Полимерно битумное вяжущее


ГОСТ Р 52056-2003 Вяжущие полимерно-битумные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия

ГОСТ Р 52056-2003

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЯЖУЩИЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ ДОРОЖНЫЕ НА ОСНОВЕ БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ ТИПА

СТИРОЛ-БУТАДИЕН-СТИРОЛ

Технические условия

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Государственный дорожный научно-исследовательский институт» (ФГУП « Сою здорнии» )

ВНЕСЕН Научно-техническим управлением Госстандарта России, Государственной службой дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации, ТК 418 «Дорожное хозяйство»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 23 мая 2003 г. № 157 -ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 52056-2003

ГОСУДАРСТВЕН НЫ Й СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЯЖУЩИЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ ДОРОЖНЫЕ НА ОСНОВЕ БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ ТИПА СТИРОЛ-БУТАДИЕН-СТИРОЛ

Технические условия

POLYMER -BITUMEN BINDERS FOR ROADS ON THE BASIS OF BLOCK COPOLYMERS OF STYRENE -BUTADIENE -STYRENE TYPE

Specifications

Дата введе н ия 2004-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дорожные полимерно-битумные вяжущие материалы на основе вязких дорожных нефтяных битумов и блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол (СБС), предназначенные для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.044-89 ( ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзр ы воопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле

ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы

ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости

ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару

ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу

ГОСТ 11508-74 Битумы нефтяные. Метод определения сцепления битума с мрамором и песком

ГОСТ 18180-72 Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

3 Технические требования

3.1 Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) готовят на основе вязких дорожных битумов введением полимеров - блок-сополимеров типа СБС, пластификаторов и ПАВ в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

3 .2 Характеристика ПБВ

3 .2.1 В зависимости от глубины проникания иглы при 25 °С ПБВ подразделяют на следующие марки: ПБВ 300 , ПБВ 200 , ПБВ 130 , ПБВ 90 , ПБВ 60 и ПБВ 40 .

При отгрузке продукции указывают марку ПБВ и обозначение настоящего стандарта, например ПБВ 90 по ГОСТ Р 52056.

3 .3 По физико-механическим показателям ПБВ должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1 . Перед испытанием ПБВ определяют его однородность (см. 6.1 ). Если ПБВ однородно, проводят его дальнейшие испытания.

Таблица 1

Наименование показателя

Норма для вяжущего марки

Метод испытания

ПБВ 300

ПБВ 200

ПБВ 130

ПБВ 90

ПБВ 60

ПБВ 40

1 Глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее, при температуре:

По ГОСТ 11501

25 ° С

300

200

130

90

60

40

0 ° С

90

70

50

40

32

25

2 Растяжимость, см, не менее, при температуре:

По ГОСТ 11505

25 ° С

30

30

30

30

25

15

0 ° С

25

25

20

15

11

8

3 Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже

45

47

49

51

54

56

По ГОСТ 11506

4 Температура хрупкости по Фраасу, °С, не выше

- 40

- 35

- 30

-25

- 20

- 15

По ГОСТ 11507 с дополнением по 6.3 настоящего стандарта

5 Эластичность, % , не менее, при температур е:

По 6.2 настоящего стандарта

25 ° С

85

85

85

85

80

80

0 ° С

75

75

75

75

70

70

6 Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более (по абсолютной величине)

7

7

6

6

5

5

По ГОСТ 18180 , ГОСТ 11506

7 Температура вспышки, °С, не ниже

220

220

220

220

230

230

По ГОСТ 4333

8 Сцепление с мрамором или песком

Выдерживает по контрольному образцу № 2

По ГОСТ 11508 , метод А

9 Однородность

Однородно

По 6.1 настоящего стандарта

4 Требования безопасности

4.1 При применении П БВ используют средства защиты работающих по ГОСТ 12.4.011.

4 .2 При работе с ПБВ должны соблюдаться общие требования безопасности по ГОСТ 12.3.002 и требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.0.004.

4 .3 ПБВ являются горючими веществами по ГОСТ 12.1.044 с температурой вспыш ки выше 220 °С.

4 .4 ПБВ являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4 -му классу опасности по ГОСТ 12.1.007.

4 .5 Предельно допустимая концентрация ПБВ в воздухе рабочей зоны 300 м г/м3 ; блок-сополимера бутадиена и стирола типа СБС, а именно полимера эти нилбензола с бутадиеном 1 ,3 , составляет 10 мг/м3 (4 -й класс опасности).

4 .6 Помещение, в котором производят работы с ПБВ, должно быть оборудовано приточной вентиляцией в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.021.

4 .7 При загорании небольших количеств ПБВ их следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары следует тушить пенной струей.

4 .8 При работе с ПБВ необходимо соблюдать требования ГОСТ 17.2.3.02 по охране природы и атмосферы. Эффективными мерами защиты природной среды являются герметизация оборудования, предотвращение розлива ПБВ.

