Полимерно битумно вяжущие марки пбв. Влияние вида пластификатора на свойства битума и полимерно-битумных вяжущих

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего. Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) включает битум и мастичную композицию, содержащую асфальт, 94-97-процентный раствор серной кислоты и смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена. Мастичная композиция дополнительно содержит ароматический экстракт селективной очистки нефтяных дистиллятов, образующий в смеси с асфальтом асфальтовую композицию, компоненты которой взяты в соотношении, мас.%: экстракт - 15-20, асфальт - остальное. Мастичная композиция дополнительно содержит полиметилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%: раствор кислоты - 7-9, смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена - 3,5-6, полиметилсилоксановая жидкость - 1-2. Вяжущее дополнительно включает асфальтовую композицию. Компоненты ПБВ взяты при следующем соотношении, мас.%: мастичная композиция - 20-30, асфальтовая композиция - 30, битум - остальное. Результат заключается в снижении «старения» дорожного покрытия на основе ПБВ и повышении долговечности. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего.

Полимерно-битумное вяжущее - композиционный материал, получаемый путем компаундирования (смешения) и гомогенизации вязких дорожных нефтяных битумов с блок-сополимерами, пластификаторами и поверхностно-активными веществами (ПАВ), выполняющий функцию вяжущего, замещая традиционные битумы при производстве асфальтобетонных смесей, применяемых при строительстве, реконструкции, ремонте дорог, мостов и аэродромов (ГОСТ Р 52056-2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия»).

Известно полимерно-битумное вяжущее (ПБВ), включающее смесь вязкого дорожного битума с полимерами - блок-сополимерами типа стирол-бутадиен-стирол (СБС) в соответствии с ГОСТ Р 52056-2003. Полимерно-битумное вяжущее содержит блок-сополимер в количестве 2-4 мас. % и битум - остальное (Автомобильные дороги: СНиП 2.05 02-85. Приготовление и применение полимерно-битумного вяжущего. Утв. Госстроем СССР: Введ. 01.01.87. - Издание официальное). ПБВ может содержать дополнительные компоненты, например масло индустриальное (патент RU 2038360 С1. Лейтланд В.Г., Юмашев В.М., Гохман Л.М., Лапшин В.А., Броницкий Е.И. Битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения. 27.06.1995 г.). При изготовлении ПБВ на основе вязких битумов блок-сополимер добавляют в виде раствора в углеводородных растворителях (ксилол, сольвент, керосин, жидкий битум, гудрон). Для этого блок-сополимер предварительно растворяют в углеводородных растворителях без подогрева (при использовании керосина, ксилола, сольвента) или с незначительным нагревом (при использовании дизтоплива, битума или гудронов) в течение нескольких часов, затем перемешивают с битумом при температуре 90-160°C до получения однородной массы. При изготовлении ПБВ на основе маловязких и жидких битумов блок-сополимер добавляют в виде крошки. При этом крошку блок-сополимера подают непосредственно в котлы с битумом и перемешивают до однородного состояния при максимальной рабочей температуре исходного битума. Процесс приготовления полимерно-битумного вяжущего занимает 8-20 часов. По техническим показателям ПБВ на основе СБС соответствуют требованиям и нормам, указанным в таблице 1. Как видно из таблицы 1, в зависимости от значения пенетрации и других характеристик получаемого ПБВ вяжущие могут быть различных марок. Они получаются различными в зависимости от способа введения и количества введенного блок-сополимера СБС в битумы.

Недостатками данного ПБВ и способа его получения являются длительность изготовления ПБВ, расслоение продукта при длительном хранении и транспортировке, в связи с чем необходимо постоянное перемешивание через каждые 3 часа, большие энергозатраты для поддержание гомогенной среды продукта при Т=160°C. Кроме того, необходимость использования легких растворителей (ксилола, сольвента, керосина) при приготовлении полимерно-битумных вяжущих обуславливает взрыво- и пожароопасность процесса, так как температура вспышки используемых растворителей и полученных вяжущих существенно ниже значения температуры процесса приготовления вяжущего и температуры применения последнего. При подаче блоксополимера в виде крошки не наблюдается хорошего совмещения полимера с битумом, то есть структура вяжущего негомогенна несмотря на температуру его получения - 200-250°C. Негомогенная структура вяжущего приводит в конечном счете к образованию трещин в дорожном покрытии при температуре ниже минус 10°C.

Наиболее близким к заявляемому полимерно-битумному вяжущему является ПБВ «Битад» (ТУ 5623-005-16802026-96 Битумно-асмольное вяжущее для дорожного строительства «Битад». Технические условия), представляющее собой смесь мастики «Асмол» марки В с битумом марки БН 90/130. Оптимальное содержание «Асмола» в битуме БН 90/130 составляет 20±2 мас. % (ТУ 0258-037-16802026-2009 Мастичная композиция для антикоррозионных покрытий «АСМОЛ». Технические условия.). Продукт «Асмол» содержит поликонденсированный битум нефтяной (по ГОСТ 22245-90) или асфальт деасфальтизации гудрона пропаном (АПД) со смесью диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена (Абсорбент А-2) в присутствии серной кислоты, являющейся одновременно и окислителем, и катализатором. Основные характеристики продукта «Асмол» представлены в таблице 2. Технические характеристики ПБВ «Битад», получаемого на основе мастики «Асмол», указаны в таблице 3.

Недостатками данного ПБВ, принятого за прототип, являются длительность изготовления и высокие энергозатраты при производстве продукта. Кроме того, смесь подвержена вскипанию при изготовлении мастичной композиции, что приводит к частому выбраковыванию целевого продукта.

Задачей изобретения является совершенствование состава ПБВ, улучшение технологических параметров, приводящих к повышению выхода продукта, снижению времени протекания и энергозатратности процесса изготовления, повышение конкурентоспособности продукта за счет снижения его себестоимости.

Технический результат заключается в снижении «старения» дорожного покрытия на основе ПБВ, возникающего в результате до окисления ПБВ, и, как следствие, повышении долговечности за счет повышения гомогенизации и отсутствия вскипания в процессе приготовления ПБВ при использовании полиметилсилоксановой жидкости.

Указанный технический результат достигается тем, что полимерно-битумное вяжущее, включающее битум и мастичную композицию, содержащую асфальт, 94-97 процентный раствор серной кислоты H 2 SO 4 и смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена (называемую Абсорбент А-2), согласно решению дополнительно содержит ароматический экстракт селективной очистки нефтяных дистиллятов, образующий в смеси с асфальтом асфальтовую композицию, компоненты которой взяты в соотношении, масс. %:

экстракт - 15-20,

асфальт - остальное;

мастичная композиция дополнительно содержит полиметилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, масс. %;

асфальтовая композиция - 84-88,

раствор серной кислоты - 7-9,

смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена - 3.5-6,

полимерно-битумное вяжущее дополнительно включает асфальтовую композицию, при этом компоненты полимерно-битумного вяжущего взяты при следующем соотношении, масс. %:

мастичная композиция - 20-30,

асфальтовая композиция -30,

битум - остальное.

Использован битум нефтяной дорожный марки БНД 60/90 и полиметилсилоксановая жидкость марки ПМС-100.

Таким образом, для приготовления мастичной композиции, входящей в состав ПБВ, вместо битума или асфальта деасфальтизации гудрона пропаном (АПД) используется асфальт в смеси с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов, образующий асфальтовую композицию, в которой 15-20 мас. % экстракта, асфальт - остальное. Заявляемый продукт имеет характеристики, приведенные в таблице 4.

