Главная/ ЖКХ/ (страница 102)/

Новая жизнь «выжатых» битумов

 

Рис.2.

 

Для сравнения на рис.3. приведены спектры битума, модифицированного добавлением 3% дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ).   

  Рис.3. 

     Детальная расшифровка спектров довольно затруднительна ввиду сложности системы, но поглощение в области 2500–2700 см –1, отвечающее за внутримолекулярные связи, и в области 3500–3700 см –1, отвечающее за межмолекулярное взаимодействие, более чем на порядок выше в вяжущем БИТРЭК, по сравнению с исходным. Легко заметить, что в случае с ДСТ концентрация и тех и других связей уменьшается, что объясняет ухудшение адгезионных свойств и стабильности всей системы в целом, хотя колебания углеродного скелета в диапазоне 600–1200 см –1 показывают действительное 3%е  присутствие ДСТ в битуме. Следует отметить также, низкое содержание в битумах ароматических составляющих, что еще раз доказывает крайне ограниченную способность окисленных битумов к модифицированию путем растворения полимеров.

Введение химических реагентов, участвующих в полимеризационном процессе, позволяет создать условия,  при которых возможно практически полностью локализовать подвижные неспаренные электроны проводимости в коллоидных частицах битума и добиться их стабилизации. Коагуляция и выпадение кристаллов асфальтеновой фракции и углеродистых графитоподобных образований при старении в данном случае сильно кинетически и стерически затруднены и, практически, не происходят. Как и гелеобразование, которое нередко случается при модифицировании битумов каучуками и эластомерами типа СБС, когда нарушается равновесие и стабильность коллоидного состояния из-за конкуренции полярных молекул асфальтенов и полимера по отношению к жидкой дисперсионной фазе.

Вязкость такой полидисперсной системы при повышенных температурах естественно возрастает, так как поперечные химические связи уменьшают взаимную подвижность частиц, что, кстати, происходит и в случае добавок в битум полимеров. Однако достаточная для практических целей текучесть расплавленного вяжущего сохраняется.

Помимо исправления свойств битумов, резина, по сравнению с каучуками и полимерами (СБС, ТЭП), намного более устойчива к окислительному воздействию кислорода воздуха. Она отличается высокой устойчивостью к воде и солевым растворам. Ее объединение с битумом по предложенной технологии способствует повышению долговечности вяжущих и мастик, устойчивости к старению под действием факторов окружающей среды, ультрафиолетового излучения, значительному снижению водопоглощения. Имеющиеся в составе резин вещества – антистарители, антиоксиданты, обеспечивают повышение устойчивости вяжущего материала к окислительной деградации в условиях эксплуатации, замедляют процессы старения при высокой эксплуатационной температуре и также в условиях нагрева до высоких технологических температур. Введение мелкодисперсных резиновых частиц и их химическая сшивка с компонентами битумов, высокие адгезивные свойства повышает водоустойчивость мастик, вяжущих и продуктов на их основе.

Таким образом, материалы БИТРЭК, произведенные из окисленных битумов по технологии химического модифицирования, неоднородны по фазовому и химическому составу и по своей структуре являются гетерогенными композиционными материалами, полезные свойства которых определяются свойствами составляющих в общей системе.

3. Композиционные вяжущие БИТРЭК и асфальтобетоны на их основе.

Проведенные совместно с ГП РосдорНИИ исследования предложенной технологии, экспериментальные и опытно-производственные работы на объектах дорожной отрасли показали, что вяжущие материалы БИТРЭК отличаются широким интервалом пластичности – до 85°С и более. Известно, что обычные дорожные битумы имеют интервал пластичности как правило, не выше 60-65°С, что недостаточно для устройства верхних слоев покрытий в климатических условиях большинства регионов России.

Комплекс высоких показателей качества вяжущих материалов обеспечивает повышенную трещиностойкость асфальтобетонных покрытий и их долговечность. Высокие адгезионные свойства этих битумов обеспечивают повышенную водостойкость асфальтобетонов и сокращение образования в процессе эксплуатации такого вида повреждений покрытия, как выкрашивания.