5 Правила приемки

5.1 ПБВ принимают партиями. Партией считают любое количество ПБВ, однородное по составу и по показателям качества, сопровождаемое одним документом о качестве.

5 .2 Объем выборки ПБВ определяют по ГОСТ 2517.

5 .3 Качество необходимо проверять при получении потребителем каждой новой партии в соответствии с 3.3 после определения его однородности по 6.1.

5 .4 Из каждой партии ПБВ отбирают две пробы. При получении неудовлетворительных результатов испытаний первой пробы хотя бы по одному показателю проводят испытания второй пробы. Результаты испытаний распространяются на всю партию. При получении неудовлетворительных результатов партию бракуют.

5 .5 При проведении входного контроля потребитель определяет показатели свойств ПБВ, приведенные в таблице 1.

5 .6 Каждая партия ПБВ должна сопровождаться документом о качестве.

5 .7 При приемке каждой партии ПБВ отбирают по ГОСТ 2517 и оформляют арбитражную пробу, которую следует хранить у изготовителя и потребителя в течение одного года.

6 Методы испытаний

6 .1 Метод определения однородности ПБВ

6.1.1 Сущность метода

Сущность метода заключается в определении однородности ПБВ визуально с помощью стеклянной палочки.

6.1 .2 Аппаратура и реактивы

Стакан фарфоровый вместимостью не менее 600 см3.

Палочка стеклянная.

Термометр лабораторный химический по ГОСТ 28498 диапазоном измерения 0 - 250 °С и ценой деления 1 °С.

Плитка электрическая с закрытой спиралью.

6.1 .3 Подготовка к испытанию

Пробу ПБВ массой 0 ,5 кг отбирают в фарфоровый стакан. Если проба ПБВ хранилась при температуре ниже температуры размягчения ПБВ, то перед испытанием ее следует разогреть до температуры, превышающей на 10 °С температуру приготовления ПБВ, и перемешать в течение 5 - 6 мин.

6 .1 .4 Проведение испытания

Стеклянную палочку погружают в подготовленную пробу ПБВ на 3 - 4 с, затем извлекают и визуально оценивают характер от екания вяжущего с палочки и состояние пленки вяжущего на ее поверхности.

ПБ В должно стекать с палочки равномерно, и на ее поверхности не должно быть сгустков, комков и крупинок.

6.1 .5 Обработка результатов

Однородность ПБВ определяют сравнением результатов трех определений. Если два из трех определений дают положительный результат, то ПБВ считают выдержавшим испытание на однородность.

6 .1 .6 Норма погрешности

Если два из трех определений дают положительный результат, ПБВ готово к испытаниям.

6 .2 Метод определения эластичности ПБВ

6 .2 .1 Сущность метода

Сущность метода заключается в определении доли эластической (полностью обратимой) деформации в предельной деформации образца.

6 .2 .2 Аппаратура и реактивы

Линейка металлическая по ГОСТ 427 длиной не менее 50 см с ценой деления 0 ,1 см.

Емкость для воды диаметром дна не менее 30 см.

Термометр лабораторный химический по ГОСТ 28498 диапазоном измерения 0 - 250 °С и ценой деления 1 °С.

6 .2 .3 Подготовка к испытанию

Для образцов ПБВ определяют растяжимость по ГОСТ 11505.

6 .2 .4 Проведение испытания

Эластичность ПБВ определяют непосредственно после испытания образцов на растяжимость. Формы с разорвавшимися образцами снимают со штифтов дуктил омет ра и помещают в отдельную емкость, температура воды которой равна 35 °С, с целью ускорения сокращения образцов при определении эластичности ПБВ при 25 °С. Затем проводят измерения (с точностью до 0,1 см) обеих частей образца от свободного конца образца до зажима формы и момента изменения длины не более чем на 0,1 см за 15 мин. При определении эластичности ПБВ при 0 °С измерения проводят при (0 ± 0 ,5 ) ° С.

6 .2 .5 Обработка результатов

Показатель эластичности Э вычисляют по формуле

где Д   - растяжимость, см;

l    - длина образца до его растяжения, равная 3 см;

L   - сумма длин двух частей образца после их восстановления (по последнему измерению), см.

6 .2 .6 Норма погрешности

Расхождение между каждым определением и среднеарифметическим не должно превышать 10 % среднеарифметического значения полученных результатов.

6 .3 Температуру хрупкости ПБВ определяют по ГОСТ 11507 , допустимые точности характеристики действительны до температуры минус 60 ° С.

7 Транспортирование и хранение

7.1 Транспортирование и хранение ПБВ - по ГОСТ 1510 для вязких дорожных нефтяных битумов.