В составе мастичной композиции на основе асфальтосмолистых олигомеров использована полиметилсилоксановая жидкость, которая значительно снижает вскипание продукта, тем самым увеличивая объем загрузки реактора и, соответственно, конечный выход продукта.

Заявляемое полимерно-битумное вяжущее получают в две стадии. На первой стадии асфальт перемешивают с ароматическим экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов и со смесью диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена (абсорбентом Абсорбент А-2) при температуре 100-115°C в течение 15-25 минут, затем в реакционную смесь добавляют полиметилсилоксановую жидкость и прикапывают серную кислоту в течение 10-30 минут. Полученную смесь перемешивают в течение 30-40 минут при температуре 120°C. Затем температуру постепенно повышают до 130°C и перемешивают смесь в течение 30-40 минут, после чего смесь нагревают до 140-145°C и проводят стабилизацию продукта в течение 30-40 минут. Процесс проводится при постоянном перемешивании.

На второй стадии полученную мастику смешивают со смесью битума БНД 60/90 с асфальтовой композицией (смеси асфальта и экстракта) при температуре 130-140°C в течение 30-50 минут. Благодаря более низкой температуре смешения компонентов на второй стадии по сравнению с приготовлением традиционных ПБВ, указанных в примере 1 (по СНиП 2.05 02-85 температура приготовления вяжущих - до 160°C), а также сокращению времени перемешивания компонентов достигается снижение энергозатратности процесса изготовления.

Составы мастик и полученных на их основе ПБВ с техническими характеристиками приведены в таблицах 5 и 6.

1. Использование нового компонента для приготовления модифицированной мастики и, соответственно, ПБВ - смеси асфальта с экстрактом селективной очистки нефтяных дистиллятов - позволяет снизить температуру протекания реакции и, следовательно, энергозатраты при изготовлении заявляемого вяжущего.

2. Использование полиметилсилоксановой жидкости, в частности марки ПМС-100, предотвращает вскипание реакционной смеси и повышает конечный выход продукта, а также увеличивает твердость и растяжимость продукта.

А-2 - смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена, ПМС-100 - полиметилсилоксановая жидкость

Мастика №1 - мастика №5 - мастичные композиции по таблице 5.

1. Полимерно-битумное вяжущее, включающее битум и мастичную композицию, содержащую асфальт, 94-97 процентный раствор серной кислоты H 2 SO 4 и смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена, отличающееся тем, что мастичная композиция дополнительно содержит ароматический экстракт селективной очистки нефтяных дистиллятов, образующий в смеси с асфальтом асфальтовую композицию, компоненты которой взяты в соотношении, мас.%:
экстракт - 15-20,
асфальт - остальное;
мастичная композиция дополнительно содержит полиметилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%:
асфальтовая композиция - 84-88,
раствор кислоты - 7-9,
смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена - 3,5-6,
полиметилсилоксановая жидкость - 1-2;
полимерно-битумное вяжущее дополнительно включает асфальтовую композицию, при этом компоненты полимерно-битумного вяжущего взяты при следующем соотношении, мас.%:
мастичная композиция - 20-30,
асфальтовая композиция - 30,
битум - остальное.

2. Полимерно-битумное вяжущее по п.1, отличающееся тем, что использован битум нефтяной дорожный марки БНД 60/90.

3. Полимерно-битумное вяжущее по п.1, отличающееся тем, что использована полиметилсилоксановая жидкость марки ПМС-100.

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ. В способе приготовления резинобитумной композиции смесь резиновой крошки и битума активируют ультразвуком при соотношении, мас.%: резиновая крошка - 13-50, битум - остальное.

Изобретение относится к добавкам, которые предназначены для применения в битуме и модифицированном полимером битуме. Добавка получена путем смешивания друг с другом: (a) серы, (b) вулканизированного каучука, например отходов из вулканизированного каучука; (c) жирной кислоты и (d) битума.

Изобретение относится к составу и способу получения мастичной композиции, применяемой для защиты металлических поверхностей, резервуаров, бетонных и кирпичных поверхностей, а также в качестве компонента для производства антикоррозионных мастик, лаков, эмалей.

Изобретение относится к изоляционной композиции, включающей мастику, содержащую тяжелую нефтяную фракцию, абсорбент и окислитель. Причем композиция дополнительно содержит тяжелую нефтяную фракцию и зольные микросферы, взятые в соотношении, масс.%: тяжелая нефтяная фракция 42,5 - 45, мастика 42,5-45, зольные микросферы 10 - 15.

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту, пеназолин К, дополнительно содержит синергическую смесь ингибиторов коррозии из 5,6,7,8-тетрахлорхинозолина, диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 55-60; эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,9-4,5; кубовой остаток ректификации бензола 10-11; соляная кислота 0,6-0,8; (диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфат 0,3-0,4; 5,6,7,8-тетрахлорхинозолин 0,4-0,5; пеназолин К 0,4-0,9; вода остальное.

Изобретение относится к стабильным при хранении асфальтовым гранулам для дорожного покрытия, включающим сердцевину и оболочку, покрывающую сердцевину так, что гранула имеет максимальный размер от 1/16 до 2 дюймов, причем оболочка содержит водостойкий полимер или воск, или частицы, выбранные из неорганических частиц, частиц переработанного асфальтового покрытия и их комбинаций.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, катионоактивный эмульгатор и кислоту или анионоактивный эмульгатор и щелочь, воду, отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу (ТПС) плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.%, и дополнительно содержит квантовый активатор топлив при следующих соотношениях компонентов, мас.%: битум - 20,0-70,0, эмульгатор - 0,1-5,0, реагент для нейтрализации эмульгатора - 0,5-3,0, ТПС - 0,4-8,0, вода - остальное.

Группа изобретений относится к строительной технике и может применяться для ремонта кровли путем ее заливки горячей резинобитумной мастикой. Способ включает разогрев битума до температуры 90-120ºС в теплоизолированной емкости (1), добавление резиновой крошки и полиэтилена.

Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству, используется для защиты от коррозии наружных поверхностей магистральных трубопроводов, а также для покрытия гипсоволокнистых, древесно-стружечных плит и деревянных поверхностей от разрушающего воздействия окружающей среды.

Изобретение относится к применению от 2 до 6 масс.% восков Фишера-Тропша в сшитой битумно-полимерной композиции для улучшения устойчивости сшитой битумно-полимерной композиции к агрессивным химическим агентам.

Изобретение относится к дорожному строительству. Технический результат - более глубокое проникновение полимеризованного битума вглубь асфальтобетона с восстановлением утраченной эластичности и гибкости битумной составляющей дорожного покрытия, с эффективной изоляцией асфальтобетона от неблагоприятного атмосферного воздействия.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, касающихся составов смесей для изготовления асфальтобетонов, которые могут быть использованы при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостового полотна, искусственных сооружений и т.п.

