Snälla svara mig på en fråga. Hur ofta har du upplevt nostalgi om våra vägar när du har rest runt i Europeiska unionen? Det var värt att bryta sig in i den civiliserade världen i minst en vecka, och du märkte med fasa hur det inte fanns tillräckligt med gropar och gropar, sprickor och spår som ligger dig varmt om hjärtat? Mest troligt - inte ofta, eller snarare - aldrig! Tvärtom, du reste glatt runt dessa standarder för vägbyggen, bara då och då fånga dig själv i att tro att du snart skulle behöva återvända till dina "hemska gropar". Men alla vet hur man beundrar och avundas. Haken är annorlunda. Det viktigaste är att förstå vad som gör det möjligt för européer att göra sådana perfekta vägytor och försöka överföra en bit av "idyll" till sin inhemska "urbana djungel". Vilken tekniskt kunnig person som helst kommer förmodligen omedelbart att gissa att det inte finns några speciella hemligheter här. Det handlar om material och teknik för att få dem. Och det är rätt. Européer har länge gått från användningen av varm asfalt till tekniken för bitumenemulsioner och modifierade bitumen, vilket gör det möjligt för dem att skapa mönster av vägriktningar med precision som är värda en juvelerare och eliminera alla strukturella deformationer med skicklighet som är lika med de bästa hos plastikkirurger. Dessutom hållbarheten för sådana vägytor också betydligt högre på grund av ojämförligt bättre prestandaegenskaper. Men tro inte att perfektion är långt borta, gömmer sig bakom gränserna till Italien, Sverige eller Danmark, som är erkända ledare i denna riktning. Nej. Sådana tekniker ligger också inom vår kontroll, eftersom de ligger mycket nära. Jag föreslår att bekanta mig med den progressiva tekniken som gjorde det möjligt för européer att röra sig med lätthet och komfort, som i den uppgiften: "från punkt A till punkt B", utan att slösa tid på punkterna "C" - bilreparationer och "D" - medicinsk reparation av "din älskade" "

BITUMEN EMULSIONER

Detta material används för att förstärka fundament, vid reparation av vägytor och vid jordbindning, vid konstruktion av vägar och motorvägar. En emulsion är en blandning som innehåller 50–70 % bitumen och 30–50 % vatten. För att hålla dessa komponenter i ett blandat tillstånd, tillsätt ett emulgeringsmedel (en förening med karakteristiska egenskaper för ytaktiva ämnen, till exempel: sulfattvål, asidol soaponaft, katapin A, bottnar av FFA, järnsalter av högre karboxylsyror), som, även om det är mycket dyrare än bitumen, konsumeras mycket mindre (0,6 - 1,6%) .

Bitumen suspenderat i form av droppar är en dispergerad fas, och vattnet som bitumen är fördelat i kallas ett dispersionsmedium [Gelfman M.I., 2005].

Vägbitumenemulsioner dök upp på 20-talet av förra seklet [Budnik V.A., 2006]. Deras utvecklare var franska forskare. Användningen av bitumenemulsioner gjorde det möjligt att undvika några av de svårigheter som människor stötte på vid användning av uppvärmd bitumen (ökad viskositet och följaktligen ökad bitumenförbrukning, luftföroreningar och energiförbrukning för uppvärmning av bitumen).

Följande metoder används ofta för att emulgera bitumen:

1) Den allmänt accepterade metoden är emulgeringsteknik med användning av en kolloidkvarn (sönderdelare), utvecklad av många företag, särskilt Danmark och Italien. Men förutom att vara utbredd har denna process också en kolossal nackdel: betoningen på kolloidkvarnen ökar avsevärt slitaget på mekanismen, vars utbyte kommer att kosta en tredjedel av kostnaden för installationen.

2) De uppenbara problemen med den tidigare metoden bidrog till uppkomsten av en mer avancerad teknologi, nämligen ultraljudshydrodynamisk kavitation, som är en av de mest progressiva typerna av framställning av bitumenemulsioner och andra nödvändiga blandningar. En egenskap hos den föreslagna riktningen är användningen av ejektionsmetoden och ett ultraljudsblandningssystem, vilket gör det möjligt att helt homogenisera lösningen under höga hastigheter, på grund av tryckfall och bristning av bitumenpartiklar. En hydrodynamisk blandare använder en blandningsprocess som gör att alla komponenter samtidigt kan matas in i ett givet receptförhållande till ett gemensamt blandningsrör, genom vilket den färdiga produkten tillförs en lagringstank. Fördelarna med denna teknologi är exakt kontroll av doseringen av varje komponent, en betydande minskning av blandningscykelns varaktighet och eliminering av användningen av blandningsbehållare för att säkerställa homogenisering av den färdiga produkten. Under blandningsprocessen i en in-line-blandare, justeras flödeshastigheten för varje komponent konstant för att säkerställa en färdig produkt som lämnar blandningsröret med stabila kvalitetsindikatorer i enlighet med ett givet recept. [Ruban A.]. Denna teknik behåller också principen om en kolloidkvarn, men belastningen på den minimeras.

Dessutom fanns det en mindre progressiv teknik: emulgering med en propellerblandare, som redan var moraliskt och tekniskt föråldrad. [Budnik V.A., 2008.]

Ytbehandling med bitumenemulsioner måste utföras i följande ordning:

• förbereda ytan (rengöra den från damm och smuts) och utföra reparationsarbete vid behov;
• väta ytan med vatten (i varmt, torrt väder);
• häll emulsionen över beläggningen i en mängd av 30% av normen;
• distribution av krossad sten i en mängd av 70% av normen;
• tappning av den återstående emulsionen (70%);
• fördelning av den återstående krossade stenen (30%);
• rullande;
• vård under bildningstiden.

Temperaturen och koncentrationen av emulsionen ställs in med hänsyn tagen väderförhållanden[Rvacheva E.M., 2004]. Vid lufttemperaturer under 20 °C bör en emulsion med en temperatur på 40 - 50 °C och en bitumenkoncentration på 55 - 60 % användas. Och vid lufttemperaturer över 20 °C används emulsionen i kallt tillstånd och bitumenkoncentrationen kan reduceras till 50 %.

