Увеличение значений физико-механических показателей БНД 90/130 за счёт введения полимерного модификатора и пластификатора на основе индустриального масла | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Беляев П. С., Маликов О. Г., Крушинский Л. А., Меркулов С. А. Увеличение значений физико-механических показателей БНД 90/130 за счёт введения полимерного модификатора и пластификатора на основе индустриального масла // Молодой ученый. — 2013. — №7. — С. 49-52. — URL https://moluch.ru/archive/54/7302/ (дата обращения: 17.07.2018).

Некачественные дороги всегда были одной из проблем нашей страны. Низкие эксплуатационные характеристики материалов, используемых в дорожном строительстве, приводят к тому, что уже на 3–4 год эксплуатации подавляющему количеству дорог в России требуется проведение капитального ремонта, тогда как за рубежом средний межремонтный срок службы составляет 8–10 лет [1]. В большинстве случаев низкое качество дорожных покрытий связано с показателями некондиционного вяжущего, входящего в состав асфальтобетонных смесей (АБС). Поэтому, с улучшением качества дорожного вяжущего можно рассчитывать на улучшение эксплуатационных показателей дорожных покрытий [2].

Целью исследования является получение модификатора определенной рецептуры с использованием полимерных материалов, который улучшит эксплуатационные характеристики битума. В настоящее время в качестве модификаторов используется достаточно широкий спектр материалов, среди которых присутствуют: сера, каучуки (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен и др.), органо-марганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат (ЭВА), термопластичные каучуки, полиуретан, олефиновые сополимеры, а также блок-сополимеры стирол-бутадиен-стирола (СБС) [3].

Тамбовская область относится к третьей дорожно-климатической зоне, поэтому для приготовления асфальтобетонных смесей рекомендуется использование дорожных битумов БНД 60/90 и БНД 90/130, отличающимися показателями температуры размягчения и пенетрации.

В качестве дорожного вяжущего был выбран битум марки БНД 90/130. Процесс модификации дорожного битума модификаторами проводилась в лопастном лабораторном смесителе периодического действия при температуре 160 °C и скорости вращения перемешивающего устройства 800 об/мин в течение 60 минут [4].

Модификация битума осуществлялась совместным введением полиэтилена (ПЭ), термоэластопласта (ТЭП) и поверхностно-активной адгезионной добавки (ПААД) в различном соотношении от 0,1 % до 3 % модификатора. При оценке физико-механических характеристик была выявлена оптимальная рецептура вяжущего. Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1

Физико-механические показатели БНД 90/130, модифицированного ТЭП, ПЭ и ПААД.

Тип модификатора

Пенетрация, П25*0,1мм

Дуктильность, мм

Температура размягчения, С?

Эластичность, %

Исходный БНД 90/130 (08.2011)

114

765

46

0

Модификатор 1 (08.2011)

66

790

72

83

Модификатор 2 (08.2011)

52

600

72

86

Модификатор 3 (08.2011)

30

420

77

75

Модификатор 1 (09.2012)

52

625

69

75

Модификатор 1 (02.2012)

64

740

60

85

Как показали экспериментальные данные, представленные в таблице 1, лучшие физико-механическими показатели при введении в БНД имеет Модификатор 1, дуктильность и эластичность модифицированного вяжущего удовлетворяют требованиям ГОСТ для ПБВ, однако, при хранении из-за старения битума, его показатели, в частности пенетрация, ухудшаются. Для решения этой проблемы возникает необходимость введения в битум пластификатора, в качестве которого используется индустриальное масло И-40.

При модификации битума возникает вопрос о времени введения масла и его содержании, поскольку на высоких температурах масло может выгорать, в связи с этим были рассмотрены различные способы его введения в ПБВ: в процессе смешения в смесителе при температуре 160 С? и в термошкафу. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-механические показатели БНД 90/130, модифицированного термоэластопластом ТЭП, полиэтиленом, поверхностно-активной адгезионной добавкой (ПААД) и индустриальным маслом И-40

Способ введения пластификатора

Пенетрация, П25*0,1мм

Дуктильность, мм

Температура размягчения, С?