7 .2 Температура нагрева ПБВ при транспортировании и хранении не должна превышать 160 °С. Время хранения ПБВ без перемешивания при температуре не выше 160 °С не должно превышать 8 ч. При необходимости хранения ПБВ в нагретом состоянии более 8 ч во избежание расслоения необходимо обеспечить ег о механическое перемешивание или эффективную циркуляцию с периодичность ю не более 2 ч, которые следует начинать не позднее чем через 3 ч после начала хранения.

7 .3 ПБВ транспортируют к месту применения в битумовозах, автогудронаторах или обогреваемых цистернах.

Транспортирование ПБВ длительностью более 3 ч в нагретом состоянии следует производить в битумовозах, оборудованных элементами нагрева вяжущего и обеспеченных битумными насосами, при этом не позднее чем через 3 ч после начала транспортирования битумовоз следует останавливать через каждые 2 ч и перемешивать ПБВ с помощью битумн ого насоса ц иркуляцией на себя.

После длительного хранения или транспортирования ПБВ допускается к применению только после перемешивания при 160 ° С до однородного состояния и при соответствии показателей ег о свойств требованиям настоящего стандарта.

Минимально допустимая температура ПБВ при е г о разгрузке должна быть не ниже 140 °С.

8 Гарантии изготовителя

8 .1 Изготовитель гарантирует соответствие качества ПБВ требованиям настоящего стандарта при соблюдении услов ий транспортирования и хранения.

8 .2 Гарантийный срок хранения ПБВ при температуре окружающей среды воздуха - один год со дня изготовления.

8 .3 По истечении гарантийного срока хранения ПБВ проводится повторный контроль качества, и только при получении положительных результатов принимается решение о применении ПБВ.

Ключевые слова: полимерно-битумные вяжущие, дивинилстирольн ы й термоэластопласт, блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол, однородн ость, эластичность, блок-сополимеры бутадиена и стирола типа СБ С

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения . 1

2 Нормативные ссылки . 1

3 Технические требования . 2

4 Требования безопасности . 3

5 Правила приемки . 3

6 Методы испытаний . 4

7 Транспортирование и хранение . 5

8 Гарантии изготовителя . 5

Похожие документы

znaytovar.ru

КРУГЛЫЙ СТОЛ: ПОЛИМЕРНО - БИТУМНЫЕ ВЯЖУЩИЕ

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.

Источник: «Мир Дорог», апрель 2016

xn----9sbvqblahxeg.xn--p1ai

Использование полимерно-битумных вяжущих материалов при строительстве и реконструкции автомобильных дорог

Строительная индустрия является основой экономики любого государства, местом трудоустройства миллионов людей и одним из главных инструментов сохранения и увеличения денежной массы населения, предотвращения резких обвалов на финансовом рынке и в реальном секторе экономики. Дорожное хозяйство и связанные с ним отрасли являются наиболее динамичными и активно развиваются в Воронежской области и соседних регионах, начиная с 2009 года. Это обусловлено тем, что модернизация имеющихся автодорог и развитие дорожной инфраструктуры городов и регионов Центрального и Южного федеральных округов является одним из главных приоритетов экономической политики в стране на ближайшие 5 лет. Одной из наиболее эффективных инновационных технологий в дорожном строительстве является использование асфальтобетонных покрытий, изготовленных с использованием полимерно-битумных вяжущих. Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) на основе термоэластопластов являются качественно новым материалом, позволяющим повысить срок службы дорожного покрытия. По сравнению с нефтяными дорожными битумами полимерно-битумные вяжущие обладают новым комплексом свойств, существенно отличающихся от свойств исходных битумов: эластичностью, трещиностойкостью, широким интервалом пластичности, повышением прочности при растяжении. Использование ПБВ обеспечивает снижение совокупной стоимости строительства автодорог на 30%, повышение срока службы дорожного покрытия в 2-3 раза, а также снижение шума на дороге в 3-4 раза, за счет применения ПБВ происходит снижение среднегодовых расходов на содержание дорог на 55-60%. Экономия дорожного бюджета РФ от использования полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) составит 100 млрд. рублей в год. Кроме того, за счет применения ПБВ происходит снижение среднегодовых расходов на содержание дорог на 55-60%. Суммарная мощность по ПБВ в 2014 году в России составит 400 тыс. тонн.

В ЧЁМ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ ОРИГИНАЛЬНОСТЬ ИДЕИ:

Получаемый в результате затвердевания уплотненной асфальтобетонной смеси (АБС) асфальтобетон (асфальт) – распространенный строительный материал. Применяется для устройства автомобильно-дорожных и аэродромных покрытий; эксплуатируемых плоских кровель; для благоустройства дворовых территорий и устройства полов в цехах промышленных складов, ангаров, гаражей; в гидротехническом строительстве. Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) применяются при строительстве, реконструкции, ремонте дорог, мостов и аэродромов. Применение ПБВ позволяет повысить деформационную устойчивость полимерасфальтобетона во всем диапазоне эксплуатационных температур, коррозионную стойкость покрытий, а также безопасность движения автомобилей.