Underhåll av ytbehandling med bitumenemulsioner utförs på samma sätt som vid användning av konventionell bitumen. Vid användning av anjoniska emulsioner öppnas fordonstrafik tidigast 1 dygn efter avslutat arbete.

Bitumenemulsioner har ett antal fördelar jämfört med varm bitumen när de används i vägarbete. Deras obestridliga fördelar inkluderar:

• kräver inte uppvärmning före användning, vilket avsevärt minskar energi (med 25 - 40%) och arbetskostnader (eftersom att lägga till vatten för att underlätta arbetet inte kräver mycket ansträngning) för vägarbete;
• ger bitumenbesparingar på upp till 30–40 % på grund av låg viskositet, god vätbarhet och omslutbarhet av mineralmaterialet;
• kompatibel med våta fasta material på grund av närvaron av vatten i deras sammansättning, vilket möjliggör arbete på våta vägytor och mineralmaterial med naturlig fukt;
• låta vägarbeten utföras från tidig vår till sen höst vid relativt sett låga temperaturer atmosfärisk luft (inte lägre än +5оС);
• tack vare emulgeringsmedlet ger de bättre vidhäftning till mineralmaterial jämfört med konventionell bitumen;
• ger större flexibilitet i att organisera och utföra arbete med lagrade emulsions-mineralblandningar på grund av deras långa (upp till 6 månader) lagringstid utan härdning;
• eliminera risken för brännskador för vägarbetare och därigenom öka arbetssäkerheten;
• är inte brandfarliga eftersom de innehåller vatten;
• släpper ut betydligt mindre föroreningar i luften jämfört med het bitumen;
• förlänga vägsäsongen byggarbete i 1,5-2 månader.

Det är viktigt att veta att bitumenpartiklar i emulsioner kan ha olika laddningar [Leffler W.L., 2004]. Således kallas negativt laddade emulsioner anjoniska. Deras användning är förknippad med vissa svårigheter, eftersom vissa av de fyllmedel som används i blandningar med bitumen också är negativt laddade. I detta avseende visar det sig ibland vara problematiskt att kvalitativt homogenisera fyllmedlet med bitumenemulsion. Den här aktiviteten förvandlas till en riktig "sisyfisk uppgift" om du försöker göra detta i vått väder, när det är möjligt elektriska strömmar. För att bekämpa detta fenomen kom de med speciella emulsioner där bitumenpartiklar är positivt laddade. Sådana emulsioner, som kallas katjoniska, kombineras lätt med fyllmedel. Katjoniska emulsioner används främst för vägarbete. Vid framställning av anjoniska emulsioner tillsätts även alkali och i katjoniska emulsioner tillsätts en syra i sammansättningen 0,04 - 0,25 % (beroende på emulgermedlets sammansättning och vattnets pH).

Dessutom kan bitumenpastor och mastik användas [Eshchenko A.I., 2005]. Bitumenpastor skiljer sig från bitumenemulsioner i andra proportioner av komponenter (bitumen - 40 - 55%, emulgeringsmedel - 8 - 15% och vatten - 30 - 50%) och andra emulgeringsmedel (fina material: högplastiska och plastiska leror, tung lerjord, kalk I och II klass, tripoli, löss, kiselgur, sishtof, etc.). Bitumenmastik är en blandning av bitumenpasta med mineralfyllmedel, vanligtvis fint dispergerat, med en maximal kornstorlek på högst 1,25 mm. Och om bitumenemulsioner kan vara kalla, det vill säga användas vid en temperatur som motsvarar omgivningstemperaturen (upp till 5 oC), kan pasta och mastik vara antingen kalla eller varma med en temperatur från 80 till 200 oC.

MODIFIERAD BITUMENS

För att förbättra de fysikalisk-kemiska prestandaegenskaperna används också aktivt olika polymermodifierare. Användningen av modifierad bitumen istället för klassiska analoger i asfaltbetongblandningar gör det möjligt att utöka temperaturintervallet för funktionsduglighet för asfaltbetongbeläggning under säsongsbetonade temperaturförändringar, för att motverka deformationer som uppstår under påverkan av transportbelastningar (spårbildning och sprickbildning) och för att avsevärt öka vägens totala livslängd. Detta beror främst på att ren bitumen inte alltid uppfyller vår tids höga driftkrav, speciellt när det gäller miljösäkerhet, arbetsskydd, slitstyrka och förhöjda temperaturer.

Enligt definitionen i [Afinogenov O.P., 2000.]:

Modifierad bitumen är ett bindemedel framställt av trögflytande vägbitumen genom att introducera polymerer och vid behov mjukgörare, eller med annan metod.

De viktigaste villkoren som måste uppfyllas av en bitumenmodifierare är: låg kostnad för råmaterial, enkelhet teknisk process mottagning och miljösäkerhet. Tyvärr uppfyller många ämnen som används för förbättring endast en eller två punkter, vilket lämnar andra indikatorer obevakade. Huvuduppgiften kan identifieras som att söka efter en universell multifunktionell modifierare.

1) Ett exempel på modifiering är införandet av paraffinvaxer, FT-paraffiner, i bitumen [Zolotarev V.A., 2009], vars syfte är att förbättra de mekaniska egenskaperna hos bitumen i området med måttliga driftstemperaturer och minska viskositeten av bitumen. bindemedlet vid höga tekniska temperaturer. Införandet av 3 % paraffintillsatser med hög smältpunkt i standardbitumen leder till deras praktiska överföring när det gäller penetration till en mer konsekvent kvalitet, ökar kraftigt deras mjukningstemperatur, minskar duktiliteten till en nivå under regulatoriska krav och ökar penetrationsindexet på grund av den enorma uppmjukningstemperaturen till en alltför hög temperatur och värden som är oacceptabla för vanlig bitumen. Det är sant att paraffintillsatser inte förbättrar kvaliteten på bitumen, utan minskar bara de tekniska temperaturerna för att förbereda asfaltbetongblandningar och installera beläggningar och kompenserar bara lite för energikostnaderna.