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном и аэродромном строительстве. Битумная композиция включает в себя смесь окисленного битума с нефтяным неокисленным нефтепродуктом, причем в качестве нефтяного неокисленного нефтепродукта используют тяжелый газойль каталитического крекинга при соотношении, соответственно, окисленный битум:тяжелый газойль каталитического крекинга 95-99:5-1 мас.%, причем окисленный битум имеет температуру размягчения равную или большую, чем температура размягчения конечного продукта. // 2554192

Изобретение относится к области битумов, в частности к битумно-полимерным композициям, использующимся в промышленности и/или в дорожном строительстве. Для получения композиции битум/полимер используют маточный раствор, не содержащий масла минерального происхождения, содержащий по меньшей мере одно масло растительного и/или животного происхождения, от 20 до 50 мас.% сополимера, основанного на конъюгированных диеновых единицах и ароматических моновиниловых углеводородных единицах, по отношению к массе маточного раствора, содержащий или не содержащий по меньшей мере один сшивающий агент, где указанное масло растительного и/или животного происхождения является кислотой, причем показатель кислотности, измеренный по стандарту NF EN ISO 660, составляет от 50 до 300 мг КОН/г.

Изобретение относится к эластомерному нанокомпозиту на основе C4-C7-изоолефина, обладающего улучшенными рабочими характеристиками и характеристиками смешивания. Нанокомпозит содержит сополимер, образованный из по меньшей мере одного C4-C7-изоолефинового мономера и мультиолефинового мономера, и нанонаполнитель, содержащий смектитовую глину с поверхностно-активным веществом.

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего. Полимерно-битумное вяжущее включает битум и мастичную композицию, содержащую асфальт, 94-97-процентный раствор серной кислоты и смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена. Мастичная композиция дополнительно содержит ароматический экстракт селективной очистки нефтяных дистиллятов, образующий в смеси с асфальтом асфальтовую композицию, компоненты которой взяты в соотношении, мас.: экстракт - 15-20, асфальт - остальное. Мастичная композиция дополнительно содержит полиметилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.: асфальтовая композиция - 84-88, раствор кислоты - 7-9, смесь диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена - 3,5-6, полиметилсилоксановая жидкость - 1-2. Вяжущее дополнительно включает асфальтовую композицию. Компоненты ПБВ взяты при следующем соотношении, мас.: мастичная композиция - 20-30, асфальтовая композиция - 30, битум - остальное. Результат заключается в снижении «старения» дорожного покрытия на основе ПБВ и повышении долговечности. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

27.08.2018

НА ВОПРОСЫ ОТВЕЧАЛИ:

П.В. Стержанов, генеральный директор, ООО «РН-Битум»;

О.Н. Киндеев, эксперт НП «РОСБИТУМ», директор «Рубитрон Трэйд»;

А.В. Коротков, начальник управления разработки технологий и контроля качества,

ООО «Газпромнефть – Битумные материалы;

Э.А. Сандлер, к.х.н., директор, ООО «Предприятие «Дорос»;

Г.Б. Старков, заместитель генерального директора, ООО «СТРОЙСЕРВИС»

Какие полимерно-битумные вяжущие вы предлагаете? Каковы особенности их производства? Какие задачи они решают?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - ПБВ Альфабит - это высококачественное полимерно-битумное вяжущее, которое разрабатывается для каждого отдельного региона страны с учетом местных климатических условий, транспортных нагрузок, а также интенсивности дорожного движения. ПБВ Альфабит соответствует требованиям национального и международных стандартов благодаря уникальной технологии получения битумной основы и её направленной модификации, а также - комплексным программам контроля качества, как исходных материалов, так и производственного процесса в целом.

Положительный опыт реализации проектов строительства автомобильных дорог, в том числе экспериментальных участков, с использованием ПБВ Альфабит, их дальнейший мониторинг и анализ полученных результатов, позволили нам с уверенностью говорить о способности данного материала противостоять сложным существующим условиям эксплуатации автомобильных дорог, продлевая их долговечность на 8-10 лет.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»):

• ПБВ Рубитрон 40
• ПБВ Рубитрон 60
• ПБВ Рубитрон 90
• ПБВ Рубитрон Магистраль
• ПБВ Рубитрон Техно
• ПБВ Рубитрон Инжиниринг

Любой из продуктов в ассортиментной линейке Рубитрон может быть произведен под конкретные требования клиентов. Гибкие технологические решения позволяют изменять ключевые показатели, такие как пенетрация, КиШ, температура хрупкости и пр., для удобства при приготовлении асфальтовой смеси и укладке асфальта.

Рубитрон Магистраль – специальные продукты для дорог с интенсивными нагрузками, транспортных магистралей, гоночных трасс

Оптимальное соотношений значений пенетрации и температуры размягчения, высокая эластичность и когезия ПМБ Рубитрон Магистраль обеспечивают высокую стойкость к колееобразованию, усталостному трещинообразованию. Повышают прочность и стойкость к деформациям асфальтобетонных покрытий.

Рубитрон Техно – специальные продукты для аэродромного, портового строительства

Участки взлетно-посадочных полос, рулежные дорожки, как и портовые площадки, принимают различные виды нагрузок.

ПМБ Рубитрон Техно увеличивает срок эксплуатации полотна, испытывающего при направленном движении силу сдвига, ударные нагрузки, а также, повышает стойкость к противообледенительным реагентам и другим химическим жидкостям

Рубитрон Инжиниринг – специальные продукты для инженерных сооружений, мостов, тоннелей, эстакад.

Важной задачей при строительстве таких сооружений является защита конструкции от разрушений вследствие интенсивного воздействия воды и необходимость в особом сцеплении слоев между элементами конструкции покрытий.

ПМБ Рубитрон Инжиниринг обладает повышенной адгезией, стойкостью к старению и не подвержен расслоению, что обеспечивает стабильность асфальтобетонного покрытия, а также антикоррозийную защиту конструкции.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Сегодня «Газпром нефть» является крупнейшим в России производителем полимерно-битумных вяжущих, отвечающих потребностям даже самых требовательных потребителей. Компания обеспечивает свои производства ПБВ необходимым сырьем, что позволяет добиться стабильного качества продукции.

На активах компании выпускается широкий ассортимент полимерно-битумных вяжущих в соответствии с требованиями отечественных стандартов качества (все марки по ГОСТ Р 52056-2003): на Московском и Омском НПЗ, Рязанском заводе битумных материалов «Газпром нефти» и на нашей новой площадке «НОВА-Брит» в Вязьме. Кроме того, на РЗБМ мы имеем опыт производства продукции, отвечающей международным стандартам: успешно пройдена сертификация для выпуска полимерно-модифицированных битумов по EN 14023. И сейчас на активе в Рязани есть возможность производить более 15 европейских марок. Еще один наш продукт уникален для российского рынка: ПМБ G-Way Styrelf – вяжущее международного качества, но разработанный специально для отечественной дорожной отрасли с учетом климатических особенностей страны и для применения на высоконагруженных магистралях. ПМБ выпускается по СТО 11352320-001.01.2014 нашим совместным предприятием с французским концерном Total - «Газпромнефть-Тоталь ПМБ» по запатентованной технологии Styrelf.

Помимо этого уникален с точки зрения ассортимента и научного потенциала и наш вяземский актив. Здесь выпускается битумопроизводная продукция (битумные ленты, мастики, герметики, эмульсии – всего более 30 наименований) для дорожного и аэродромного строительства по новейшим российским технологиям, которые могут с успехом заменять иностранные аналоги.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Какие полимерно-битумные вяжущие вы предлагаете?

Наша компания не занимается продажей полимерно-битумных вяжущих. Производство ПБВ марок 60 и 90 осуществляется только для своих внутренних потребностей. Выбор данных марок обусловлено географическим расположением строящихся объектов, и, как следствие, температурными условиями эксплуатации покрытий автомобильных дорог.