ОПИСАНИЕ ЗНАЧИМОСТИ ИДЕИ:

Асфальтобетонные смеси (АБС) – это рационально подобранные смеси минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка) с битумом, взятые в определённых соотношениях и перемешанные в нагретом состоянии. В зависимости от вязкости используемого битума, смеси подразделяются на горячие и холодные. Градация асфальтобетонных смесей производится в зависимости от наибольшего размера щебня, остаточной пористости и показателей физико-механических свойств. Полимерасфальтобетоны с использованием полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) на основе блоксополимеров бутадиена и стирола типа СБС (марок ДСТ 30-01 и ДСТ ЗОР-01, а также их зарубежных аналогов) с требуемой для данного района строительства температурой хрупкости применяются для обеспечения повышенной трещиностойкости и продления срока службы асфальтобетонных покрытий при условии низких отрицательных температур в районе строительства. Для повышения качества дорожных битумов рекомендуется использовать дивинилстирольные термоэластопласты (ДСТ) – блок-сополимеры дивинила и стирола с содержанием связанного стирола 28 – 32% (ДСТ-30). ДСТ в невулканизированном состоянии характеризуются высокой прочностью при повышенных температурах (до 80°С) и низкой температурой хрупкости (около минус 80°С). В этом интервале температур ДСТ находятся в высокоэластическом состоянии. ПБВ получают введением небольшого (2 - 4 %) количества ДСТ в битумы: в вязкие – в виде раствора в углеводородных растворителях, а в маловязкие и жидкие – в виде крошки (маловязкими считают битумы, имеющие при 25°С глубину проникания иглы более 130-0,1 мм). ПБВ характеризуется способностью к большим высокоэластическим деформациям в широком диапазоне температур (от минус 55 до 60°С), что обусловливает его высокие теплостойкость при повышенных эксплуатационных температурах (50 - 60 °С), эластичность, пластичность и устойчивость к динамическим воздействиям при отрицательных температурах. Введение ДСТ в количестве 2, 3, 4 % в битумы марок БНД позволяет получить температуру хрупкости ПБВ соответственно минус 25, минус 35 и минус 50 °С. При необходимости получения ПБВ с температурой хрупкости минус 60 °С и ниже необходимо увеличить содержание ДСТ в битуме до 6 %. Асфальтобетон на ПБВ отличается повышенными деформативностью при отрицательных температурах и упругостью при положительных (модуль упругости при минус 20°С в 3 – 6 раз меньше, а при 40°С - в 1,5-2 раза больше, чем асфальтобетона на вязком битуме марок БНД); повышенной устойчивостью к многократным динамическим воздействиям (количество циклов до разрушения образца (балочки) на ПБВ в условиях многократного изгиба выше, чем образца асфальтобетона на битуме более чем в 8 раз). Строительство покрытий из асфальтобетонных смесей на ПБВ допускается при пониженных температурах (до минус 15°С). Применение ПБВ позволяет повысить производительность АБЗ за счет снижения температуры нагрева материалов, удлинить строительный сезон благодаря возможности укладывать и уплотнять смеси при пониженных температурах. Покрытие из асфальтобетонных смесей на ПБВ обладает повышенным сцеплением с колесом автомобиля.

ОПИСАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ИДЕИ:

Асфальтобетонные смеси применяются (АБС) для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий. Асфальтобетонные покрытия имеют ряд преимуществ:  покрытия из асфальта обладают необходимой ровностью и, одновременно, нужной шероховатостью;  эксплуатировать покрытие из асфальта можно сразу после его укладки, тогда как цементобетон, к примеру, набирает нужную прочность только на 28-й день;  асфальтобетонные покрытия хорошо удерживают разметку, легко моются, убираются и обладают хорошей ремонтопригодностью. Область применения асфальтобетонных смесей по типам и по маркам определяется категорией автомобильной дороги (скоростные, магистральные, промышленно – складские, городские улицы и т.д.) К основным классификационным признакам асфальтобетонов относятся разновидность крупного заполнителя, вязкость битумов, размеры зерен щебня или гравия, структурные параметры, производственное назначение. В зависимости от вида крупного заполнителя асфальтобетоны разделяют на щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, в состав которых входят гравий, песок или гравийно-песчаный материал, минеральный порошок и битум; песчаные — асфальтобетоны, в которых отсутствует крупный заполнитель (щебень или гравий). По вязкости применяемого битума и по температуре укладки асфальтобетонной массы в конструктивный слой они подразделяются на горячие укладываемые при температуре не ниже 120°С; теплые, получаемые на основе вязких, но более мягких битумов или жидких битумов. Их укладывают в дорожные покрытия при температуре не ниже 70°С; холодные, приготавливаемые на жидких битумах марок МГ, СГ или битумных эмульсиях и укладываемые при температуре окружающего воздуха, но не ниже 5°С. Битумы, не модифицированные должным образом, показывают на практике ряд недостатков: высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких), плохие механические характеристики и низкая упругость, склонность к старению. Термическая чувствительность не позволяет обычным битумным смесям хорошо вести себя и при высоких, и при низких температурах, поэтому они нуждаются в модификации. Применение модифицированных битумов является одним из перспективных направлений, позволяющих обеспечивать дорожному покрытию максимальное сопротивление усталостным разрушениям, устойчивость к изменениям температур суточных и сезонных циклов. Стоимость модифицированных битумов выше обычного битума в среднем на 60-65 %, но дороги не строят из одного битума, доля битума в асфальтобетоне всего 6%, расчёты показывают, что удорожание строительства 1км дороги составляет около одного процента. Учитывая увеличение срока службы дороги в 2-3 раза, применение модифицированных битумов, безусловно, экономически обосновано. Лучшими модификаторами для улучшения технологических качеств битума являются полимерные материалы. Полученный модифицированный битум, образованный объединением обычного битума и полимера, обеспечивает более высокий уровень качества: улучшение рабочих характеристик при высоких и низких температурах, улучшение эластопластических характеристик, повышенное сопротивление усталости материала, улучшение когезии и адгезии с наполнителями, повышенное сопротивление старению. Модифицирование битума полимерами, обладающими эластическими и пластическими свойствами ведет, к получению в итоге полимерно-битумных вяжущих (ПБВ). По сравнению с нефтяными дорожными битумами полимерно-битумные вяжущие обладают новым комплексом свойств, существенно отличающихся от свойств исходных битумов: эластичностью, трещиностойкостью, широким интервалом пластичности (ИП), повышением прочности при растяжении. ПБВ рекомендуется применять для устройства асфальтобетонных покрытий и поверхностных обработок в первую очередь на наиболее ответственных участках автомобильных дорог, мостах, аэродромах. Особенно эффективно использовать ПБВ в районах с резко континентальным климатом, а также на объектах с повышенными динамическими воздействиями на покрытие (например, на полосах примыкания к трамвайным путям и т.п.) в составе мастик для заполнения швов и трещин в покрытиях. Температура хрупкости ПБВ должна быть близка к минимальной температуре воздуха в районе строительства.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ:

Использование ПБВ обеспечивает снижение совокупной стоимости строительства автодорог на 30%, повышение срока службы дорожного покрытия в 2-3 раза, а также снижение шума на дороге в 3-4 раза, за счет применения ПБВ происходит снижение среднегодовых расходов на содержание дорог на 55-60%. Экономия дорожного бюджета РФ от использования полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) составит 100 млрд. рублей в год. Кроме того, за счет применения ПБВ происходит снижение среднегодовых расходов на содержание дорог на 55-60%. Суммарная мощность по ПБВ в 2014 году в России составит 400 тыс. тонн.

ВОЗМОЖНЫЕ РИСКИ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ ИДЕИ:

Технические требования к асфальтобетонным смесям регламентируются ГОСТ 9128-2009, АБС производится по рецепту, основная часть характеристик асфальтобетонного покрытия устанавливаются после укладки и уплотнения. Технические требования к ПБВ регламентируются ГОСТ Р 52056-2003 и отраслевым стандартом ОСТ 218.010-98. В зависимости от глубины проникания иглы при 25 °С ПБВ подразделяют на следующие марки: ПБВ–300, ПБВ–200, ПБВ–130, ПБВ–90, ПБВ–60 и ПБВ–40. По физико-механическим показателям ПБВ должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в ГОСТе. Чтобы материал соответствовал стандарту, необходимо изготовить полимер высокого качества и создать эффективные установки по производству ПБВ.

www.innoros.ru

Полимерно-битумное вяжущее и способ его получения

Использование: изобретение относится к новому полимерно-битумному вяжущему, которое может использоваться для изготовления покрытий дорог, мостов, аэродромов и других строительных объектов, и способу его получения. Технический результат: вяжущее обладает высокой адгезионной способностью к минеральным материалам основного и кислого характера. Сущность изобретения: получено полимерно-битумное вяжущее, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 54,0 - 88,0, блоксополимеры бутадиена и стирола 2,0 - 6,0, продукт полукоксования углей 10,0 - 40,0, гексаметилентетрамин 0,1 - 2,0 сверх 100%. В качестве продукта полукоксования углей используют термическую фракцию >230°С смолы полукоксования углей. Полимерно-битумное вяжущее получают следующим способом. Сначала получают смесь продукта полукоксования углей с блоксополимером бутадиена и стирола при температуре 80°С, выдерживают ее в течение двух часов и нагревают при перемешивании до 120°С, затем в полученную смесь подают битум, нагретый до температуры 110°С, и, продолжая перемешивание, вводят гексаметилентетрамин при температуре 110°С, после чего температуру смеси повышают до 160°С и перемешивают при этой температуре в течение 0,5 часа. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретения относятся к материалам, используемым при строительстве дорог, мостов, аэродромов и т.п., а именно к полимерно-битумному вяжущему (ПБВ) для дорожного покрытия и способу его получения.