2) Polymermodifierare är de mest populära inom modern marknad vägarbete. De kan delas in i två stora grupper: värmehärdande, irreversibelt härdande vid en viss temperatur (deras användning i en ytbehandlingsanordning ökar vägytans anti-isbildningsegenskaper) och termoplaster, som upprepade gånger mjuknar reversibelt och blir plastiska under påverkan av värme (de används i kombination med bitumen och när Vid förhöjda temperaturer är deras blandning en mer eller mindre trögflytande vätska) [Kirichek Yu.A., 2008.].

Det mest typiska namnet för sådana kompositioner är polymer-bitumenbindemedel, nedan PBB, som oftast finns i litteraturen. För att korrekt bedöma effektiviteten av att använda vissa polymerer i förhållande till en viss bitumen bör sammansättningen och strukturen hos den ursprungliga bitumenen beaktas. För dessa ändamål används oftast kromatografisk analys, vilket gör att bitumen kan separeras i två huvudfraktioner: asfalten (utfälld) och malten (löslig) [Sokolov A.B., 2005]. Detta måste beaktas vid tillsats av eventuella polymerföreningar. Sålunda stör tillsatsen av polymerer med molekylvikter liknande eller högre än asfaltenernas fasjämvikt, eftersom både asfalten och polymer har förmågan att svälla i maltenfasen och därigenom påverka dess upplösningsförmåga.

Mångfalden av termoplaster som används inom industrin öppnar nya möjligheter för att reglera bitumens egenskaper i önskad riktning. Forskare har identifierat en korrelation mellan värdena för den hydrofila-lipofila balansen (HLB) av polymerer och deras kompatibilitet med bitumen. Så med HLB< 1,5 – наблюдается полная совместимость, при 1,5 £ ГЛБ £ 4 – частичная совместимость полимера в мелкодисперсном состоянии, при ГЛБ >4 – det finns fullständig inkompatibilitet. Föreningar som har hög kohesiv energi, som i aromatiska föreningar, ger mindre stabila blandningar med bitumen [Stoyan I.A.]. Som exempel kan vi ta bensen, som har en kohesiv energi på 38 kcal/mol och är helt kompatibel, medan antracen, med en kohesiv energi på 104 kcal/mol, är praktiskt taget oförenlig med bitumen.

Inget mindre viktig faktor, som påverkar valet av bitumen och polymerbindemedel till det är vidhäftning, vilket är en parameter som bestämmer hållbarheten byggnadskonstruktioner och vägyta [Kortyanovich K.V., 2006]. Det förklaras av bildandet av ett dubbelt elektriskt fält vid gränsytan mellan bitumenfilmen och fast mineralmaterial. Egenskaperna hos ett tunt skikt av bitumenadsorption bundet till ett mineralmaterial beror på den kemiska och mineraliska sammansättningen, mineralmaterialets ytstruktur, strukturen och egenskaperna hos bitumen, såväl som förhållandena för interaktion mellan dem vid fasgränsen . Därav, vidhäftande egenskaper bitumen kommer att bero på polariteten hos dess komponenter, såväl som modifieraren som används.

GOST R 52056-2003

Grupp B43

STATLIG STANDARD FÖR RYSKA FEDERATIONEN

POLYMER-BITUMEN-VÄGBINDMEDEL BASERADE PÅ BLOCKKOPOLYMERER AV STYREN-BUTADIEN-STYREN-TYPEN

Specifikationer

Polymer-bitumenbindemedel för vägar på basis av blocksampolymerer av styren-butadien-styrentyp. Specifikationer

OKS 93.080.20
OKP 02 5612

Introduktionsdatum 2004-01-01

Förord

1 UTVECKLAD av den federala staten enhetligt företag"State Road Research Institute" (FSUE "Soyuzdornii")

INTRODUCERAD av det vetenskapliga och tekniska direktoratet för Rysslands statliga standard, Statsförvaltningen transportministeriets vägförvaltning Ryska Federationen, TK 418 "Vägunderhåll"

2 ANTAGNA OCH KRÄVAS IGÅNG genom resolution av Rysslands statliga standard av den 23 maj 2003 N 157-st

3 INTRODUCERAS FÖR FÖRSTA GÅNGEN

4 REPUBLIKATION. december 2007

1 användningsområde

1 användningsområde

Denna standard gäller för vägpolymer-bitumenbindemedel baserade på viskös vägpetroleumbitumen och blocksampolymerer av typen styren-butadien-styren (SBS), avsedda att användas vid konstruktion, ombyggnad och reparation av vägar, broar och flygfält.

2 Normativa referenser

Denna standard använder referenser till följande standarder:

GOST 12.0.004-90 System för arbetssäkerhetsstandarder. Anordnande av arbetarskyddsutbildning. Allmänna bestämmelser

GOST 12.1.004-91 System för arbetssäkerhetsstandarder. Brandsäkerhet. Allmänna krav

GOST 12.1.007-76 System för arbetssäkerhetsstandarder. Skadliga ämnen. Klassificering och Allmänna krav säkerhet

GOST 12.1.044-89 (ISO 4589-84) System för arbetssäkerhetsstandarder. Brand- och explosionsrisk för ämnen och material. Nomenklatur för indikatorer och metoder för deras bestämning

GOST 12.3.002-75 System för arbetssäkerhetsstandarder. Produktionsprocess. Allmänna säkerhetskrav

GOST 12.4.011-89 System för arbetssäkerhetsstandarder. Skyddsutrustning för arbetare. Allmänna krav och klassificering

GOST 12.4.021-75 System för arbetssäkerhetsstandarder. Ventilationssystem. Allmänna krav

GOST 17.2.3.02-78 Naturvård. Atmosfär. Regler för fastställande av tillåtna utsläpp skadliga ämnen industriföretag