Каковы особенности их производства?

Особенность производства полимерно-битумных вяжущих на нашем предприятии заключается в том, что мы используем технологию непрерывного производства. Определенная доля успеха заключается в применении промежуточной рабочей емкости для «дозревания» ПБВ, оборудованной низкооборотистой мешалкой. Необходимо сказать, что все вышеперечисленное не обеспечит результата без правильного выбора полимерного модификатора, пластификатора и поверхностно-активной добавки. Так в качестве пластификатора мы применяем экстракты селективной очистки, а в качестве модификатора – блоксополимер марки КТР-103.

Какие задачи они решают?

Основными задачами применения полимерно-битумных вяжущих являются повышение сдвигоустойчивости и трещиностойкости асфальтобетонов. Кроме этого необходимо понимать, что полимерасфальтобетонные смеси имеют большую способность сопротивляться динамическим нагрузкам, возникающих от воздействия транзитного транспорта.

Позволяют ли требования ГОСТ Р 52056-2003 получать вяжущие, отвечающие реальным условиям их эксплуатации в составе асфальтобетонов конструкций дорожных одежд? Какими показателями качества ПБВ необходимо дополнить (регламентировать) новую редакцию нормативно-технического документа и почему?

Каким, на Ваш взгляд, показателям качества должны соответствовать полимерно-битумные вяжущие? Насколько продукция вашей компании отвечает этим требованиям?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Отраслевые требования к полимерно-битумным вяжущим регламентированы ГОСТ Р 52056-2003. Опыт применения асфальтобетонов на ПБВ показал, что для обеспечения требуемых условий эксплуатации асфальтобетонного покрытия, а именно увеличение межремонтного срока до 12 лет, показатели качества ПБВ должны соответствовать климатическим условиям строительства дороги и условиям её грузонапряженности.

Поэтому, при разработке стандарта ООО «РН-Битум» мы повысили свои требования к ПБВ Альфабит.

Для оценки устойчивости ПБВ Альфабит к процессам старения, помимо испытаний по ГОСТ Р 52056, при проверке качества мы используем методику ГОСТ 33140 (EN 12607-1). Это позволяет нам смоделировать процесс старения ПБВ Альфабит не только при получении и укладке асфальтобетонной смеси, но и в реальных условиях эксплуатации дорожного покрытия.

Кроме того, мы контролируем стабильность ПБВ Альфабит при хранении. Для этого дополнительно определяется устойчивость ПБВ Альфабит к расслаиванию по методике ГОСТ EN 13399.

Все эти мероприятия позволяют нам гарантировать высокое качество ПБВ Альфабит для получения экономически привлекательных и долговечных дорожных, мостовых и аэродромных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками, в частности, такими как трещиноустойчивость к температурным и динамическим нагрузкам, водонепроницаемость, прочность, сопротивляемость покрытия пластическим сдвиговым деформациям.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - ГОСТ Р 52056-2003 отличается от европейский стандартов (EN) наличием таких показателей как: пенетрация при 0, Растяжимость, эластичность при 0. Тогда как большое внимание в EN уделяется показателю когезии. Единственным действующим с сентября ГОСТом на битумы, остается ГОСТ 33133. Если отталкиваться от этого ГОСТа, то стоит исключить или перевести в дополнительные показатели – пенетрацию при 0 в отношении производства ПБВ. Так как базовое сырь битум, гудроны и прочие компоненты, из которых готовится ПБВ, не будут соответствовать этим показателям, то производителю ПБВ эти показатели будет выдержать очень сложно, дорого (по себестоимости), а в некоторых случаях практически невозможным!

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Большая часть из действующих сегодня методов испытаний как вяжущих, так и асфальтобетонов, не дают возможности моделировать реальные условия эксплуатации. Сейчас ведется активное внедрение Предварительных национальных стандартов, разработанных с учетом методологии Superpave с определением марок по PG на основе испытаний по методам DSR и BBR. Это позволит с большей эффективностью оценивать качество вяжущих вне зависимости от наличия и вида модификатора.

В качестве предложений к новому стандарту: целесообразно ввести в технические условия оценку усилия при растяжении (после набора статистики), что позволит характеризовать когезионную прочность вяжущего. Также необходимо ввести изменение свойств вяжущих после прогрева по методике RTFOT (глубины проникания иглы и температуры размягчения). Дополнительно следует ввести норму по устойчивости к расслаиванию (ГОСТ EN 13399-2013). Данный показатель позволяет оценить поведение продукта в случае длительной транспортировки и хранения при отсутствии перемешивания, и дополнительно - оценивать однородность свойств продукта.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - Для климатических зон России со 2-ой по 4-ую включительно скорее всего можно использовать ПБВ, производимые согласно требованиям ГОСТ Р 52056-2003. Для первой климатической зоны следует повысить требования по температуре хрупкости по Фраасу (например, не выше – 500С). Для обеспечения этого показателя качества имело бы смысл производить ПБВ на базе битума, полученного из нефти Ярегского месторождения республики Коми (ухтинский битум). При этом правильным решением было бы выпускать битум по технологии BITUROX австрийской компании PЁRNER, поскольку процесс его производства обеспечивает хороший контакт окисляемого гудрона с воздухом и, следовательно, минимальное время окисления. В результате в битуме уменьшается количество асфальтенов – твёрдых и хрупких продуктов вторичных реакций уплотнения. С этой же целью для производства ПБВ лучше применять компаундированный битум. Для пятой климатической зоны следует повысить требования по температуре размягчения ПБВ по КиШ, что достигается за счёт увеличения содержания полимеров в ПБВ. При этом повышается вязкость вяжущего и, соответственно, ухудшается процесс укатки асфальтобетона. Для снижения вязкости следует применять специальные добавки, уменьшающие трение между составляющими асфальтобетонной смеси. Такую добавку «Дорос-АП, марка Т» производит и наше предприятие. Для контроля качества ПБВ с повышенной вязкостью следует ввести в ГОСТ показатель динамической вязкости вяжущего, определяемый в качестве усилия на преодоление трения в тонком зазоре, заполненном испытуемым вяжущим, при разных скоростях сдвига с использованием динамического сдвигового реометра. Можно говорить и о таком необходимом комплексном показателе качества, как устойчивость ПБВ к старению, поскольку распределение полимера в битуме происходит при повышенной температуре, которая должна ещё сохраняться при перевозке ПБВ на дальние расстояния. Но, к сожалению, при высоких температурах пока нечем остановить радикальные процессы окисления. Можно лишь рекомендовать для производства ПБВ сырьё, битумы и технологии их получения, упомянутые выше.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Позволяют ли требования ГОСТ Р 52056-2003 получать вяжущие, отвечающие реальным условиям их эксплуатации в составе асфальтобетонов конструкций дорожных одежд? Требования, предъявляемые ГОСТ Р 52056-2003, по большому случаю обезличены. В данном нормативном документе приведены только характеристики, соответствующие той или иной марки ПБВ. Область применения или требуемые характеристики к физико-механическим свойствам полимерных вяжущих с учетом реальных температурных режимов эксплуатации отсутствуют.

Какими показателями качества ПБВ необходимо дополнить (регламентировать) новую редакцию нормативно-технического документа и почему?