Любые вяжущие для асфальтобетонов, в том числе и полимерно-битумные вяжущие, должны обладать хорошей адгезией к минеральным материалам, используемым в данной полимерасфальтобетонной смеси или в составах для поверхностной обработки, чтобы обеспечить требуемый коэффициент длительной водостойкости материала и его длительную эксплуатацию в покрытии или в другой конструкции без разрушения и шелушения. Известно, что разработанные в РФ полимерно-битумные вяжущие на основе сополимеров бутадиена и стирола (СБС) обладают очень низкой адгезионной способностью к кислым минеральным материалам [Полимерно-битумные вяжущие материалы для дорожного строительства. Обзорная информация. Информавтодор государственной службы дорожного хозяйства министерства транспорта РФ, вып.4, -М., 2002, с.: 63, 67, 69, 76, 77; таблицы: 17, 20, 21, 24, 25].

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения [патент РФ №2038360, опубл. 27.06.95], выбранные за прототип, по которому битумное вяжущее содержит смесь из битума, блоксополимеров алкадиена и стирола, а также добавку, в качестве которой использовано масло индустриальное; при этом упомянутые компоненты содержатся в следующем количестве, мас.%:

Битум 44,4-98,0

Блоксополимеры алкадиена и стирола 0,1-22,3

Масло индустриальное 1,9-33,3

При этом возможно в качестве блоксополимеров алкадиена и стирола применять соединение, выбранное из группы, включающей блоксополимеры бутадиена и стирола или блоксополимеры изопрена и стирола. Возможны иные процентные соотношения упомянутых известных компонентов.

Основным недостатком битумного вяжущего, получаемого по этому способу, является низкая адгезионная способность к минеральным материалам дорожного покрытия кислой природы.

Это вызвано использованием в качестве добавки низкополярного пластификатора - индустриального масла, которое облегчает процесс гомогенизации полимеров в битуме, но ослабляет внутренние структуры битума и полимера из-за обедненности полярными соединениями.

Способ получения известного по прототипу битумного вяжущего для дорожного покрытия включает двухстадийный процесс: блоксополимер алкадиена и стирола в количестве 0,1-22,3 мас.% смешивают при температуре 110-160°С с 1,9-33,3 мас.% индустриального масла; после этого полученную смесь при перемешивании вводят при 110-160°С в 44,4-98,0 мас.% битума.

Основными недостатками способа получения битумного вяжущего по прототипу являются следующие:

- способ не дает возможности варьировать одним или двумя компонентами для получения вяжущего с заданными свойствами, а также для корректировки состава после его хранения;

- при данной технологии возникают технологические трудности при дозировании и транспортировке по трубопроводам отдельно приготовленного высоковязкого раствора блоксополимера бутадиена и стирола в индустриальном масле.

Задачей предлагаемых изобретений является разработка нового полимерно-битумного вяжущего на основе СБС с высокой адгезионной способностью к минеральным материалам и основной, и кислой природы, а также способ его получения.

Поставленная задача решается тем, что в известном битумном вяжущем для дорожного покрытия вместо индустриального масла используется продукт полукоксования углей, а именно термическая фракция >230°С смолы полукоксования углей, и дополнительно в качестве структурирующей добавки применяется гексаметилентетрамин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 54,0-88,0

Блоксополимеры

бутадиена и стирола 2,0-6,0

Продукт полукоксования углей 10,0-40,0

Гексаметилентетрамин 0,1-2,0 Сверх 100%

Заявляемые изобретения (вещество и способ его получения) связаны единым изобретательским замыслом, поскольку второе изобретение специально предназначено для получения первого.

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет получать полимерно-битумное вяжущее, которое наряду с хорошими физико-механическими показателями, в частности, температурой размягчения, температурой хрупкости, интервалом работоспособности, эластичностью, характеризуется и высокой адгезионной способностью к минеральным материалам как основной, так и кислой природы.

Способ осуществляют следующим способом.

В битумоплавильный котел, оснащенный механической лопастной мешалкой, подают необходимое количество температурной фракции >230°С смолы полукоксования углей, нагретой до температуры 80°С. Затем загружают туда дозированное количество блоксополимера бутадиена и стирола в виде порошка или гранул, выдерживают при указанной температуре не менее 2 часов для набухания и далее перемешивают смесь при нагревании до температуры 120°С до однородного состояния. После этого при непрерывном перемешивании подают битум, нагретый до температуры 110°С, продолжают перемешивание до получения однородной смеси. Затем в полученную смесь вводят небольшими порциями рассчитанное количество порошкообразного гексаметилентетрамина при температуре 110°С и перемешивании для получения однородной смеси, после чего температуру медленно повышают до 160°С и перемешивают в течение 0,5 часа.