Эластичность, %

Перемешивание с маслом 1 час в смесителе при t=160 С?

52

520

69

78

Перемешивание с маслом 15 минут в смесителе при t=160 С?

60

520

67

75

Перемешивание с маслом 1 минута в смесителе при t=160 С?

60

578

72

79

Перемешивание с маслом 30 секунд в смесителе при t=160 С?

62

586

76

73

Перемешивание в термошкафу при температуре 120 С?

73

629

67

71

Перемешивание в термошкафу при температуре 140 С?

64

280

70

70

Рис. 1. Показатели пенетрации БНД 90/130, модифицированного термоэластопластом (ТЭП), полиэтиленом, поверхностно-активной адгезионной добавкой (ПААД) и индустриальным маслом И-40.

Рис. 2. Показатели дуктильности БНД 90/130, модифицированного термоэластопластом (ТЭП), полиэтиленом, поверхностно-активной адгезионной добавкой (ПААД) и индустриальным маслом И-40.

Рис. 3. Показатели температуры размягчения БНД 90/130, модифицированного термоэластопластом (ТЭП), полиэтиленом, поверхностно-активной адгезионной добавкой (ПААД) и индустриальным маслом И-40.

Рис. 4. Показатели эластичности БНД 90/130, модифицированного термоэластопластом (ТЭП), полиэтиленом, поверхностно-активной адгезионной добавкой (ПААД) и индустриальным маслом И-40.

Анализ полученных данных показал, что результаты изменения физико-механический свойств, зависят от способа и времени введения индустриального масла в дорожное вяжущее. Введение масла в конце цикла смешения и в термошафу при температуре 120 С? имеют лучшие физико-механические показатели, что видно из представленного графика. Полученные вяжущие обладают высокими показателями дуктильности и пенетрации, температура размягчения и эластичность входят в пределы ГОСТ 52056–2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол», что полностью удовлетворяет требованиям Тамбовской области, находящейся в третьей дорожно-климатической зоне.

Увеличение температуры размягчения модифицированного ПБВ способствует уменьшаю образование на дорожных покрытиях колеи в жаркие месяцы, а также улучшает показатели морозостойкости асфальтобетонных смесей [5].

Литература:

1.         Гохман Л. М. Битумы, полимерно-битумные вяжущие, асфальтобетон, полимер-асфальтобетон: Учебно-методическое пособие / Л. М. Гохман — М.: ЗАО «Экон-информ», 2008. — 117 с.

2.         Руденский А. В. Органические вяжущие для дорожного строительства / И. М. Руденская, А. В. Руденский — М.: «Транспорт», 1984. — 229с.

3.         Производство битумов в России: проблемы и задачи. —url: http://www.zapsib-stroika.ru/profit/research/detail.php?ID=1089

4.         Беляев П. С. Модификация дорожного битума термоэластопластом ДСТ совместно с полиэтиленом / П. С. Беляев, О. Г. Маликов, С. А. Меркулов, Д. Л. Полушкин, В. П. Беляев // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. П. Вернадского. Спецвыпуск 39. с 184–189.

5.         Калгин Ю. И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов: монография / Ю. И. Калгин; Воронеж. гос. архит.– строит. ун–т. — Воронеж: Изд–во Воронеж. гос. ун–та, 2006. — 272с.

Основные термины (генерируются автоматически): индустриальное масло, поверхностно-активная адгезионная добавка, температура размягчения, Модификатор, показатель, Тамбовская область, перемешивание, модификация битума, масло, дорожно-климатическая зона.


Похожие статьи

Сравнительный анализ физико-механических показателей...

Модификация битума позволяет улучшить его адгезионные

Физико-механические показатели дорожного битума, модифицированного термоэластопластом и ОПСК.

Температура размягчения возрастает с увеличением содержания модификатора до 64 °C...

Использование полимерных материалов для модификации...

Наиболее часто применяемыми в дорожном строительстве модифицирующими добавками для битума являются эластомеры и термопласты.

При модификация битума термоэластопластами происходит не только повышение температуры размягчения, но и...

Современные установки для модификации битумов...

Одновременно с заполнением емкости реактора битумом, происходит его перемешивание.