В табл. 1 приведены сравнительные характеристики показателей свойств вяжущих БИТРЭК двух типов и обычных дорожных битумов по ГОСТ 22245-90, используемых в качестве исходных. Результаты стандартных испытаний показывают, что показатель растяжимости (деформативность) при 0°С заметно повышается по сравнению с исходным битумом. Такое поведение соответствует реологическим испытаниям и очень важно для повышения трещиностойкости дорожных покрытий.

Табл. 1. Сопоставление характеристик образцов битумных вяжущих.

 

Показатели свойств

Значения показателей реальных образцов вяжущих

БНД90/130

(исходный)

БИТРЭК 60/90

БНД60/90 (исходный)

БИТРЭК 40/60

Глубина проникания иглы, 0,1мм                   при 25°С

                             при 0°С

 

100

24

 

78

34

 

69

20

 

40

17

Температура размягчения, °С

46

65

50

72

Температура хрупкости, °С

-23

-26

-20

-24

Интервал пластичности, °С

69

91

70

96

Растяжимость при 0°С, см

3,5

8

2,4

6

Эластичность при 0°С, %

не норм.

50

не норм.

45

Сцепление с кислым песком

 < обр. №3

 > обр. №2

 < обр. №3

> обр. №2

Показатель относительной адгезионной способности, %

35

98

47

99

      Примечания:   1. Данные получены в лаборатории вяжущих Центрдорконтроля при опытном изготовлении образцов композиционных вяжущих материалов БИТРЭК из предоставленных лабораторией дорожных битумов. 2. Жирным шрифтом выделены показатели не соответствующие нормативным требованиям. 3. Показатель эластичности принят в соответствии с ОСТ 218.010-98 на ПБВ. 4. Относительная адгезионная способность приведена в сравнении с остаточным битумом, компаундированным с природным Тринидадским до достижения близкой температуры размягчения.

 

Испытания долговременных адгезионных свойств вяжущих БИТРЭК показывают их значительное повышение по сравнению, как с исходными битумами, так и при введении в их состав специальных поверхностно-активных адгезионных добавок.

Проведенные в ЦНИИПромзданий (г. Москва) чрезвычайно жесткие испытания вяжущих БИТРЭК на старение при эксплуатации в качестве кровельных материалов, т.е. при воздействии прямого солнечного ультрафиолета, активного кислорода воздуха и высоких температур, показали реальный гарантийный срок службы не менее 13 – 15 лет. В покрытиях дорог вяжущее находится в более мягких условиях.

Лабораторией ГУДП «Дортехнологии» (г. Санкт-Петербург) были проведены испытания битумов (вяжущих БИТРЭК), модифицированных резиновой крошкой по разработанной технологии, на предмет их использования в асфальтобетонных смесях с целью увеличения срока службы дорожных покрытий.

Вяжущие БИТРЭК готовились путем обработки битума под маркой БНД 60/90 производства Московского НПЗ достаточно низкого качества (измеренные показатели растяжимости при 0°С и сцепления с песком не соответствовали стандартным). В качестве модификатора использовалась мелкодисперсная резиновая крошка из отходов РТИ и изношенных автомобильных шин в соотношении 1:1. Количество модификатора в битуме 8-10% по массе.

В качестве контрольного исходного использовался, лучший из имеющихся в распоряжении лаборатории, остаточный битум производства Ухтинского НПЗ, который по всем параметрам отвечал требованиям ГОСТ 22245-90, с пенетрацией при 25°С, 0,1 мм – 49, такой же, как и у вяжущего БИТРЭК. Этот битум по причине высокого качества и стоимости применяется в городе только для производства литого асфальта.

«С этими вяжущими было приготовлено и испытано несколько проб асфальтобетонных смесей, (разных марок и состава) физико-механические показатели которых определялись по ГОСТ 12801-98, а эксплуатационные характеристики – по ТУ 5718-001-03218295-2000 «Смеси асфальтобетонные мелкозернистые, песчаные, плотные и пористые для городских дорог». Для приготовления асфальтобетонных смесей использовались материалы основных (габбро-диорит) и кислых (гранит) пород.