Оценку адгезионной способности известных и вновь полученных полимерно-битумных вяжущих производили в баллах по методике, разработанной в Союздорнии [П.В. Сафронов, А.И. Лучкин. Дорожно-строительные материалы, М., Транспорт, 1966 г., с. 135].

Для оценки адгезионной способности полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) к основным и кислым минеральным материалам использовали мраморный и порфировый щебень, соответственно.

Преимущества предлагаемого изобретения - нового полимерно-битумного вяжущего, получаемого предложенным способом, можно просмотреть на конкретных примерах. В них для получения ПБВ по настоящему изобретению использовали нефтяной дорожный битум по ГОСТ 22245-90 с глубиной проникания иглы (40-300)х0,1 мм, в качестве блоксополимера бутадиена и стирола - дивинилстирольный термоэластопласт марки ДСТ-30Р-01 по ТУ 38.40327-98 (ДСТ), в качестве термической фракции >230°С смолы полукоксования углей -термическую фракцию >230°С смолы полукоксования липтобиолитового угля по ТУ 2221-004-02067942-2002, представляющую собой жидкость с вязкостью 50-120 мм2/с при 50°С, гексаметилентетрамин технический по ГОСТ 1381-73.

Выбор в качестве добавки - термической фракции >230°С смолы полукоксования углей объясняется тем известным фактом, что низкотемпературные смолы твердых горючих ископаемых (получаемые в процессе полукоксования) лучше совмещаются с битумами, чем высокотемпературные (получаемые в процессе коксования) [Лысихина А.И. Поверхностно-активные добавки для повышения водоустойчивости дорожных покрытий с применением битумов и дегтей, - М.: Автотрансиздат, 1959, 232 с.], и, кроме того, первые содержат в своем составе ПАВ кислого и основного состава, повышающие адгезионную способность вяжущего.

Выбор в качестве добавки термической фракции >230°С смолы полукоксования углей (состоящей из ароматических соединений) объясняется также желанием заменить индустриальное масло (состоящее в основном из алифатических соединений) на вещество, состоящее из ароматических соединений, т.к. известно, что ароматические соединения, какими являются блоксополимеры бутадиена и стирола, ограниченно растворяются в алифатических соединениях, а также тем, что в этой фракции отсутствуют низкокипящие и легколетучие фенолы (оксибензолы, крезолы), поэтому, несмотря на высокие производственные температуры, получаются хорошо воспроизводимые результаты и не происходит загрязнения атмосферы.

Выбор второй добавки - гексаметилентетрамина обусловлен тем, что она, взаимодействуя с термической фракцией >230°С смолы полукоксования углей и с блоксополимером бутадиена и стирола, образует олигомеры с активными концевыми функциональными группами (гидроксильными, карбоксильными, карбонильными и аминными), ответственными за адгезионную способность к минеральным материалам любой природы. В этом смысле гексаметилентетрамин является структурирующей добавкой к смеси, содержащей блоксополимеры бутадиена и стирола и термической фракции >230°С смолы полукоксования углей.

Количество битума определяется количеством введенных в смесь остальных компонентов.

В таблице показана зависимость адгезионных и других физико-механических свойств полимерно-битумного вяжущего в зависимости от его состава.

Экспериментальные исследования, результаты которых представлены в примерах 1-3 таблицы, показывают, что оптимальные количества вводимого в композицию блоксополимера бутадиена и стирола равны значениям, указанным в формуле изобретения. При этом адгезионная способность вяжущего и к кислым, и к основным материалам дорожного покрытия остается наилучшей и равна 5 баллам.

При содержании в полимерно-битумном вяжущем ДСТ менее 2% не создается полимерная пространственная сетка, обеспечивающая повышенные физико-механические показатели вяжущего, что видно из примера 4 (эластичность композиции резко упала). Содержание ДСТ в количестве более 6% экономически нерентабельно.

Примеры 5-7 иллюстрируют зависимость адгезионной способности вяжущего от количества введенного продукта полукоксования углей. Оптимальные количества соответствуют 10-40 мас.%. Содержание продукта полукоксования углей менее 10% не дает возможности достаточно хорошо диспергировать минимальное количество ДСТ и создать необходимый пластифицирующий эффект; добавление его более 40% нецелесообразно из-за создания излишне высокопластифицирующего эффекта.

Как показывают примеры 7-9 таблицы, оптимальное количество гексаме-тилентетрамина находится в интервале 0,1-2,0 (сверх 100%). Количеством гексаметилентетрамина регулируют технологический показатель вяжущего (пенетрацию), адгезионную способность и в определенной степени температуру размягчения и хрупкости. Поэтому количество гексаметилентетрамина в композиции определяется количеством и соотношением остальных трех компонентов вяжущего и заданным значением технологического параметра - пенетрации. Поэтому, в основном, подбирают такое количество пластификатора - продукта полукоксования углей, чтобы количество гексаметилентетрамина находилось в указанном в формуле интервале концентраций.