Мельница обогревается либо электрически, либо термальным маслом.

Осваивается технология модификации битума кавитационными течениями.

Методика получения минерального порошка из углеродистого...

 повышается качество дорожных битумов, в том числе температура размягчения, глубина проникания иглы (пенетрация), растяжимость и полностью отвечает

Сравнительный анализ физико-механических показателей дорожного битума, модифицированного полимерами.

Исследования битумов, модифицированных окисленным...

Работа посвящается исследованию возможности модификации дорожных битумов (восстановление начальных характеристик битума)

Показатель температуры размягчения битума по КиШ значительно падает что говорит о переходе состояния битума в более вязкое.

Перспективы получения резино-битумных вяжущих для...

Также стоит отметить улучшение адгезионной способности вяжущего.

Основные термины (генерируются автоматически): резиновая крошка, Россия, Кемеровская область, Кузбасс, битум, США, Япония, температура размягчения, температура хрупкости, получение.

Оценка рационального содержание резиновой крошки при...

При этом активизировались исследования по модификации битумов резиновой крошкой

Как говорилось выше, большинство специалистов в этой области реализовали способ

сравнению с исходным битумом, у которого показатели температуры размягчения по кольцу и шару и...

Возможности получения дорожных битумов улучшенного качества

температура размягчения, битум, номер образца, показатель качества, масса, вакуумная перегонка, содержание парафинов, вакуумный блок, изменение температуры размягчения, битумная установка.

Расширение температурного интервала надежной работы...

Таблица 2 – Свойства битума Рязанского НПЗ. Наименование показателя.

Основные термины (генерируются автоматически): битум, температура хрупкости, исходный битум, машинное масло, индустриальное масло, качество растворителя, полимер, структурный тип...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Сравнительный анализ физико-механических показателей...

Модификация битума позволяет улучшить его адгезионные

Физико-механические показатели дорожного битума, модифицированного термоэластопластом и ОПСК.

Температура размягчения возрастает с увеличением содержания модификатора до 64 °C...

Использование полимерных материалов для модификации...

Наиболее часто применяемыми в дорожном строительстве модифицирующими добавками для битума являются эластомеры и термопласты.

При модификация битума термоэластопластами происходит не только повышение температуры размягчения, но и...

Современные установки для модификации битумов...

Одновременно с заполнением емкости реактора битумом, происходит его перемешивание.

Мельница обогревается либо электрически, либо термальным маслом.

Осваивается технология модификации битума кавитационными течениями.

Методика получения минерального порошка из углеродистого...

 повышается качество дорожных битумов, в том числе температура размягчения, глубина проникания иглы (пенетрация), растяжимость и полностью отвечает

Сравнительный анализ физико-механических показателей дорожного битума, модифицированного полимерами.

Исследования битумов, модифицированных окисленным...

Работа посвящается исследованию возможности модификации дорожных битумов (восстановление начальных характеристик битума)

Показатель температуры размягчения битума по КиШ значительно падает что говорит о переходе состояния битума в более вязкое.

Перспективы получения резино-битумных вяжущих для...

Также стоит отметить улучшение адгезионной способности вяжущего.

Основные термины (генерируются автоматически): резиновая крошка, Россия, Кемеровская область, Кузбасс, битум, США, Япония, температура размягчения, температура хрупкости, получение.

Оценка рационального содержание резиновой крошки при...

При этом активизировались исследования по модификации битумов резиновой крошкой

Как говорилось выше, большинство специалистов в этой области реализовали способ

сравнению с исходным битумом, у которого показатели температуры размягчения по кольцу и шару и...

Возможности получения дорожных битумов улучшенного качества

температура размягчения, битум, номер образца, показатель качества, масса, вакуумная перегонка, содержание парафинов, вакуумный блок, изменение температуры размягчения, битумная установка.

Расширение температурного интервала надежной работы...

Таблица 2 – Свойства битума Рязанского НПЗ. Наименование показателя.

Основные термины (генерируются автоматически): битум, температура хрупкости, исходный битум, машинное масло, индустриальное масло, качество растворителя, полимер, структурный тип...

Задать вопрос