Бітум модифікований полімерами
[Ред] Історична довідка:
Цілеспрямована розробка полімерно - модифікованих бітумів і промислових процесів їх отримання почалася тільки в 70-і роки XX століття. У той час дорожні покриття мали безліч недоліків, а саме: схильність вимивання, крихкість в зимовий період, і підвищений розм'якшення в літній період з передчасним старінням, і що найбільш важливо, низьку зносостійкість при великих транспортних навантаженнях.
В Європі (зокрема, в Німеччині, Франції, Бельгії та Італії) була розроблена технологія виробництва бітуму модифікованого полімерами, з метою усунення недоліків, перерахованих вище.
[Ред] Переваги використання полімерно - модифікованого бітуму в дорожньому будівництві:
- розширення застосування температурного діапазону;
- поліпшення еластопластіческіх характеристик;
- підвищений опір втоми матеріалу;
- поліпшення когезии і адгезії з наповнювачами;
- підвищений опір старінню.
Перераховані переваги сильно пов'язані з видом використаної бітумної основи і полімеру, а також з типом застосовуваного при модифікації технологічного процесу. Високі робочі характеристики досягаються тільки за умови точного контролю дозування полімеру і його розподілу в бітумної маси. Кращі показники розподілу (гомогенізації) досягаються при використанні млина з високим ступенем подрібнення.
[Ред] Виробництво бітуму модифікованого полімерами:
Виробництво полімерно-модифікованого бітуму може бути організовано як на асфальтобетонному заводі з терміналом, так і на місці робіт.
У виробництві модифікованих бітумів використовуються дві основні системи:
1 безперервне виробництво суміші;
2 виробництво партіями.
Перший спосіб, придатний тільки для лінійного полімеру SBS, застосовується в основному на Асфальтозавод для масового виробництва з метою постачання замовників готовим продуктом. Другий спосіб використовується замовниками для виробництва бітуму на місці робіт, а також комерційними компаніями для продажу кінцевим користувачам. Він може застосовуватися майже з усіма відомими на сьогодні видами полімерів.
Незалежно від використовуваного способу виробництва (безперервного або партіями) головною частиною заводу з виробництва ПБЗ є колоїдна млин. На ринку є кілька видів млинів, причому більша їх частина спроектована для інших галузей промисловості (харчової, хімічної, деревообробної), але використовується для виробництва полімерно-модифікованих бітумів. Як правило, такі млини не можуть забезпечити належного рівня помелу, і ПБЗ на таких млинах має великі терміни дозрівання і низький рівень якості готового ПБЗ.
[Ред] Методи випробувань бітуму модифікованого полімерами (ПБЗ): [1]
- Метод визначення однорідності ПБЗ
1.1 Суть методу полягає у визначенні однорідності ПБЗ візуально за допомогою скляної палички.
1.1.1 Апаратура і реактиви
Стакан фарфоровий місткістю не менше 600 см.
Термометр лабораторний хімічний по ГОСТ 28498 діапазоном вимірювання 0-250 ° С і ціною поділки 1 ° С.
Плитка електрична з закритою спіраллю.
1.1.2 Підготовка до випробування
Пробу ПБЗ масою 0,5 кг відбирають в фарфоровий стакан. Якщо проба ПБЗ зберігалася при температурі нижче температури розм'якшення ПБЗ, то перед випробуванням її слід розігріти до температури, що перевищує на 10 ° С температуру приготування ПБЗ, і перемішати протягом 5-6 хв.
1.1.3 Проведення випробування
Скляну паличку занурюють в підготовлену пробу ПБЗ на 3-4 с, потім витягують і візуально оцінюють характер стікання в'яжучого з палички і стан плівки в'яжучого на її поверхні.
ПБЗ має стікати з палички рівномірно і на її поверхні не повинно бути згустків, грудок і крупинок.
1.1.4 Обробка результатів
Однорідність ПБЗ визначають порівнянням результатів трьох визначень. Якщо два з трьох визначень дають позитивний результат, то ПБЗ витримав випробування на однорідність.
1.1.5 Норма похибки
Якщо два з трьох визначень дають позитивний результат, ПБЗ готове до випробувань.
2.2 Метод визначення еластичності ПБЗ
2.2.1 Суть методу
Суть методу полягає у визначенні частки еластичної (повністю оборотною) деформації в граничної деформації зразка.
2.2.2 Апаратура і реактиви
Апаратура і реактиви, перелічені в ГОСТ 11505, розділ 1.
Лінійка металева за ГОСТ 427 довжиною не менше 50 см з ціною поділки 0,1 см.
Ємність для води діаметром дна не менше 30 см.
Термометр лабораторний хімічний по ГОСТ 28498 діапазоном вимірювання 0-250 ° С, ціною поділки 1 ° С.
2.2.3 Підготовка до випробування
Для зразків ПБЗ визначають розтяжність по ГОСТ 11505.
2.2.4 Проведення випробування
Еластичність ПБЗ визначають безпосередньо після випробування зразків на розтяжність. Форми з розірвати зразками знімають зі штифтів дуктілометре і поміщають в окрему ємність, температура води якої дорівнює 35 ° С, з метою прискорення скорочення зразків при визначенні еластичності ПБЗ при 25 ° С. Потім проводять вимірювання (з точністю до 0,1 см) обох частин зразка від вільного кінця зразка до затиску форми і моменту зміни довжини не більше ніж на 0,1 см за 15 хв. При визначенні еластичності ПБЗ при 0 ° С вимірювання проводять при (0 ± 0,5) ° С.
2.2.5 Обробка результатів
Показник еластичності обчислюють за формулою,
де - еластичність, см;
- довжина зразка до його розтягування, яка дорівнює 3 см;
- сума довжин двох частин зразка після їх відновлення (за останнім виміру), см.
2.2.6 Норма похибки
Розбіжність між кожним визначенням і среднеарифметическим не повинно перевищувати 10% від середньоарифметичного значення отриманих результатів.
3.3 Температуру крихкості ПБЗ визначають по ГОСТ 11507 [2]. допустимі точності характеристики дійсні до температури мінус 60 ° С.
[Ред] Транспортування та зберігання бітуму модифікованого полімерами (ПБЗ)
Транспортування і зберігання ПБЗ здійснюється по з ГОСТ 1510 [3] для вузьких дорожніх нафтових бітумів.
Температура нагріву ПБЗ при транспортуванні і зберіганні не повинна перевищувати 160 ° С. Час зберігання ПБЗ без перемішування при температурі не вище 160 ° С не повинна перевищувати 8 год. При необхідності зберігання ПБЗ в нагрітому стані більше 8 год, щоб уникнути розшарування необхідно забезпечити його механічне перемішування або ефективну циркуляцію з періодичністю не більше 2 ч, які слід починати не пізніше ніж через 3 години після початку зберігання.
ПБЗ транспортують до місця застосування в Бітумовози, автогудронаторами або обігріваються цистернах з масляною системою підігріву.
Транспортування ПБЗ тривалістю понад 3 год в нагрітому стані слід проводити в Бітумовози, обладнаних елементами нагріву в'яжучого і забезпечених бітумними насосами, при цьому не пізніше ніж через 3 години після початку транспортування бітумовоз слід зупиняти через кожні 2 ч і перемішувати ПБЗ за допомогою бітумного насоса циркуляцією на себе.
Після тривалого зберігання або транспортування ПБЗ допускається до застосування тільки після перемішування при 160 ° С до однорідного стану і при відповідності показників його властивостей вимогам.
Мінімально допустима температура ПБЗ при його розвантаженні повинна бути не нижче 140 ° С.