С нашей точки зрения необходимо рассмотреть вопросы и назначить требования к показателям однородности ПБВ. Метод «Стеклянной палочки» хорош только для лабораторных проб, но никак не для многотоннажных, полученных в производственных условиях.

Большое значение приобретает показатель оценки устойчивости (стабильности) ПБВ при транспортировании и хранении. Конечно, актуален показатель степени старения в условиях воздействия температуры и кислорода воздуха на тонкую пленку ПБВ.

Каким, на Ваш взгляд, показателям качества должны соответствовать полимерно-битумные вяжущие? Насколько продукция вашей компании отвечает этим требованиям?

Как и всякий материал ПБВ должно отвечать требованиям исходя из реальных условий эксплуатации асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Только необходимо учитывать, что установление требований в зависимости от существующих на сегодняшний день дорожно-климатических зон недопустимо.

В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Известно, что нефтяные дорожные битумы, являющиеся основой ПБВ по ГОСТ Р 52056, являются коллоидной системой, устойчивость которой может быть действительно нарушена при добавлении к ним индустриального масла, ухудшая тем самым стабильность исходного продукта.

Производство ПБВ Альфабит осуществляется с использованием битумной основы специально подобранного углеводородного состава со сбалансированным содержанием асфальтенов, ароматических масел и смол. Высокое содержание парафино-нафтеновых углеводородов в данной битумной основе, совместно с подобранным комплексом полимеров-модификаторов, позволяет получать ПБВ Альфабит с повышенными низкотемпературными характеристиками. Следует отметить, что получение битумной основы требуемого состава, имеющего высокую совместимость с полимерами, возможно только лишь с применением продуктов нефтепереработки.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

В нашей компании отработана технология производства ПБВ без пластификаторов, с высокими показателями КиШ и Тхр. Важными и даже необходимыми компонентами успешного производства качественного полимерного вяжущего, без сомнения являются и блок подготовки сырья с поточными массамерами и полностью автоматизированная система производства, а также полностью оснащённая лаборатория и квалифицированный персонал понимающий процессы нефтепереработки.

Весь ассортимент наших продуктов проходит испытания по EN 13399 на стабильность при хранении. Мы можем гарантировать, что наш продукт не будет расслаиваться 3-е суток.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Возможность оперативного подбора рецептур ПБВ под особые требования потребителя является своеобразным «знаком качества», характеризующим опыт производителя, его производственные возможности и технологическую оснащенность. Важное значение для получения продукта с заданными свойствами имеет сырьевая база. И в этом существенное преимущество у производства модифицированных вяжущих на площадках НПЗ, позволяющих подобрать требуемое сырье для выпуска ПБВ с учетом даже таких ограничений.

Так, модифицированные вяжущие производства «Газпром нефти» полностью отвечают всем требованиям СТО АВТОДОР 2.6-2013. Сегодня у нас наработана обширная рецептурная база и опыт подбора составов для получения «особых» ПБВ с широким интервалом показателей качества.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - В качестве пластификатора, действительно, не стоит использовать индустриальное масло, поскольку оно всплывает потом на поверхность дороги, ещё и увлекая с собой часть битума. А это уже опасно для движущихся по дороге автомобилей. Можно подобрать пластификаторы, близкие по плотности к плотности битума, например, некоторые вакуумные погоны процесса ректификации нефти или тяжёлый газойль, образующийся в процессе каталитического крекинга вакуумного газойля. Можно производить и применять ПБВ без пластификаторов. Для обеспечения высокой температуры размягчения и низкой температуры хрупкости при производстве ПБВ нужно использовать менее окисленный, а значит более пластичный битум и вовлекать в него большее количество СБС полимеров.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

Запрещение применения индустриального масла в ПБВ вполне закономерно. Получение ПБВ с температурой размягчения больше 650С вполне возможно. При этом необходимо использование битумов с марочной вязкостью 200-300мм-1. Да и получение ПБВ с температурой хрупкости до – 300С вполне возможно при данных условиях. Однако температурные режимы работы асфальтобетонных покрытий в Российской Федерации значительно шире. Поэтому применение пластификаторов требуемого качества вполне оправдано.

Какие технологии вы применяете при транспортировке вяжущих на дальние расстояния с целью сохранения их свойств? И каково максимальное время транспортирования и хранения вяжущего в горячем состоянии?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - ПБВ Альфабит поставляется как в горячем, так и в холодном виде. Наличие специальных добавок в ПБВ Альфабит, препятствующих старению, позволяет расширить срок хранения в горячем виде без потери качества до 10 дней со дня изготовления, указанного в паспорте на продукцию. Основные ограничения относительно поставок ПБВ Альфабит на дальние расстояния связаны с техническими возможностями транспортных средств, задействованных при транспортировке, и составляют, согласно нашему опыту, до 2200 км (или до 4 суток). Поставки ПБВ Альфабит осуществляются также и в фасованном виде, что позволяет доставить продукт на отдалённые объекты.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - 4. Какие технологии вы применяете при транспортировке вяжущих на дальние расстояния с целью сохранения их свойств? Один из наиболее перспективных способов транспортировки ПБВ на расстояния более 2000км. является отгрузка в твердом виде. А отсутствие в России качественных теплоизолированных ж/д цистерн и широкой сети современных терминалов по приему, перевалке и хранению битума и ПБВ без потери его качества вынудило нас заняться поиском эффективного решения в области логистики холодного фасованного битума. Но необходимо данный процесс поставки, хранения и разогрева сделать удобным, эффективным, позволяющим экономить на капитальных затратах, экологически безопасным при разогреве, и с минимальными затратами на утилизацию. Для этого нашей компанией был разработано и предложен на рынке решение по упаковке позволяющее клиенту хранить в три яруса, тем самым сократить свои затраты на хранение. Сократить затраты на утилизацию, т.к. в нашей упаковке утилизируется всего 3 кг. бумаги (это внутренний вкладыш). А система плавления позволяет разогревать от 10т. до 20т. в час. При этом технология производства ПБВ допускает плавный неоднократный разогрев без последующего расслоения и потерь в качестве.

И каково максимальное время транспортирования и хранения вяжущего в горячем состоянии?

Дальность поставки ПБВ в горячем виде может быть ограниченна рядом факторами:

А. Температура остывания ПБВ. Этот показатель зависит от того насколько качественно выполнена теплоизоляция заводом изготовителем полуприцепов цистерн, температурой налива ПБВ в битумовоз при загрузке на заводе производителе. Также не стоит забывать, что рекомендуемая температура слива ПБВ не ниже 110° из-за вязкости продукта, тогда как традиционный БНД имеет температуру текучести 90°. Из нашей практики с учетом, того, что мы используем современные битумовозы, дальность поставки составляла до 2000км.

Б. Стоимость перевозок битумовозами.

В. У большинства производителей отсутствует современные технологии производства ПБВ. Что приводит к расслоению продукта при доставке и хранении. Я бы вообще такой продукт не называл ПБВ.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Оптимальным вариантом для транспортировки на дальние расстояния, а также для длительного хранения является применение различных видов фасовки. На Омском НПЗ и Рязанском заводе битумных материалов «Газпром нефти» уже несколько лет успешно происходит затаривание битумных вяжущих в однотоннажные контейнеры типа «Кловертейнер». Такой вид фасовки позволяет хранить в холодном виде битум и ПБВ длительное время без потери качества, а форма упаковки позволяет оптимизировать процесс хранения на ограниченных площадях.