GOST 427-75 Metallmätlinjaler. Specifikationer

GOST 1510-84 Olja och petroleumprodukter. Märkning, förpackning, transport och lagring

GOST 2517-85 Olja och petroleumprodukter. Provtagningsmetoder

GOST 4333-87 Petroleumprodukter. Metoder för att bestämma blixt- och antändningstemperaturer i en öppen degel

GOST 11501-78 Petroleumbitumen. Metod för att bestämma nålens penetrationsdjup

GOST 11505-75 Petroleumbitumen. Metod för att bestämma töjning

GOST 11506-73 Petroleumbitumen. Metod för att bestämma mjukningstemperaturen med ring och kula

GOST 11507-78 Petroleumbitumen. Fraas sprödhetstemperaturmetod

GOST 11508-74 Petroleumbitumen. Metod för att bestämma vidhäftningen av bitumen till marmor och sand

GOST 18180-72 Petroleumbitumen. Metod för att bestämma massaförändringen efter uppvärmning

GOST 28498-90 Termometrar för flytande glas. Allmänna tekniska krav. Testmetoder

3 Tekniska krav

3.1 Polymer-bitumenbindemedel (PBB) framställs på basis av viskös vägbitumen genom att introducera polymerer - blocksampolymerer av SBS-typ, mjukgörare och ytaktiva ämnen i enlighet med kraven i denna standard enligt tekniska föreskrifter som godkänts på föreskrivet sätt.

3.2 Karakteristika för PBB

3.2.1 Beroende på nålens penetrationsdjup vid 25 °C delas PBV in i följande kvaliteter: PBV 300, PBV 200, PBV 130, PBV 90, PBV 60 och PBV 40.

Vid frakt av produkter, ange märket för PBB och beteckningen på denna standard, till exempel PBB 90 enligt GOST R 52056.

3.3 När det gäller fysiska och mekaniska egenskaper måste PMB uppfylla de krav och standarder som anges i tabell 1. Före testning måste PMB bestämmas för dess homogenitet (se 6.1). Om PBB är homogen utförs ytterligare testning.


bord 1

Indikatornamn	Standard för pärmkvalitet						Testmetod
1 Nålpenetrationsdjup, 0,1 mm, inte mindre, vid temperatur:
2 Töjbarhet, cm, inte mindre, vid temperatur:
3 Mjukningstemperatur längs ringen och kulan, °C, inte lägre
4 Fraas sprödhetstemperatur, °C, inte högre
7 Flampunkt, °C, inte lägre
8 Vidhäftning till marmor eller sand	Tål enligt kontrollprov nr 2						Enligt GOST 11508, metod A
9 Enhetlighet	Enhetligt						Enligt 6.1 i denna standard

4 Säkerhetskrav

4.1 Vid användning av PBB används arbetarnas skyddsutrustning i enlighet med GOST 12.4.011.

4.2 Vid arbete med PBB, de allmänna säkerhetskraven i enlighet med GOST 12.3.002 och kraven brandsäkerhet enligt GOST 12.1.004 och GOST 12.0.004.

4.3 PBB är brandfarliga ämnen i enlighet med GOST 12.1.044 med en flampunkt över 220 °C.

4.4 PBB är lågfarliga ämnen och, när det gäller graden av påverkan på människokroppen, tillhör den fjärde faroklassen enligt GOST 12.1.007.

4.5 Högsta tillåtna koncentration av PBB i luft Arbetsplats 300 mg/m; blocksampolymer av butadien och styren av SBS-typ, nämligen polymeren av etenylbensen med butadien 1,3 är 10 mg/m (4:e faroklass).

4.6 Rummet där arbete med PBB utförs ska vara utrustat till- och frånluftsventilation i enlighet med kraven i GOST 12.4.021.

4.7 Om små mängder PBB brinner ska de släckas med sand, filtfilt eller skum brandsläckare. Utvecklade bränder ska släckas med skumstråle.

4.8 När du arbetar med PBB är det nödvändigt att följa kraven i GOST 17.2.3.02 för skydd av naturen och atmosfären. Effektiva åtgärder skydd av den naturliga miljön är att täta utrustning och förhindra spill av PBB.

5 Godkännanderegler

5.1 PBB tas i omgångar. En batch anses vara vilken kvantitet PMB som helst, homogen i sammansättning och kvalitetsindikatorer, åtföljd av ett kvalitetsdokument.

5.2 Volymen av PMB-provet bestäms enligt GOST 2517.

5.3 Kvaliteten på PBB måste kontrolleras vid mottagandet av konsumenten av varje nytt parti i enlighet med 3.3 efter att ha fastställt dess homogenitet i enlighet med 6.1.

5.4 Två prover tas från varje parti PBB. Om otillfredsställande testresultat av det första provet erhålls för minst en indikator, testas det andra provet. Testresultaten gäller för hela partiet. Om otillfredsställande resultat erhålls kasseras partiet.

5.5 Vid inkommande inspektion bestämmer konsumenten indikatorerna för egenskaperna hos PBB, som anges i tabell 1.

5.6 Varje parti av PBB måste åtföljas av ett kvalitetsdokument.

5.7 Vid godkännande av varje parti PMB väljs de ut enligt GOST 2517 och ett skiljedomsprov upprättas, som ska lagras hos tillverkaren och konsumenten i ett år.

6 Testmetoder

6.1 Metod för att bestämma homogeniteten hos PMB

6.1.1 Metodens väsentlighet

Kärnan i metoden är att bestämma homogeniteten hos PMB visuellt med hjälp av en glasstav.

6.1.2 Utrustning och reagens

Porslinsglas med en kapacitet på minst 600 cm.

Glasstav.

GOST 28498 med ett mätområde på 0-250 °C och ett divisionsvärde på 1 °C.

Elhäll med stängd spiral.

6.1.3 Förberedelse för testning

Ett prov av PMB som väger 0,5 kg tas i ett porslinsglas. Om PMB-provet förvarades vid en temperatur under mjukningstemperaturen för PMB, bör det före testning värmas till en temperatur som är 10 °C högre än temperaturen för beredning av PMB och blandas i 5-6 minuter.

