По виду эмульгированного органического вяжущего дорожные эмульсии преимущественно делятся на битумные и дегтевые, а по содержанию вяжущего в них — на высококонцентрированные (более 75%), концентрированные (75—50%) и низкоконцентрированные (менее 50% по массе).

Каждый тип эмульсий может быть получен при использовании как водорастворимых, так и твердых (порошкообразных) эмульгаторов.

Для приготовления катионных эмульсий используют битумы марок БНД 90/130, БНД 130/200, БН 90/130 и БН 130/200. Могут быть использованы полимерно-битумные вяжущие. В качестве эмульгаторов используют ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов, амидоаминов, четвертичных аммониевых солей и др. Помимо эмульгаторов для получения катионных эмульсий применяют соляную кислоту, хлористый кальций и воду жесткостью не выше 6 мг-экв/л (ГОСТ 18 659-81).

Рис. 4.4. Классификация эмульсионных машин

Для приготовления дорожных эмульсий используют разнообразные машины и установки, различающиеся принципом действия, конструкцией и техническими параметрами (производительностью, способом дозирования компонентов, скоростью вращения рабочих органов и др.). Классификация эмульсионных машин представлена на рис. 4.4.

Диспергаторы относятся к оборудованию непрерывного действия. В них происходит измельчение одной жидкости в другой за счет приложения большой удельной механической энергии к жидкостям, находящимся в узком зазоре (0,2-0,4 мм) между ротором и статором.

Диспергаторы подразделяют на два типа: роторные и плунжерные. Первый тип диспергатора имеет значительно меньшее количество трущихся деталей, чем плунжерный, и более прост конструктивно.

По количеству вращающихся дисков (роторов) диспергаторы подразделяют на одно-, двух- и трехдисковые. Они также различаются по количеству щелей между ротором и статором и между роторами. Например, однодисковый трехщелевой.

Для создания лучших условий эмульгирования рабочим поверхностям статора и ротора может придаваться различная форма — коническая, цилиндрическая, параболическая, извилистая и др. (рис. 4.5). Использование роторов с извилистой, волнистой, зубчатой поверхностью удлиняет путь движения жидкостей в зазоре между ротором и статором, что облегчает диспергирование и повышает дисперсность эмульсий.

Развитием конструкций роторных эмульсионных машин с зубчатой или волнистой поверхностью рабочего органа является турбосмеситель, который по конструкции напоминает дезинтегратор. В нем для эмульгирования материалов служат специальные кулачки, укрепленные по концентрическим кругам на торцевой стороне вращающегося ротора и на съемной крышке статора.

Рис. 4.5. Виды рабочих поверхностей диспергаторов роторного типа:
а — конические; б — цилиндрические; в — параболические; г — зубчатые; д — извилистые; е — кулачковые; ж — турбинные; 1 — статор; 2 — ротор; 3 — вал; 4 — загрузочные или разгрузочные отверстия; 5 — кулачковые била; 6 — турбинные лопатки

Рис. 4.6. Турбосмеситель с кулачковыми рабочими органами: а — крышка; б — смеситель со снятой крышкой; / — ротор; 2 — статор; 3 — кулачки

Турбосмеситель обладает малой массой, компактностью, высокой производительностью, сравнительно малой энергоемкостью (рис. 4.6).

Применение мешалок для приготовления эмульсий основано на принципе химического эмульгирования при повышенном количестве поверхностно-активного эмульгатора. Эмульсия в этом случае может образоваться самопроизвольно или для ее получения требуется простейшее оборудование, осуществляющее, например, механическое перемешивание или взбалтывание, однако, несмотря на простоту этого способа, на практике он не нашел широкого применения в связи с тем, что эмульсии в этом случае распадаются медленно.

Мешалки — оборудование порционного действия. Известны три основных типа перемешивающих устройств (рис. 4.7): лопастные (частота вращения лопастей от 20-30 до 800-1000 об/мин), винтовые (частота вращения винта 300-1000 об/мин) и турбинные (частота вращения турбин 100-320 об/мин).

Рис. 4.7. Типы перемешивающих органов в мешалках для приготовления эмульсий: а — лопастные; б — винтовые (пропеллерные); в — турбинные закрытого типа; г — турбинные открытого типа; д — винтовые

По расходу энергии на производство 1 т эмульсии наиболее экономичным являются лопастные мешалки с малым числом оборотов, наименее экономичными — турбинные. Лопастные мешалки по конструкции значительно проще диспергаторов. Их широко используют для приготовления обратных эмульсий с применением жидких вяжущих материалов — каменноугольного дегтя или сланцевого битума, с нефтяным вязким битумом.