…Проведенные испытания асфальтобетонных смесей на вяжущем БИТРЭК показали, что:

1. расход вяжущего в смеси не увеличился;

2. средняя плотность снизилась на 0,01 г/см3;

3. физико-механические показатели асфальтобетонной смеси соответствуют требованиям ГОСТ 9128-97;

4. заметно снижаются показатели предела прочности при сжатии при 0°С – с 12,4 МПа на исходном битуме до 8,69-9,23 МПа на вяжущем БИТРЭК;

5. увеличился коэффициент водостойкости после длительного водопоглощения при 0°С – с 0,62 на исходном битуме до 0,85 на вяжущем БИТРЭК;

6. улучшились показатели прочности при 50°С с 1,9 МПа до 2,16МПа и показатели сдвиговой прочности – с 2,17МПа до 2,51МПа».

Любой квалифицированный специалист-дорожник отметит, что по важнейшим показателям, характеризующим эксплуатационные свойства покрытий (п.п.4,5,6) наблюдается заметное улучшение по сравнению с одним из самых лучших битумов России, особенно это касается трещиностойкости при низких температурах и водостойкости. Причем, вяжущее БИТРЭК изготовлено на основе одного из самых худших битумов России.

Кроме того, необходимо учитывать, что вяжущие БИТРЭК имеют достаточно высокую степень эластичности при низкой температуре, тогда как у обычных дорожных битумов она отсутствует. Этот показатель влияет на устойчивость композиционных материалов, каковым является асфальтобетон, к разрушению под действием циклической нагрузки. Асфальтобетоны на основе БИТРЭК обладают, по крайней мере, в 2-3 раза большей циклостойкостью по сравнению с обычными.

Табл. 2. Сопоставление характеристик асфальтобетона для верхнего слоя покрытия.

Показатель

Асфальтобетон на БНД 60/90 (5%)

Асфальтобетон на   БИТРЭК 60/90 (5,3%)

Требования

ГОСТ 9128-97

Прочность при сжатии, МПа,   при 50°С

            при 20°С

            при 0°С

 

1,3

4,5

13,7

 

2,2

5,7

10,0

 

³ 1,3

³ 2,5

9,0 – 11,0

Прочность на сдвиг (раскол) при 0°С, МПа

3,6

2,7

 

Модуль упругости при сжатии, МПа,            при 50°С

                        при 0°С

 

120

2000

 

200

640

 

Водостойкость

0,8

1,00

0,85 – 0,95

Водостойкость при длительном водонасыщении

 

0,65

 

0,98

 

0,75 – 0,9

Водонасыщение,%

1,8

1,7

1,5 – 4,0

Примечания: 1. Данные ЦНИИ МО №26 «Опытное». 2. Асфальтобетон тип Б, мелкозернистый, плотный. Средняя плотность 2,43-2,41 г/см3.Состав: гранитного щебня (Каменногорск, 5-15мм) - 46%, песка (Сычевский)-44%, минерального порошка (Калужский) - 10%; модификатор – резиновая крошка из отходов мягких резин НК (2% ) и шинная резиновая крошка завода Ремшина (г. Кстово, Нижегородской обл.) с величиной частиц до 0,8 мм (8% по массе в составе вяжущего).

 

по материалам "Инфотех"
30 ноября 2004



Хотите узнать больше? Найти все про Новая жизнь «выжатых» битумов


Также в этой рубрике:
 
Новая жизнь «выжатых» битумов
Окончание
Новая жизнь «выжатых» битумов
Продолжение
 

i-Stroy.ru - строительный информационно-аналитический интернет журнал, Все права защищены и охраняются законом. © 2000-2021 ЗАО «ДОМКОМ.РУ»
Президент РФ
Государственная Дума РФ
Правительство РФ
 
 
Москва
Область
Регионы
 
Законодательство
 
Словарь

По теме

Популярное




Экспертный Совет при Комитете Государственной Думы РФ
Законопроекты
Это интересно
Недвижимость
ЖКХ
Ипотека
Мир Новосела



 

(495)925-35-25

Все права защищены и охраняются законом. © 2000-2021 ЗАО «ДОМКОМ.РУ»
сейчас 02.12.2021 19:46,
страница Новая жизнь «выжатых» битумов - ЖКХ[Жилищно-Коммунальное Хозяйство] строительного портала i-Stroy