|
ОСОБЕННОСТИ
СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ БИТУМОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРАМИ
 Нефтяные
битумы находят широкое применение в дорожном и гражданском
строительстве, благодаря высокой пластичности, способности
выдерживать без разрушений воздействие низких температур,
температурных перепадов, различных деформационных нагрузок.
Основным
потребителем нефтяных битумов является дорожное
строительство, в настоящее время до 90% производимого во
всем мире объема товарных битумов потребляется дорожной
отраслью. Специалисты разных государств сходятся во мнении,
что нефтяной битум является самым дешевым и наиболее
универсальным материалом для применения в качестве вяжущего
при устройстве дорожных покрытий.
Необходимо
отметить тот факт, что дорожные битумы российского и
зарубежного производства принципиально различаются по
качеству, что предопределено различием нормативных
требований к этому виду товарной продукции в нашей стране и
за рубежом. Практика дорожного строительства в России,
состояние дорог даже федерального значения опровергает
мнение о безукоризненности существующих требований к
дорожным битумам, сформулированных в ГОСТ 22245.
Многолетний
опыт устройства и содержания дорожных покрытий с
использованием битумов дорожных вязких марки
БНД,
изготавливаемых российскими НПЗ, свидетельствует о том, что,
например, при значении показателя температуры хрупкости
битума, равном −27°C
(что намного превышает предел, указанный ГОСТ 22245),
разрушение покрытия начинается уже в первый год эксплуатации
по причине недостаточной способности битумного вяжущего к
растяжению (и это при соответствии значения показателя
растяжимости битумов при 25 и 0°C
нормативным требованиям).
Положительные результаты применения в последние 10 лет при
строительстве и ремонте дорожных покрытий в Санкт-Петербурге
и Ленинградской области битумов, характеризующихся иными,
чем битумы марок БНД, свойствами, например фирм
NESTE,
NYNAS,
БДУ (Ухтинский НПЗ), позволяют сделать вывод о том, что в
основе своей для повышения эксплуатационной надежности
дорожных покрытий оказывается достаточным изменить качество
дорожного битума.
Более
высокая эксплуатационная надежность асфальтобетонов,
изготовленных с применением вышеуказанных марок битума,
обусловлена оптимальным комплексом реологических свойств.
Это
достигается регламентацией зарубежными стандартами
требований к таким показателям качества битумов, как
кинематическая вязкость при 135°C,
динамическая вязкость при 60°C, и
установлением пределов изменения глубины проникания иглы,
растяжимости при 25°C, динамической
вязкости при 60°C в процессе
испытания битума на термостабильность по методике
ASTM D 1754
(или ASTM D 2872), имитирующей условия воздействия на
битумную пленку кислорода воздуха при повышенной температуре
в асфальтосмесителе при изготовлении горячих
асфальтобетонных смесей.
Анализ
результатов испытания (в том числе и по методикам ASTM)
битумов дорожных российского производства
показывает, что при идентичности значений показателя глубины
проникания иглы при 25°C и других
битумы, изготовленные из остатков переработки разных по
химическому составу нефтей, принципиально различаются по
вязкости.
При работе в составе дорожного
асфальтобетона
наиболее устойчивым к воздействию сдвиговых усилий в теплое
время года оказывается битум марки БНД 60/90,
характеризующийся более высокой динамической вязкостью при
60°C.
Однако,
трещиностойкость асфальтобетонных покрытий при прочих равных
условиях зависит от способности битума выдерживать без
разрушения растягивающие усилия.
Основное отличие между битумами,
модифицированными АПП и СБС, заключается в том, что битум с
АПП изначально пластичен, а битум с СБС более эластичен.
Поэтому усилия, вызываемые деформацией основы у битумов с
АПП всегда меньше, а у битумов с СБС они быстрее достигают
высокого значения.
С другой стороны, битум с СБС после
деформации принимает почти первоначальную форму, в то время
как битум с АПП - лишь после небольшой деформации. Известно,
что преимущество СБС-модифицированных битумов состоит в том,
что они обладают хорошей гибкостью при низких температурах,
высокими сопротивляемостью усталости и эластичностью, больше
подходят для сочетаний с окисленным битумом, поэтому их
можно применять при исключительно низких температурах.
Недостатком таких битумов
является меньшая сопротивляемость ультрафиолетовым лучам,
из-за чего необходима специальная защита таких материалов.
Кроме того, адгезия гранул в составе материала хуже.
Составляющими компонентами
модифицированного битума могут быть:
- битумы нефтяные дорожные
вязкие по ГОСТ 22245;
- полимеры: термопластичные
каучуки - стирол - бутадиен - стирольные блоксополимеры (SBS)
порошкообразные с характеристикой их вязкости менее 1,2 дл/г
(Кратон Д1101, ДСТ 30-01 и многие другие);
- адгезионные добавки (ПАВ):
БП-ЗМ; БП-КСП; Дорос АП; WETFIXBE, WENFIX
AP 17, УДОМ-1 и многие другие;
- пластификаторы (гудрон,
мазут, дизтопливо, жидкие битумы и тому подобное)
Фото установок на производстве, (АБЗ) |