6.1.4 Testprestanda

Glasstaven nedsänks i det preparerade PBB-provet i 3-4 s, avlägsnas sedan och typen av bindemedel som rinner av pinnen och tillståndet för bindemedelsfilmen på dess yta bedöms visuellt.

PBB ska flyta från pinnen jämnt och det ska inte finnas några proppar, klumpar eller korn på dess yta.

6.1.5 Bearbetningsresultat

Homogeniteten hos PBB bestäms genom att jämföra resultaten av tre bestämningar. Om två av de tre bestämningarna ger ett positivt resultat, anses PBB ha klarat homogenitetstestet.

6.1.6 Standard för fel

Om två av de tre bestämningarna är positiva är PBB redo för testning.

6.2 Metod för att bestämma elasticiteten för PBB

6.2.1 Metodens väsentlighet

Kärnan i metoden är att bestämma andelen elastisk (helt reversibel) deformation i den slutliga deformationen av provet.

6.2.2 Apparatur och reagens

Utrustning och reagens listade i GOST 11505, avsnitt 1.

En metalllinjal i enlighet med GOST 427 med en längd på minst 50 cm med ett divisionsvärde på 0,1 cm.

En behållare för vatten med en bottendiameter på minst 30 cm.

Laboratoriekemisk termometer i enlighet med GOST 28498, mätområde 0-250 °C, divisionsvärde 1 °C.

6.2.3 Förberedelse för provning

För PMB-prover bestäms draghållfastheten enligt GOST 11505.

6.2.4 Testprestanda

Elasticiteten för PMB bestäms direkt efter testning av proverna för töjning. Formarna med de trasiga proverna avlägsnas från duktilometerstiften och placeras i en separat behållare, vars vattentemperatur är 35 °C, för att påskynda sammandragningen av proverna vid bestämning av elasticiteten för PMB vid 25 °C. Därefter tas mätningar (med en noggrannhet på 0,1 cm) av båda delarna av provet från den fria änden av provet till formklämman och i samma ögonblick som längden inte ändras med mer än 0,1 cm på 15 minuter. Vid bestämning av elasticiteten för PMB vid 0 °C, utförs mätningar vid (0±0,5) °C.

6.2.5 Bearbetningsresultat

Elasticitetsindexet beräknas med hjälp av formeln

var är töjbarhet, cm;

- provets längd före sträckning, lika med 3 cm;

- summan av längderna av två delar av provet efter deras restaurering (enligt den senaste mätningen), se.

6.2.6 Standard för fel

Avvikelsen mellan varje bestämning och det aritmetiska medelvärdet bör inte överstiga 10 % av det aritmetiska medelvärdet av de erhållna resultaten.

6.3 Sprödhetstemperaturen för PBB bestäms enligt GOST 11507, acceptabla noggrannhetsegenskaper är giltiga upp till en temperatur på minus 60 °C.

7 Transport och förvaring

7.1 Transport och lagring av PBB - enligt GOST 1510 för viskös vägpetroleumbitumen.

7.2 Uppvärmningstemperaturen för PBB under transport och lagring bör inte överstiga 160 °C. Lagringstiden för PMB utan omrörning vid en temperatur som inte överstiger 160 °C bör inte överstiga 8 timmar Om det är nödvändigt att lagra PMB i uppvärmt tillstånd i mer än 8 timmar, för att undvika separation, är det nödvändigt att säkerställa dess. mekanisk omrörning eller effektiv cirkulation med en frekvens på högst 2 timmar, vilket bör börja senast 3 timmar efter att lagringen påbörjats.

7.3 PBB transporteras till användningsplatsen i bitumenbilar, asfaltfördelare eller uppvärmda tankar.

Transport av PMB under en varaktighet på mer än 3 timmar i uppvärmt tillstånd bör utföras i bitumenbilar utrustade med värmeelement för bindemedlet och utrustade med bitumenpumpar, och senast 3 timmar efter transportstart, bitumenbäraren bör stoppas varannan timme och PMB ska blandas med en bitumenpump genom att cirkulera på mig själv.

Efter långtidslagring eller transport får PBB användas endast efter blandning vid 160 °C tills det är homogent och om dess egenskaper överensstämmer med kraven i denna standard.

Den lägsta tillåtna temperaturen för PBB under dess lossning får inte vara lägre än 140 °C.

8 Tillverkarens garanti

8.1 Tillverkaren garanterar att kvaliteten på PBB uppfyller kraven i denna standard, med förbehåll för villkoren för transport och lagring.

8.2 Garanterad hållbarhet för PBB vid temperatur miljö luft - ett år från tillverkningsdatum.

8.3 Efter utgången av den garanterade lagringstiden för PBB genomförs upprepad kvalitetskontroll och endast om positiva resultat erhålls fattas beslut om att använda PBB.



UDC 625.7.08:006.354 OKS 93.080.20 B43 OKP 02 5612

Nyckelord: polymer-bitumenbindemedel, divinyl-styren termoplastisk elastomer, styren-butadien-styren blocksampolymer, homogenitet, elasticitet, blocksampolymerer av butadien och styren typ SBS
__________________________________________________________________________________________

Elektronisk dokumenttext
utarbetad av Kodeks JSC och verifierad mot:
officiell publikation
M.: Standardinform, 2007

Uppfinningen avser ett polymer-bitumenbindemedel innehållande bitumen, en polymer - butadien-styren termoplastisk elastomer, en mjukgörare - industriell olja och ett högmolekylärt ytaktivt ämne som ett högmolekylärt ytaktivt ämne innehåller tunga fettsyror (THA) , som är en blandning av petroleumkolväten med hög molekylvikt allmän formel:

bitumen 86-89; polymer - butadien-styren termoplastisk elastomer 2,5-5; industriolja 5,5-7,5; ovanstående TFA 1-3. Dessutom avser föreliggande uppfinning en asfaltbetongblandning innefattande ett fyllmedel bestående av krossad sten, sand från krossade sikter och mineralpulver, ett polymer-bitumenbindemedel och en stabiliserande tillsats - asbestmineralfibrer, ett polymer-bitumenbindemedel enligt krav 1 används som ett polymer-bitumenbindemedel 1, med följande förhållande av komponenter, viktprocent: krossad sten 64-68; sand från krossande sikter 16,5-18; mineralpulver 9,5-11; asbestmineralfibrer 0,35-0,45; ovanstående polymer-bitumenbindemedel 6-6,5. 2 n. och 1 lön filer, 2 tabeller.

