Битум модифицированный полимерами
Битум модифицированный полимерами (ПБВ) - это битум с измененными физико-химическими характеристиками при помощи специальных добавок улучшающих реологические свойства, а так же увеличивающих температуру размягчения и понижающих уровень пенетрации.
Историческая справка:[править]
Целенаправленная разработка полимерно - модифицированных битумов и промышленных процессов их получения началась только в 70-е годы XX века. В то время дорожные покрытия имели множество недостатков, а именно: подверженность вымыванию, хрупкость в зимний период, и повышенное размягчение в летний период с преждевременным старением, и что наиболее важно, низкую износоустойчивость при больших транспортных нагрузках.
В Европе (в частности, в Германии, Франции, Бельгии и Италии) была разработана технология производства битума модифицированного полимерами, с целью устранения недостатков, перечисленных выше.
Преимущества использования полимерно - модифицированного битума в дорожном строительстве:[править]
- расширение применения температурного диапазона;
- улучшение эластопластических характеристик;
- повышенное сопротивление усталости материала;
- улучшение когезии и адгезии с наполнителями;
- повышенное сопротивление старению.
Перечисленные преимущества сильно связаны с видом использованной битумной основы и полимера, а также с типом применяемого при модификации технологического процесса. Высокие рабочие характеристики достигаются только при условии точного контроля дозировки полимера и его распределения в битумной массе. Лучшие показатели распределения (гомогенизации) достигаются при использовании мельницы с высокой степенью измельчения.
Производство битума модифицированного полимерами:[править]
Производство полимерно-модифицированного битума может быть организовано как на асфальтобетонном заводе с терминалом, так и на месте работ.
В производстве модифицированных битумов используются две основные системы:
1 непрерывное производство смеси;
2 производство партиями.
Первый способ, пригодный только для линейного полимера SBS, применяется в основном на асфальтозаводах для массового производства с целью снабжения заказчиков готовым продуктом. Второй способ используется заказчиками для производства битума на месте работ, а также коммерческими компаниями для продажи конечным пользователям. Он может применяться почти со всеми известными на сегодня видами полимеров.
Независимо от используемого способа производства (непрерывного или партиями) главной частью завода по производству ПБВ является коллоидная мельница. На рынке имеется несколько видов мельниц, причем большая их часть спроектирована для других отраслей промышленности (пищевой, химической, деревообрабатывающей), но используется для производства полимерно-модифицированных битумов. Как правило, такие мельницы не могут обеспечить должного уровня помола, и ПБВ на таких мельницах имеет большие сроки созревания и низкий уровень качества готового ПБВ.
Методы испытаний битума модифицированного полимерами (ПБВ):[1][править]
- Метод определения однородности ПБВ
1.1 Сущность метода заключается в определении однородности ПБВ визуально с помощью стеклянной палочки.
1.1.1 Аппаратура и реактивы
Стакан фарфоровый вместимостью не менее 600 см.
Палочка стеклянная.
Термометр лабораторный химический по ГОСТ 28498 диапазоном измерения 0-250 °С и ценой деления 1 °С.
Плитка электрическая с закрытой спиралью.
1.1.2 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.
1.1.3 Проведение испытания
Стеклянную палочку погружают в подготовленную пробу ПБВ на 3-4 с, затем извлекают и визуально оценивают характер стекания вяжущего с палочки и состояние пленки вяжущего на ее поверхности.
ПБВ должно стекать с палочки равномерно и на ее поверхности не должно быть сгустков, комков и крупинок.
1.1.4 Обработка результатов
Однородность ПБВ определяют сравнением результатов трех определений. Если два из трех определений дают положительный результат, то ПБВ считают выдержавшим испытание на однородность.
1.1.5 Норма погрешности
Если два из трех определений дают положительный результат, ПБВ готово к испытаниям.
2.2 Метод определения эластичности ПБВ
2.2.1 Сущность метода
Сущность метода заключается в определении доли эластической (полностью обратимой) деформации в предельной деформации образца.
2.2.2 Аппаратура и реактивы
Аппаратура и реактивы, перечисленные в ГОСТ 11505, раздел 1.
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, ценой деления 1 °С.
2.2.3 Подготовка к испытанию
Для образцов ПБВ определяют растяжимость по ГОСТ 11505.
2.2.4 Проведение испытания
Эластичность ПБВ определяют непосредственно после испытания образцов на растяжимость. Формы с разорвавшимися образцами снимают со штифтов дуктилометра 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.
2.2.5 Обработка результатов
Показатель эластичности вычисляют по формуле,
где - растяжимость, см;
- длина образца до его растяжения, равная 3 см;
- сумма длин двух частей образца после их восстановления (по последнему измерению), см.
2.2.6 Норма погрешности
Расхождение между каждым определением и среднеарифметическим не должно превышать 10% от среднеарифметического значения полученных результатов.
3.3 Температуру хрупкости ПБВ определяют по ГОСТ 11507[2], допустимые точностные характеристики действительны до температуры минус 60 °С.
Транспортирование и хранение битума модифицированного полимерами (ПБВ)[править]
Транспортирование и хранение ПБВ осуществляется по ГОСТ 1510[3] для вязких дорожных нефтяных битумов.
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 его механическое перемешивание или эффективную циркуляцию с периодичностью не более 2 ч, которые следует начинать не позднее чем через 3 ч после начала хранения.
ПБВ транспортируют к месту применения в битумовозах, автогудронаторах или обогреваемых цистернах с масляной системой подогрева.
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 битумного насоса циркуляцией на себя.
После длительного хранения или транспортирования ПБВ допускается к применению только после перемешивания при 160 °С до однородного состояния и при соответствии показателей его свойств требованиям.
Минимально допустимая температура ПБВ при его разгрузке должна быть не ниже 140 °С.
Источники[править]
- ↑ ГОСТ Р 52056-2003. docs.cntd.ru. Проверено 17 ноября 2016.
- ↑ ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры…. docs.cntd.ru. Проверено 17 ноября 2016.
- ↑ ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение (с Изменениями N 1-5), ГОСТ от 07 августа 1984 года №1510-84. docs.cntd.ru. Проверено 17 ноября 2016.