Также в практике «Газпром нефти» есть опыт транспортировки полимерно-битумных вяжущих на расстояния, превышающие 2000 км, и сроками поставки более 2 суток. По результатам приемки полимерно-битумного вяжущего «Газпром нефти» потребителями было отмечено полное соответствие продукта заявленной марке.

Сохраняются эксплуатационные характеристики вяжущего при длительных транспортировках и хранении у ПМБ G-Way Styrelf благодаря специальному компоненту PAXL (эксклюзивная разработка французского концерна Total) - который способствует образованию дополнительных химических связей на молекулярном уровне и помимо технических преимуществ позволяет обеспечить высокую однородность и стабильность свойств модифицированного вяжущего.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Наш опыт показывает, что транспортирование ПБВ автоцистернами на расстояния до 1500км вполне реально. Но необходимо выполнение определенных условий. Во-первых, хорошая тепловая изоляция автоцистерн. Во-вторых, возможность при необходимости подогрева ПБВ и перемешивании его в процессе перевозки.

При хранении вяжущего длительное время (до 3 суток) рабочие котлы должны оборудоваться узлами принудительного перемешивания и автоматическими системами поддержания температуры.

Какие особенности эксплуатации дорог на территории следует учитывать при производстве перспективных покрытий? Каковы перспективы развития рынка ПБВ в Российской Федерации в ближайшие 5-10 лет?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Значительное увеличение интенсивности дорожного движения, максимальной нагрузки на ось автомобиля и переход на одиночные шины негативно влияют на дорожное покрытие, это обусловливает необходимость применения дорожно-строительных материалов, которые позволяют увеличить сроки бездефектной службы покрытий как на вновь построенных, так и на реконструированных и отремонтированных дорогах. Кроме того, необходимы мероприятия, позволяющие обеспечить прочность, надежность дорожного покрытия, комфорт и безопасность движения. Обеспечение таких требований напрямую зависит от ключевой составляющей дорожного покрытия – битумного вяжущего. На наш взгляд, именно использование полимерно-битумного вяжущих, в частности ПБВ Альфабит, позволит помочь решить большинство проблем качества дорожных одежд.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - Интенсивность движения, климатические условия, особенности инертных материалов.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Благодаря последовательной политике регуляторов в лице Федерального дорожного агентства и государственной компании «Автодор» происходит активное внедрение современных технологий и модифицированных битумов в дорожном строительстве. Ежегодно отмечается рост производства и потребления инновационных вяжущих и ожидается, что к 2020 году объем потребления ПБВ достигнет 400-500 тыс. тонн в год, что соответствует европейскому уровню потребления битумных материалов – около 10% от общего объема производства традиционных битумов.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - Рынок ПБВ в России только начал развиваться (пока меньше 5% от всего используемого для дорожного строительства битума). Это в разы меньше, чем в странах Европы. Но накоплен производственный опыт, есть материалы достойного качества. Дело за политико-экономическим решением нашего правительства.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Считаю, что в связи с возрастанием нагрузок на дорожные конструкции применение ПБВ в ближайшее время перспективно. Возможно, появятся гибридные вяжущие на основе ПБВ с полимерами других классов. Перспектива применения ПБВ зависит и от применения новых технологий. Например, устройства тонкослойных покрытий методом «НОВОЧИП». Следует рассмотреть вопросы применения ПБВ в нижних слоях покрытий. Данное предложение основывается на том, что максимальные сдвигающие напряжения в асфальтобетонных слоях, прочно связанных между собою, образуются на глубине 7-8 см, а это область работы уже нижнего слоя асфальтобетона.

В данной работе произведена оценка влияния различных пластификаторов на показатели свойств битума, определено необходимое количество для разжижения вяжущего.

Проведен анализ качественных характеристик образцов полимерно-битумных вяжущих (ПБВ), приготовленных с использованием различных пластификаторов и полимеров. Установлено влияние пластификатора на склонность к старению и расслаиванию ПБВ.

Введение. Времена, когда дорожная отрасль была отстающим звеном в экономической цепочке страны остались, к счастью, позади. Сегодня - это динамично и интенсивно прогрессирующий производственный сегмент РФ, который с каждым годом набирает обороты и темпы развития. Увеличивается протяженность дорог с твердым покрытием, появляются новые технологии и материалы, ужесточаются требования к качеству и долговечности автомобильных дорог.

В свете этого, все чаще в проектную документацию на строительство и реконструкцию автомобильных дорог включаются полимерно- битумные вяжущие (ПБВ), для устройства покрытий из полимерасфальтобетонных смесей. Это связано с тем, что использование этого вяжущего позволяет уменьшить возникновение пластических деформаций и тем самым продлить срок службы покрытия . Актуальность и востребованность данного вида вяжущего на дорожно-строительном рынке РФ активизировали многочисленные исследования в этом направлении .

Безусловно, что наиболее целесообразно и эффективно для приготовления ПБВ применять битумы с пенетрацией 130–200 и 200–300 мм -1 , в этом случае не требуется пластификация, но это, к сожалению, не всегда возможно. И связано это не только с несовершенством битумов, производимых российскими нефтеперерабатывающими заводами (НПЗ). Есть золотое правило торговли, в соответствии с которым, «клиент – всегда прав!». А вот выполнить пожелания заказчика, варьируя исключительно соотношением битум/полимер, бывает невозможно. И, в этом случае, для достижения качественных показателей модифицированного вяжущего необходимым условием становится использование пластификатора.

При этом, любой дополнительный компонент в составе ПБВ это не только удорожание продукции, но и нарушение «хрупкого» равновесия в системе «битум-полимер», поэтому к выбору пластификатора надо подходить здравомысляще и аккуратно.

Основная часть. В работе, для постановки эксперимента был использован битум БНДУ 60 ОАО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез», показатели свойств, которого представлены в табл. 1, и полимеры: Кратон D 1101 и отечественный аналог SBS L 30-01 A. Из представленной таблицы видно, что битум полностью соответствует требованиям нормативного стандарта.

Таблица 1 – Физико-химические показатели битума БНДУ60/90

Очевидно, что получить эффективное ПБВ 60 из битума с пенетрацией 64 мм-1 не возможно. Будет наблюдаться недостаток легких фракций для набухания и растворения полимера в вяжущем. В связи с этим встал актуальный вопрос о необходимости использования пластификатора. В качестве пластификаторов рассматривались: мазут М-100, масло индустриальное И- 40, Азол 1101 и Унипласт.

В общем виде, эффективность растворения полимера в битуме зависит от:

• молекулярной массы полимера;
• размера частиц полимера;
• вязкости исходного битума и его группового состава;
• температурного режима приготовления ПБВ;
• продолжительности перемешивания вяжущего.

В работе было принято, что молекулярная масса, температурный режим приготовления и продолжительность перемешивания ПБВ вели- чины неизменные. Варьирование происходило за счет вязкости пластифицированного битума и полимера. Подбор составов ПБВ и исследование их свойств, производили по стандартной методике. Для оценки влияния различных пластификаторов на показатели свойств битума и определения необходимого их количества для разжижения вяжущего пластификатор вводился в количестве от 0 до 5 %, дальнейшее увеличение было не целесообразно с экономической точки зрения. Затем определялась вязкость битума, температура размягчения и потеря массы после прогрева. Полученные данные представлены в табл. 2, 3.