Gruppen av uppfinningar avser vägbyggnadsmaterial och kan användas för konstruktion av väg-, bro- och flygfältsbeläggningar med användning av polymer-bitumenbindemedel.

En bitumenkomposition är känd innehållande bitumen, styren-butadien termoplastisk elastomer och ett ytaktivt ämne (limtillsats), som används som tallolja eller produkten av interaktionen mellan tallolja och trietanolamin, med följande förhållande mellan komponenter i kompositionen, vikt .%:

(se RF-patent för uppfinning nr 2119513, IPC 6 C08L 95/00, C08L 53/02, C08L 93/00, prioritet daterad 1997-07-31, publicerad 1998-09-27 "Bitumenkomposition och metod för dess framställning" ).

Nackdelen med den kända bitumenkompositionen är otillfredsställande vidhäftning till granitstensmaterial vid användning av de specificerade limtillsatserna. Dessutom har bitumenkompositionen en obehaglig lukt när den används som en adhesiv tillsats, reaktionsprodukten av tallolja och trietanolamin.

Närmast polymer-bitumenbindemedlet (gruppens första patentsökta uppfinning) i termer av alla väsentliga egenskaper är ett polymer-bitumenbindemedel, inklusive bitumen, butadien-styren termoplastisk elastomer, termoplastisk elastomer stabilisator, som är en blandning av ionolfosfit NF i förhållandet 1:1, mjukgörare (mjukgörare) - industriell olja, ytaktiva ämnen med hög molekylvikt (adhesiva tillsatser), som är ortofosforsyra, kimrök och en polymer med en molekylvikt på 2000-60000, med terminal funktionella grupper, som innehåller atomer av kväve, syre, kisel och väljs från listan

Polymer - Si(OS 2H 5) 3,

där polymeren är polystyren, polyisopren, polybutadien, polystyren-polyisopren, polystyren-polybutadien i följande komponentförhållande, viktprocent:

(se RF-patent för uppfinning nr. 2211846, IPC 7 C08L 95/00, C08L 53/02, C04B 26/26, prioritet daterad 2002-02-08, publicerad 2003-10-09 "Metod för framställning av bindemedel polymer-bitumen PBB) ").

Nackdel känd metodär otillfredsställande blandning (fördelning) av polymeren i polymer-bitumenbindemedelskompositionen (PBB).

Närvaron av kimrök (0,1-3%) i PMB minskar kompositionens motstånd mot delaminering, orsakar tekniska svårigheter (avsättning av den fasta fasen av kol på väggarna och bottnen av lagrings- och beredningstankar för bindemedel, försämrar pumpbarheten genom rörledningar, pumpar och genom avstängningsventiler, främjar accelererad koksning av bindemedelsvärmeledningar).

Ortofosforsyra som finns i kompositionen (0,01-0,2%) orsakar accelererad korrosion av ståltankar och rörledningar, försämrar miljön, eftersom under lagring, bearbetning av PBB och beredning av asfaltbetongblandningar, asfaltbetongverk(Asfaltverk) ångor av sura utsläpp uppstår, och inte bara bitumenbasutrustning är utsatt för korrosion, utan också dyr asfaltanläggningsutrustning och vägutrustning - asfaltblandningsanläggningar, karosser Fordon för transport av asfalt, asfaltläggare och asfaltblandningslastare.

Dessutom komplicerar ytaktiva ämnen med hög molekylvikt (adhesiva tillsatser) framställningen av PBB, eftersom de kräver dess speciella beredning (syntes) från kemiska ingredienser.

Känd asfaltbetongblandning, inklusive ett fyllmedel bestående av krossad sten och sand från krossning, bitumen och en stabiliserande tillsats, som är krysotil-asbest av fraktion 2,8-5,0 av den fjärde gruppen av klass A-4-30, samt bitumen och krysotil-asbest tas i förhållandet (7-13):1 med följande förhållande av komponenter, vikt-%:

(se RF-patent för uppfinning nr 2229451, prioritet daterad 28 juli 2003, IPC 7 С04В 26/26, publicerad 27 maj 2004 "Asfaltbetongblandning").

Nackdelen med den kända blandningen är den otillfredsställande hållbarheten hos beläggningen på grund av otillräckligt hög vidhäftning av bitumenet till ytan av den använda krossade stenen, vilket resulterar i skjuvdeformationer av vägytorna, eftersom PMB skalar av från den krossade stenen. För tidig förstörelse av asfaltbetongvägytor minskar deras hållbarhet avsevärt (livslängden på ytorna mellan reparationer minskas kraftigt med 1,5-2,5 gånger).

Det som ligger närmast den påstådda asfaltbetongblandningen (gruppens andra patentsökta uppfinning) i termer av alla väsentliga egenskaper är en asfaltbetongblandning, inklusive ett fyllmedel bestående av krossad sten, sand från krossade sikter och aktiverat mineralpulver, en polymer -bitumenbindemedel och en stabiliserande tillsats - asbestmineralfibrer (se. Granskningsinformation "Konstruktion av väg- och flygfältsbeläggningar från krossad sten-mastixasfaltbetongblandningar" - M.: Publishing House "Informavtodor", 2003. - s.2, 31 -33, 39).

Nackdelen med den kända asfaltbetongblandningen är den otillfredsställande hållbarheten hos beläggningen på grund av att PMB, som är en del av asfaltbetongblandningen, har låg motståndskraft mot delaminering, vilket resulterar i att vidhäftningen av PMB till fyllnadsytan är otillfredsställande.

