74
битумом, высокая температура кипения или приемлемая
температура плавления,
доступность, дешевизна, нетоксичность, технологичность, возможность улучшать физико-
химические и эксплуатационные свойства битума.
При анализе литературы выявлено много способов улучшения свойств и
структуры дорожных битумов, из которых можно выделить: введение наполнителей,
таких как сера, резиновой крошки; добавок – поверхносто- активных веществ (ПАВ),
полимеров
различного
строения
(эластомеры,
термопласты,
реактопласты,
термоэластопласты).
Значительный вклад в разработку и изучение свойств полимерно- битумных
вяжущих внесли А.С.Колбановская, Л.М. Гохман, Б.С. Радовский, Е.М.Гурарий,
А.Р.Давыдова, Д.С.Шемонаева, К.И.Давыдова, И.И. Капанадзе и ряд других
исследователей.
Среди полимерных модификаторов битумов наиболее
широко рекомендованы к
применению различные марки каучуков, в частности, бутадиен-стирольный, а также
другие классы и разновидности пластичных и эластичных синтетических полимеров [2].
Естественно, что использование марочных синтетических полимеров даже в небольших
количествах при многотоннажных объемах производства, выражающихся в тысячах тонн
в год, приводит к весьма серьезному удорожанию стоимости, как полимер-битумной
композиции, так и всего строительства. Поэтому удешевление стоимости полимера
представляет интерес.
Модификация битумных материалов каучуками заключается в следующем:
повышается
температура размягчения, уменьшается зависимость пенетрации от
температуры снижается температура хрупкости, возникает способность к эластическим
обратимым деформациям, повышается жесткость и прочность битумной смеси,
значительно улучшаются низкотемпературные характеристики [1].
При производстве вязкого дорожного битума из гудрона парафинистых нефтей не
удается получить битум марки БДН 60/90 улучшенного качества-некоторые показатели
качеств товарного битума, как температура хрупкости, пенетрация при 0
о
С, растяжимость
отстают от требований стандарта.
Причиной этого является изменение состава смеси нефтей, поступающей на НПЗ,
особенно использование гудрона парафинистых нефтей, непригодных для производства
дорожного битума.
Создана композиционная смесь полимерного материала с низкокачественным
парафинистым гудроном с последующим окислением. В качестве
полимера использован
полибутадиеновый каучук с молекулярной массой 6000. С этой целью в исходный гудрон
добавляли от 3 до 6% полибутадиенового каучука и смесь подвергали окислению.
В результате окисления получали композиционную смесь гудрона с
полибутадиеновым каучуком – битум, с улучшенными качествами [3].
В табл.1. приводятся показатели качества композиционного окисленного гудрона.
Таблица 1. Качества композиционно-окисленного битума
Сырье
окислен
ия
Содержание
полибутадиенов
ого каучука в
сырье
окисления,
%
масс.
Время
окислен
ия
в
часах
Пенетраци
я,
0,1мм
при
Температура,
o
C
Растяжимос
ть при 25
o
C
25
o
C 0
o
C размягчен
ия
хрупкос
ти
Гудрон
-
5ч 35м
68
25
51
-7
69
8ч 30м
55
10
61
+1
45
I cмесь
3
4ч
87
30
51
-15
65
4ч 30м
60
22
61
-12
46
II cмесь
6
4ч 10м
90
32
51
-15
76
75
4ч 25м
52
26
60
-13
56
Как видно из данных в табл.1, показатели качества битумов: растяжимость,
температура хрупкости, пенетрация улучшаются. Одновременно в 1,5-2 раза
увеличивается скорость реакции окисления, что положительно влияет на
производительность установки.
Установлено, что окислением смеси гудрона
парафинистой нефти с
полибутадиеновым каучуком получаются дорожные битумы с улучшенными качествами.
Ниже в табл. 2 приведены характеристики модифицированных битумов,
полученных с использование различных российских модификаторов и апробированных на
практике.
Как видно из табл.2, характеристики приведенных модифицированных битумов в
большинстве своем требования ГОСТ. Исключение составляют лишь показатели
растяжимости при 25
o
C для пяти из семи видов модифицированных битумов. Битум,
модифицированный добавкой ДСТ, отличается более высокими значениями глубины
проникания иглы при 0
o
C и растяжимости при 0
o
C.
Из приведенных в табл.2 модификаторов широкое практическое применение уже
сегодня получили ДСТ, растворы в сланцевом масле синтетических каучуков СКД, СКС
или СКИ, а также НПС. В отличие от ДСТ указанные выше модификаторы придают
вяжущему высокое адгезионные свойства по отношению к каменным материалам кислых
пород, что является особенно важным при устройстве поверхностных обработок. Они
отличаются также простотой объединения с битумом. Отпускная цена битума,
модифицированного
этими добавками, в 2-3 раза ниже, чем с применением ДСТ.
Таблица 2. Сравнительные характеристики модифицированных битумов,
полученные с использованием различных модификаторов
Тип
модификатора
ДСТ
СКД,СКС,
СК
И
НПС СКДПН СКН Резиновый
порошок
Битум
БН 60/90
Показатели
свойств: глубина
проникновения
иглы, 0,1мм
при 25
o
C
при 0
o
C
от 60 до
90
32
89
27
69
25
92
28
70
45
89
29
61-90
не менее
2
Температура,
o
C
размягчения
хрупкости
54
от -20 до
-25
52,5
-22
51
-23
52
-25
60
-29
53
-22
не ниже
45
не ниже-
45
Изменение
температуры
размягчения
после
прогрева
при 160
o
C, 5ч
не более
5
2
1
5
5
4
не
более5
Растяжимость, см
при 25
o
C
при 0
o
C
не менее
25
11
78
8
88
8,5
4
15
43
10
47
12
не менее
50
не менее
3
Интервал
пластичности
74-79
74,5
74
77
89
75
не менее
60
Сравнительная
стоимость
вяжущего,%
280
117
120
70
180
150
100