Таблица 2 – Динамика изменения условной вязкости битума от вида и содержания пластификатора

Таблица 3 – динамика изменения массы битума с пластификатором после прогрева

Исследуемые пластификаторы не оказали значительного влияния на температуру размягчения разжиженного битума, однако «лидером» в серии пластификаторов стало масло индустриальное. Для битума, пластифицированного маслом индустриальным характерна максимальная потеря массы после прогрева. Пластификатор не должен быть летучим. Наличие значительного количества летучих компонентов, в составе вяжущего определяет высокую скорость их испарения при прогреве, что является показателем склонности вяжущего к старению и способствует значительному изменению температуры размягчения. Минимальные показатели были получены при использовании мазута М-100 и пластификатора №4. Этот же пластификатор показал наилучший пластифицирующий эффект битума при содержании 3–4 %. Основная цель первого этапа эксперимента, путем разжижения битума выйти на его пенетрацию при температуре 25 °С в интервале 85–90 мм -1 , при которой становится возможным набухание, растворение и гомогени-зация полимера. В процессе интерпретации полученных результатов, за оптимальное содержание пластификатора в битуме принято: Мазут М-100 – 3,5 %; Масло И-40 – 4,5%; Азол – 3,5%; Унипласт 4 – 2,5%. Установленные концентрации пластификатора были использованы для дальнейшего подбора состава ПБВ-60. Оптимальные составы ПБВ, соответствующие соотношению «цена-качество», и показатели их свойств представлены в табл. 4.

Таблица 4 – Показатели свойств подобранных составов ПБВ 60

Как видно из табл. 4, при использовании полимера SBS L 30-01 A наиболее эффективные составы получены при работе с пластификатором No1. Если рассматривать серию экспериментов с полимером Кратон D 1101, то необходимо отметить, что при использовании индустриального масла был получен наиболее эффективный состав ПБВ 60 с позиции стандартных показателей качества. Очевидно, это связано с его значительным содержанием. Использование мазута в качестве пластификатора не позволило получить кондиционное вяжущее.

Не зависимо от вида полимера, получить вяжущие, отвечающие совокупности полезных свойств, удалось при использовании в качестве пластификатора «Азол» и «Унипласт», что связано с отсутствием в их составе минеральных масел и наличием органической кислоты, позволяющей им эффективно, в совокупности с битумом, растворять полимер.

Известно , что растворение с предварительным набуханием характерно только для веществ с достаточно большой молекулярной массой, при значительной разнице в скоростях диффузии смешиваемых веществ. Набухание отличается от обычного смешивания тем, что этот процесс односторонний. Молекулы растворителя проникают в свободное пространство между звеньями изогнутых цепей макромолекул полимера, раздвигая сначала отдельные участки, а затем макромолекулы. В то время, как полимер поглощает растворитель, макромолекулы СБС не успевают переместиться в жидкую фазу. После того, как цепи макромолекул достаточно отодвинуты друг от друга и ослаблено взаимодействие между ними, начинается диффузия макромолекул в фазе растворителя. Интенсивность и качество протекающих процессов определяют на выходе товарные свойства ПБВ.

Переход на новые требования к качеству используемых в дорожной отрасли материалов, обуславливает необходимость соответствия их не только отечественным стандартам , но и европейским требованиям . В частности, для ПБВ, становятся неотъемлемыми показатели расслоения и старения, табл. 5, особенно если речь идет о системе, в которой дополнительно присутствует пластификатор. При изучении стабильности свойств, приготовленных и исследуемых ПБВ, после нахождения в тубе, максимальное расслаивание наблюдается у образцов, приготовленных с использованием масла индустриального и полимера Кратон D 1101. Дефективность состава прослеживается не только при изучении расслаиваемости в тубе, но и при изучении устойчивости к старению, которая определялась по методу TFOT, старение в тонкой пленке. Наименьшей склонностью к проявлению дефектов характеризуются образцы, приготовленные на Унипласте и Азоле. В этом случае, расслоение и разница в показателях минимальны, не зависимо от полимера. Наивысшую склонность к деструктивным процессам (рас- слоению, старению) показали образцы, приготовленные с использованием масла индустриального, что в полной мере согласуется с данными табл. 2, 3, и является неопровержимым доказательством опасности его использования при приготовлении ПБВ с точки зрения потери качества продукции.

Таблица 5 – Склонность к деструкции подобранных составов ПБВ 60

Выводы. Как видно, наличие пластифицирующих компонентов в вяжущем, в ряде случаев, является необходимым условием на пути по- лучения качественного ПБВ. Однако, стоит от- метить, что именно пластификатор вносит основной вклад в процессы деструкции, проявляющиеся в виде расслоения и старения, оценку которой производили по изменению массы вяжущего и температуры размягчения после прогрева. Поэтому, одним из основополагающих требований к пластификаторам должно выступать свойство – максимально долго сохранять ими показатели, в идеальном исполнении до окончания срока использования композиции.

Таким образом, можно заключить, что при разработке составов ПБВ необходимо тщательно подходить к выбору совокупности системы «битум-полимер – пластификатор» так как существует вероятность их несовместимости, либо использовать специальные приемы, направленные на уменьшение их конкурирующей между собой способности.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова.
Адрес: Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.
E-mail: [email protected]

Шеховцова Светлана Юрьевна, аспирант кафедры строительства автомобильных дорог и аэродромов. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Адрес: Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.
E-mail: [email protected]

Библиографический список

1. Quintero L.S., L. E. Sanabria, Analysis of Colombian Bitumen Modified With a Nanocomposite // Journal of Testing and Evaluation (JTE). 2012. Volume 40. Issue 7. PP. 93–97.
2. Marina Vysotskaya, Kuznetsov Dmitriy, Rusina Svetlana, Evgenia Chevtaeva Experience and Prospects of Nanomodification Using in Production of Composites Based on Organic Binders // 5 th International Conference NANOCON 2013 – Brno, Chech Repablik, EU. October 16 th -18 th 2013.
3. Полякова В.И., Полякова С.В. Особенности получения и применения полимерно- битумных вяжущих в дорожном строительстве // Дороги и мосты. 2013. № 3. С. 277–298
4. Лукаш Е.А., Кузнецов Д.А., Бабанин М.В. Эффективные асфальтобетонные смеси с использованием модифицированных наполнителей. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухо- ва. 2013. № 6. С. 57–60.
5. Высоцкая М.А., Фёдоров М.Ю. Разработка наномодифицированного наполнителя для асфальтобетонных смесей. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 61–65.
6. Высоцкая М.А., Русина С.Ю. О перспективах использования нанотрубок при приготовлении полимер-битумного вяжущего // Дороги и мосты. 2014. №2. С.171–187.
7. Хозин В. Г., Низамов Р.К. Полимерные нанокомпозиты строительного назначения // Строительные материалы. 2009. №8. С. 32–35.
8. Аюпов, Д.А., Мурафа А.В. Модифицированные битумные вяжущие строительного назначения // Строительные материалы. 2009. №8. С. 50–51.
9. ГОСТ Р 52056-2003. Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров. Введ. 01.01.2004. М.: Изд-во стандартов, 2003. 23 с.
10. EN 133399 Определение стабильности модифицированных битумов. Введ. 01.01.2015. М.: Изд-во стандартов, 2013. 12 с

Назначение: Время – не лучший друг автодорожных покрытий. Сложные условия эксплуатации, связанные с огромными нагрузками, диктуют серьезные требования к качеству этих объектов. Традиционный битум уже не соответствует высоким стандартам, которые предъявляются к современным дорогам. Компания ООО «МастикИзол» представляет новый инновационный материал – битум ПБВ. Физико-механические свойства этого продукта существенно превосходят показатели аналогов, что обеспечивает высокое качество и долговечность покрытий, подверженных самым интенсивным нагрузкам.