Som ett resultat av driften av asfaltbetongvägytor baserade på en känd asfaltbetongblandning, skalar PMB av från krossad sten till följd av dynamiska belastningar orsakade av tunga fordon och hög trafikintensitet, samt som ett resultat av temperaturbelastningar orsakade genom höga temperaturförändringar, vilket minskar beläggningens fuktbeständighet, vilket leder till förstörelse av beläggningens integritet och, som ett resultat, behovet av reparationsarbete.

Den påstådda gruppen av uppfinningar - polymer-bitumenbindemedel och asfaltbetongblandning baserad på den - tillhandahåller expansionen av arsenalen tekniska medel att producera hållbara väg-, bro- och flygfältsbeläggningar med höga prestandaegenskaper, i synnerhet som skiktets motståndskraft mot plastisk skjuvdeformation, motståndskraft mot temperatur och dynamiska belastningar.

Detta tekniska resultat uppnås genom det faktum att det kända polymer-bitumenbindemedlet innehållande bitumen, en polymer - butadien-styren termoplastisk elastomer, en mjukgörare - industriell olja och ett ytaktivt ämne med hög molekylvikt, enligt den första uppfinningen i gruppen innehåller tunga fetter. syror som ett ytaktivt ämne med hög molekylvikt (TFA), som är en blandning av petroleumkolväten med hög molekylvikt med den allmänna formeln:

där R är en kolväteradikal som innehåller kolatomer från 12 till 22 (C12-C22), med följande komponentförhållande, viktprocent:

Enligt den andra uppfinningen, i en grupp i en känd asfaltbetongblandning, inklusive ett fyllmedel bestående av krossad sten, sand från krossade sikter och mineralpulver, ett polymer-bitumenbindemedel och en stabiliserande tillsats - asbestmineralfibrer, en polymer-bitumen bindemedel enligt den första används som ett polymer-bitumenbindemedel enligt uppfinningen, med följande förhållande av komponenter, viktprocent:

Asfaltbetongblandningen innehåller krysotilasbest som asbestmineralfibrer.

Enligt den första uppfinningen i gruppen säkerställer den patentsökta sammansättningen av polymer-bitumenbindemedlet vid det specificerade förhållandet av komponenter produktionen av bitumenbindemedel med egenskaper som är inneboende i elastomerer, vilket leder till större elastisk deformerbarhet, minskad sprödhet vid låga temperaturer och vid låga temperaturer. samma tid till ökad skjuvhållfasthet hos vägytan erhållen med användning av den patentsökta polymer-bitumen vid höga temperaturer drift, motstånd mot temperatur och dynamiska belastningar.

Införandet av tunga fettsyror (HFA) som ett högmolekylärt ytaktivt ämne i sammansättningen av polymer-bitumenbindemedlet (PBB) inom de angivna gränserna på grund av kolvätekomponenten och de vidhäftande mjukgörande egenskaperna hos TFA-molekyler hjälper till att förbättra fördelningen av komponenter i PBB och PBB i asfaltbetongblandningen, vilket säkerställer hög vidhäftning av polymer-bitumenbindemedlet med fyllmedlet (mineraldelen) av asfaltbetongblandningen.

Enligt den andra uppfinningen gör användningen av det patentsökta polymer-bitumenbindemedlet i asfaltbetongblandningen enligt uppfinningen det möjligt att uppnå större elastisk deformerbarhet, minska sprödheten vid låga temperaturer och samtidigt uppnå ökad skjuvhållfasthet hos beläggningen vid hög drift temperaturer på grund av att PMB är jämnt fördelat över hela volymen av asfaltbetongblandningen, samtidigt som de egenskaper som är inneboende i elastomerer bibehålls.

Asfaltbetongblandningen som asbestmineralfibrer (stabiliserande tillsats) innehåller krysotilasbest, som är en icke-metallisk mineralråvara tillhörande gruppen magnesiumhydrosilikater (3MgO 2SiO 2 2H 2 O) med en fibrös-rörformig struktur. Krysotilasbest har hög värmebeständighet upp till 700-800°C och elektriska, värme- och ljudisolerande egenskaper, är kemiskt inert och resistent mot alkalier. När det interagerar med vatten vid atmosfäriska temperaturer är det hydrofilt och har svag hygroskopicitet. Med en utvecklad finfiberstruktur minskar krysotilasbest, när den värms upp till 70°C, kraftigt dess vattenhållande förmåga och förlorar hygroskopiskt vatten. Krysotilasbest är miljövänligt rena material, eftersom det har en låg biologisk aggressivitet på levande organismer och kan lösas upp i en sur miljö. Asfaltbetongblandningen har de bästa egenskaperna vid användning av krysotilasbest av fraktionen 2,8-5,0 mm av den fjärde gruppen av klass A-4-30 i dess sammansättning.

Båda tekniska lösningarna är sammanlänkade och bildar ett enda uppfinningsrikt koncept.

För att erhålla en asfaltbetongblandning, som används för konstruktion av väg-, bro- och flygfältsbeläggningar med erforderliga egenskaper, utvecklades ett nytt polymer-bitumenbindemedel.

Användningen av det uppfinningsenliga polymer-bitumenbindemedlet i den uppfinningsenliga asfaltbetongblandningen gör det möjligt att tillhandahålla ett tekniskt resultat - utöka arsenalen av tekniska medel för att producera hållbara väg-, bro- och flygfältsbeläggningar med höga prestandaegenskaper, i synnerhet såsom motståndskraften av skiktet till plastiska skjuvdeformationer, motstånd mot temperatur och dynamiska belastningar .

Följaktligen uppfyller den patentsökta gruppen av uppfinningar, som representerar en del och en helhet, kravet på uppfinningsenhet.

Inga tekniska lösningar som sammanfaller med uppsättningen av väsentliga egenskaper hos den patentsökta gruppen av uppfinningar har identifierats, vilket gör att vi kan dra slutsatsen att de uppfyller ett sådant patenterbarhetsvillkor som "nyhet".