Приведенные в таблице данные (пример 10) показывают преимущество полученного по настоящему изобретению вяжущего в адгезионной способности к кислым минеральным материалам по сравнению с прототипом; при этом существенное улучшение адгезионной способности происходит при сохранении основных физико-механических показателей полимерно-битумного вяжущего.

Использование в качестве добавок к системе битум - блоксополимер бутадиена и стирола термической фракции >230°С смолы полукоксования углей и гексаметилентетрамина обеспечило образование в такой многокомпонентной системе олигомеров с несколькими концевыми функциональными гидроксильными, карбоксильными, карбонильными группами. Специфическая адсорбция таких олигомеров на поверхности минеральных материалов любой природы поверхности (и основной, и кислой) характеризуется большой энергией адсорбционного взаимодействия, которая дополняется еще и достаточно большой энергией дисперсионного взаимодействия, определяемой сравнительно большими размерами молекул образующихся олигомеров. В итоге молекулярных взаимодействий в полученной многокомпонентной системе получается взаимосогласованная структура, имеющая высокую адгезионную способность к минеральным материалам наряду с хорошими физико-механическими показателями.

Кроме того, введение в состав заявляемого полимерно-битумного вяжущего продукта полукоксования углей и гексаметилентетрамина обеспечивает возможность регулировать физико-механические и технологические характеристики вяжущего и получать композицию с заранее заданными показателями. Это важно в производственных условиях и для корректировки состава композиции при получении вяжущего и для корректировки состава после хранения. Последнее особенно актуально в случае именно полимерно-битумного вяжущего, т.к. у него более всего выражено изменение свойств (особенно технологической характеристики - пенетрации) в процессе хранения из-за “старения” полимеров.

Существенным отличительным признаком первого изобретения (вещества) является получение ранее не известного полимерно-битумного вяжущего, обладающего хорошей адгезионной способностью к основным и к кислым минеральным компонентам полимерасфальтобетонной смеси и составов для поверхностной обработки, который получают при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 54,0-88,0

Блоксополимеры бутадиена и стирола 2,0-6,0

Продукт полукоксования углей 10,0-40,0

Гексаметилентетрамин 0,1-2,0 Сверх 100%

Заявляемое техническое решение второго изобретения (способа) имеет следующие отличительные признаки:

- использование в качестве дополнительных компонентов к битуму и сополимеру бутадиена и стирола вместо индустриального масла термической фракции >230°С смолы полукоксования углей и гексаметилентетрамина с целью улучшения адгезионной способности получаемого полимерно-битумного вяжущего к минеральным материалам разной природы;

- установление последовательности выполнения технологических операций при определенных параметрах получения полимерно-битумного вяжущего.

Указанные отличительные признаки не обнаружены заявителями в доступных источниках информации.

Отличительные признаки заявляемых изобретений в совокупности с известными приводят к появлению нового качества у полимерно-битумного вяжущего - улучшению его адгезионной способности к минеральным компонентам дорожного покрытия основного и кислого характера.

Результаты проведенных исследований показывают возможность реализации заявляемых технических решений, приводящую к получению полимерно-битумного вяжущего необходимой технологической марки со стабильными значениями адгезионной способности к минеральным материалам основной и кислой природы и высокими физико-механическими показателями.

Результаты даны в таблице.

Формула изобретения

1. Полимерно-битумное вяжущее, содержащее битум и блоксополимеры бутадиена и стирола, отличающееся тем, что оно содержит продукт полукоксования углей и гексаметилентетрамин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 54,0 - 88,0

Блоксополимеры

бутадиена и стирола 2,0 - 6,0

Продукт полукоксования углей 10,0 - 40,0

Гексаметилентетрамин 0,1- 2,0 сверх 100%

2. Полимерно-битумное вяжущее по п.1, отличающееся тем, что в качестве продукта полукоксования углей использована термическая фракция >230°С смолы полукоксования углей.

3. Способ получения полимерно-битумного вяжущего, отличающийся тем, что получают смесь продукта полукоксования углей с блоксополимером бутадиена и стирола при температуре 80°С, выдерживают ее в течение двух часов и нагревают при перемешивании до температуры 120°С, затем в полученную смесь подают битум, нагретый до температуры 110°С и, продолжая перемешивание, вводят гексаметилентетрамин при температуре 110°С, после чего температуру смеси повышают до 160°С и перемешивают при этой температуре в течение 0,5 ч.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при его осуществлении получают полимерно-битумное вяжущее при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 54,0 - 88,0

Блоксополимеры

бутадиена и стирола 2,0 - 6,0

Продукт полукоксования углей 10,0 - 40,0

Гексаметилентетрамин 0,1- 2,0 сверх 100%

www.findpatent.ru


Смотрите также