Классификация по назначению:

Полимерно битумно вяжущее или битум ПБВ представляет собой высокооднородный композиционный материал черного цвета. Его производят на основе обычного нефтяного битума, модифицированного термопластичными полимерами, эмульсиями и адгезионными присадками. Тщательно подобранные компоненты совершенствуют структуру продукта, увеличивая ряд важных физико-механических показателей: прочность, пластичность, растяжимость, температуру хрупкости и размягчения.

Благодаря этому ПБВ широко востребован в сфере дорожного строительства и ремонта. Его применение исключает образование деформаций, трещин и разрывов асфальтовых покрытий, повышает износостойкость конструкции в широком диапазоне эксплуатационных температур и, следовательно, безопасность движения автотранспорта.

Полимеры, добавленные в состав материала, наделяют магистрали способностью к быстрому снятию напряжения, возникающего под действием движущейся техники.

Срок службы дорожных покрытий, созданных на основе полимерно битумно вяжущего (битума ПБВ) от ООО «МастикИзол», в 1,5-3 раза выше, чем систем, построенных из обычных нефтяных аналогов. Применение этого материала позволяет возводить высококачественные долговечные трассы и, соответственно, - уменьшать будущие затраты на их реконструкцию. Важно отметить, что цена битума ПБВ является не просто доступной, но и выгодной, поскольку сам продукт отличается экономичным расходом.

Эксплуатационные преимущества

• Уменьшает риск образования трещин, разрывов и деформаций;
• Увеличивает срок эксплуатации дорог;
• Повышает сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам;
• Водонепроницаемость;
• Высокая пластичность и адгезия;
• Уменьшает уровень шума при интенсивном движении;
• Эксплуатация в широком спектре температур;
• Выгодная цена.

Сфера применения

• Строительство и реконструкция дорожных полотен;
• Производство холодных асфальтобетонных смесей;
• Герметизация трещин, швов, стыков, соединений и других технических пустот на дорожных полотнах;
• Строительство и ремонт аэродромов, мостов, туннелей, путепроводов, транспортных развязок.

В результате модификации битумов полимерами с эластическими и пластическими свойствами получается полимерно битумное вяжущее (ПБВ). ПБВ – это качественно новый материал, применение которого позволяет продлить срок службы дорожных покрытий. Если провести сравнение ПБВ с обычными битумами, то можно отметить, что модифицированный продукт обладает целым комплексом новых свойств: трещиностойкостью, эластичностью, повышением прочности при растяжении, широким интервалом пластичности.

Производство полимерно битумных вяжущих

На сегодняшний день способы модификации битумов полимерами изучены и освоены в достаточной степени. Наладить выпуск ПБВ можно как на асфальтобетонных заводах с терминалом, так и на собственных производствах.

Получение качественных полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) для последующего производства асфальтобетона не теряет своей актуальности вот уже на протяжении многих лет. В первую очередь это обусловлено тем, что в отличии от той же битумной эмульсии ПБВ до сих пор остаются продуктом, который не может долго сохранять свои свойства, т.е. быстро портиться.

ПБВ имеют тенденцию к расслоению, поэтому требуют эффективного перемешивания. Не стоит также забывать, что ПБВ, полученное с использованием СБС-полимеров, в условиях высоких температур подвергается медленному влиянию деструктивных процессов. Потеря свойств материала будет происходить тем быстрее, чем выше его текущая температура.

Это и является основной трудностью при работе с ПБВ, так как необходимо всегда обеспечивать как можно меньший промежуток времени между изготовлением и использованием вяжущего при получении асфальтобетонной смеси.

На сегодняшний день наиболее эффективным методом производства ПБВ можно считать процесс с использованием такого устройства, как коллоидная мельница. Она стала правопреемником обычной мешалки, которую ранее устанавливали в расходных емкостях. Сначала в эти емкости помещался битум, а затем засыпался полимер. Далее содержимое перемешивалось до тех пор, пока не происходило полное растворение полимера. В этом случае на время приготовления существенное влияние оказывает температура битума и эффективность мешалки.

Основная суть процесса сохранилась и до наших дней. Полимер растворяется в мальтеновой фракции битума, после чего образует оболочку, под которой находится нерастворенное ядро частицы. Главной задачей коллоидной мельницы является удаление набухшей оболочки и обнажение ядра для создания условия его растворения в битуме. Для полного растворения полимера необходимо обеспечить циркуляцию вещества через диспергатор.

Существуют также технологии, не предусматривающие многократное прохождение. В этом случае полимер попадает в мельницу один раз вместе с потоком битума, который пребывает практически в твердом состоянии. Проходя через зазор между ротором и статором, полимер измельчается до необходимого размера. На этом процесс не заканчивается – полученное вещество нужно перемешать до завершения всех процессов растворения частиц полимера.

Как видим, получение асфальтобетона и ПБВ – два отдельных производства с разной цикличностью. Это значит, что вначале нужно получить необходимое количество и только потом можно приступать к производству асфальта.

Применение полимерно битумных вяжущих

На дорожные покрытия возлагается функция обеспечения максимального сопротивления усталостным нагрузкам, а также устойчивости к изменению температурного режима. Модифицирование битумов – одно из наиболее перспективных направлений, позволяющих справиться с данными задачами.

Модифицированный битум по стоимости превышает битум обычный, но его доля в асфальтобетонном покрытии составляет всего 6%. Практические расчеты подтверждают, что подорожание прокладки километра дорожного полотна составит около 1%. Если учесть тот факт, что использование модифицированных битумов позволяет продлить срок службы дорожных покрытий в 2-3 раза, то экономическая целесообразность применения данного материала не вызывает никаких сомнений.

Немодифицированные битумы обладают определенными недостатками, к которым стоит отнести:

• высокую термическую чувствительность. Битум размягчается при высоких температурах и крошится при низких;
• плохие механические характеристики;
• низкую упругость;
• склонность к старению.

Именно эти недостатки и стимулировали проведение ряда исследований, которые показали, что полимерные материалы являются наилучшими модификаторами для повышения качественных показателей и эксплуатационных характеристик битумов.

Модифицированный битум образуется за счет объединения обычного битума и полимера. Такой материал способен обеспечить более высокий уровень качества, что выражается в улучшенных рабочих характеристиках при изменении температуры, улучшении эластопластических характеристик, улучшении когезии и адгезии с наполнителями, повышении сопротивления усталости материала, замедлении процессов старения.

Степень эффективности каждого из перечисленных преимуществ определяется видом битумной основы и полимера, а также особенностями применяемого технологического процесса.

Битум – это коллоидная субстанция с мицеллами асфальтенов, окруженными смолами и рассеянными в масляных фазах высокой вязкости (мальтенах). Специфические свойства битумов определяются именно наличием асфальтенов. На упругость и пластичность также оказывает влияние содержание смол и мальтенов.

Качественные смеси на основе битума должны сохранять сцепляющие и связующие свойства в текущих условиях на протяжении целого года. Поскольку битум – материал термически чувствительный, то он не может вести себя одинаково как при высоких, так и низких температурах. Именно поэтому битумы требуют модификации.