas no controle de poeira, incluindo emulsões de polímero sintético, emulsões betuminosas e lignossulfonatos emulsificados. Acredito que o papel multifacetado desempenhado pelas emulsões de polímero sintético lhes dá uma vantagem sobre as outras emulsões, que na maioria dos casos é diferente de uma aplicação para a outra.

Emulsões de polímero

Emulsões de polímero sintético de acrilatos, acetatos de polivinila e cloratos de polivinila podem ser usados ​​para controlar a poeira. Este grupo de emulsões é feito por polimerização de monômero em meio aquoso. Seu mecanismo de ação depende da cinética de evaporação, onde a remoção de água leva a uma transição de flocos para um filme como resultado da coalescência. O teor de sólidos de 40-60% por peso é responsável pelo encapsulamento das partículas e pela formação de uma rede de ligação aderindo os grãos do solo uns aos outros. Além da supressão de poeira, essas emulsões podem fornecer melhoria de resistência ao mesmo tempo em que criam uma superfície resistente às intempéries. Em alguns projetos, taxas de aplicação de 1,27 l / m 2 A vedação de pulverização superior levou a valores de penetração entre 25-38 mm. Vários outros projetos utilizando 1,4 - 4,5l / m 2 demonstraram que as emulsões de polímero sintético apresentam melhor desempenho quando misturadas com longevidade de até um ano antes dos ciclos de reabilitação e tratamento.

Na prática, fácil aplicação com boa eficiência, aumento na resistência ao cisalhamento do material, desempenho consistente de controle de poeira com adaptabilidade moderada a condições úmidas são algumas das vantagens das emulsões de polímero sintético. As limitações incluem a susceptibilidade ao envelhecimento oxidativo da crosta que se forma na superfície durante a exposição prolongada aos raios ultravioleta levando à deterioração e tendem a ser caras devido à escassez de matérias-primas e processos de produção para sua síntese.

Emulsões de betume

A redução de poeira por meio do uso de emulsões betuminosas de endurecimento lento é comum em estradas não pavimentadas. A dispersão da fase betuminosa na solução aquosa não miscível da fase surfactante emulsificante em várias frações de volume é conhecida como uma emulsão betuminosa. A natureza do surfactante determina a carga na emulsão, as emulsões betuminosas catiônicas são a maioria usada na supressão de poeira. A cinética de contração resultante da reação com superfícies alcalinas do solo ocorre por meio de etapas de floculação, densificação e coalescência à medida que a fase betuminosa se assenta na fase aquosa. A quebra e cura da emulsão é uma combinação de fenômenos baseados em flutuações de energia entre as forças entre as partículas dispersas que levam à gelificação ao longo do tempo. Ao contrário, os solos siliciosos interagem com as emulsões catiônicas por meio da abstração do emulsificante, da desprotonação do emulsificante acidificado e da migração das gotas.

Emulsões aniônicas interagem com superfícies calcárias para quebrar a emulsão através da formação de sal de cálcio do surfactante, enquanto em superfícies siliciosas a adsorção do cátion inorgânico na superfície leva à perda de contra-íons no surfactante com ambos os processos resultando na desestabilização da emulsão. Os exemplos variam de taxas de aplicação de 0,5 - 4,5l / m 2 dependendo das condições da superfície da estrada, diluição e produto. O grande tamanho de partícula do betume resulta na falta de penetração das emulsões betuminosas, o que representa um desafio para a cura adequada, pois uma crosta se forma na superfície e é propensa à fragmentação sob condições de tráfego e úmidas. O controle de poeira e um certo grau de resistência podem ser alcançados por meio da manutenção usando equipamentos convencionais de estradas não pavimentadas. A diluição com água e resinas não voláteis melhora a penetração com a última solubilizando os asfaltenos para auxiliar na redução do tamanho da partícula levando a uma melhor penetração. Na diluição com água, 25% de sólidos em peso permanecem como betume na emulsão. Outra preocupação é que o risco ambiental das emulsões betuminosas é muito alto, pois pode ser mobilizado pela chuva e escoamento superficial por pelo menos 24 horas. As estradas tratadas continuamente com essas emulsões também acumulam grandes concentrações de betume, o que é um problema ambiental de longo prazo para descarte ou reabilitação.

Lignossulfonatos

Os lignossulfonatos emulsificados podem atuar como supressores de poeira em materiais de cascalho não ligados. Eles são subprodutos do papel sulfito e dos processos de fabricação de madeira nos quais a lignina sulfonada, um polímero formado por subunidades de fenilpropano, é dispersa em uma solução aquosa. Sua composição depende da matéria-prima das espécies arbóreas e dos produtos químicos usados ​​para extrair celulose, com lignina sulfúrica neutralizada contendo açúcar como ingrediente ativo. Os lignossulfonatos de cálcio, sódio e amônio representam os tipos mais comuns com o lignossulfonato de cálcio usado como supressor de poeira. Inicialmente, o lignossulfonato é misturado à pulverização tópica como medida de manutenção e reabilitação. Em seu estado emulsionado, os lignossulfonatos consistem em 50% de sólidos por peso. As taxas de aplicação variam de 2,3 - 4,5l / m 2 com até 2 tratamentos recomendados por temporada.

Os benefícios dos lignossulfonatos emulsificados incluem baixo custo, ação rápida reduzindo atrasos no transporte, ligação de partículas de superfície, aumento na resistência a seco de materiais sob condições secas, não higroscópico por natureza, portanto, retenção eficaz por longos períodos secos com baixa umidade, auxilia na flexibilidade do plástico de argila, permitindo a reestruturação e maior compactação do tráfego e permite o retrabalho da motoniveladora na superfície úmida. As deficiências incluem ser biodegradável e muito sujeito à degradação por UV, a solubilidade de sólidos em água levando à perda de ação de ligação superficial como resultado da lixiviação, portanto, pouca adaptabilidade a condições úmidas e a necessidade de reaplicação frequente, variações de desempenho com base na fonte da árvore e processo de extração.

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Lin Yang (Srta.)

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