De påstådda väsentliga egenskaperna hos uppfinningarna, som förutbestämmer mottagandet av det specificerade tekniska resultatet, följer inte tydligt av tekniknivån, vilket gör det möjligt för oss att dra slutsatsen att de patentsökta uppfinningarna som ingår i gruppen uppfyller ett sådant patenterbarhetsvillkor som " uppfinningsrikedom”.

Patenterbarhetsvillkoret "industriell tillämplighet" bekräftas specifika exempel erhållande av ett polymer-bitumenbindemedel och en asfaltbetongblandning med detta polymer-bitumenbindemedel, som anges i avsnittet "Information som bekräftar möjligheten att implementera uppfinningen."

För att framställa polymer-bitumenbindemedel (PBB) användes följande initiala komponenter.

PBB framställs på basis av BND-bitumen i enlighet med GOST 22245-90 "Visköst petroleumvägbitumen. Tekniska förhållanden".

2. Polymer - styren-butadien termoplastisk elastomer

Styren-butadien termoplastisk elastomer kvalitet DST-30-01 tillverkas i enlighet med TU 38.103267-99 "Styrene-butadien termoplastic elastomers".

3. Mjukgörare - industriolja

För att framställa PBB används industriella oljor i enlighet med GOST 20788 kvaliteter I-20A, I-30A, I-40A, I-50A.

4. Högmolekylär ytaktivt ämne - TFA

För att framställa PBB används lokalt producerad TFA (tillverkaren är belägen i Uralregionen), som levereras enligt TU 2453-001-38576343-2002 "TFA surfactant additive".

Framställningen av polymer-bitumenbindemedel utförs genom att i en mixer blanda alla komponenter i kompositionen som matas in i uppskattad kvantitet följt av att passera kompositionen genom en kolloidkvarn in i en andra bländare. Denna process upprepas sedan. Temperaturen för framställning av PBB bör inte överstiga 160°C, och varaktigheten av PBB-produktionsprocessen bör inte överstiga 60 minuter.

Det framställda polymer-bitumenbindemedlet hade följande sammansättning, presenterad i exemplen 1-3.

Tabell 1 visar de fysikaliska och mekaniska egenskaperna hos ett polymer-bitumenbindemedel som använder TFA som ytaktivt ämne:

bord 1
Namn på indikatorer för polymer-bitumenbindemedel och måttenheter	Värdet på indikatorn
1. Nålens inträngningsdjup 0,1 mm
vid 25°C	128
vid 0°C	59
2. Utdragbarhet, cm
vid 25°C	Mer än 70
vid 0°C	54
3. Mjukningstemperatur längs ringen och kulan, °C	53,0
4. Sprödhetstemperatur, °C	-28,0
5. Elasticitet, %
vid 25°C	91
vid 0°C	78
6. Vidhäftning till granit	excellent
7. Plasticitetsområde, °C	81
8. Enhetlighet	homogent

Från data i tabell 1 är det tydligt att polymer-bitumenbindemedlet enligt uppfinningen som använder TFA som ytaktivt medel har höga fysikaliska och mekaniska egenskaper, i synnerhet plasticitetsintervallet är 81°C, och vidhäftning till granit bedöms som utmärkt, vilket bestämmer en öka dess motståndskraft mot åldrande.

Följande initiala komponenter användes för att framställa asfaltbetongblandningen.

1. Fyllmedel (mineralmaterial):

A) Krossad sten

För att förbereda asfaltbetongblandningen används krossad sten med en kornstorlek på 5-10, 10-15, 15-20 mm från täta stenar i enlighet med GOST 8267-93. Krossad sten måste uppfylla kraven i GOST 9128-97 för grovt fyllmedel som används i asfaltbetongblandningar av typ A klass 1.

Enligt kornens form bör den krossade stenen som används vara kubisk och tillhöra den 1:a gruppen. Innehållet av lamell- och nålformade korn bör inte överstiga 15 %.

B) Sand från krossande sikter

Sand från stenkrossningsskärmar måste uppfylla kraven i GOST 8736-93. Sandens hållfasthet ska vara minst 1000, halten av lerpartiklar i sanden, bestämt med svällningsmetoden, får inte överstiga 0,5 %, medan halten finare korn än 0,16 mm i sand från krossningssikter inte är standardiserad.

B) Mineralpulver

För att förbereda asfaltbetongblandningen används icke-aktiverat magnesiumpulver från Shabrovsky talkfabriken, som uppfyller kraven i GOST 16557-78.

Densitet, g/cm3 - 2,06

Porositet, % - 33,3

Svällning av prover från en blandning av pulver och bindemedel, % - 1,5

Bitumenkapacitetsindikator, gr. - 62

Luftfuktighet, viktprocent - 0,2

Sann densitet, g/cm 3 - 3,1

2. Stabiliserande tillsats

Stabiliserande fibertillsats - asbestmineralfibrer - för dispergerad förstärkning av bindemedlet, vilket är krysotilasbest, som bäst förhindrar segregering och avskalning (svällning) av bindemedlet från ytan av krossad sten vid höga tekniska temperaturer. Stabiliserande tillsatser är föremål för tekniska krav på värmebeständighet, fuktighet och enhetlighet.

Den stabiliserande tillsatsen - krysotil-asbestfraktion 2,8-5,0 mm kvalitet A-4-30 från Asbestovskoe-fyndigheten har det kommersiella namnet "Chrysotop" och tillverkas enligt TU 5718-011-0281476-2004.

Specifikationer krysotilasbest:

Luftfuktighet - 4,3 %

Värmebeständighet vid t 220°C baserat på viktförändring under uppvärmning - 5 %

3. Polymer-bitumenbindemedel (framställningen av polymer-bitumenbindemedel beskrivs ovan).

Framställningen av asfaltbetongblandningen utfördes enligt följande.

Heta asfaltbetongblandningar framställs i asfaltblandningsanläggningar (ASU) med tvångsblandning av komponenterna, genom att blanda krossad sten, sand från krossningssilar, mineralpulver, polymer-bitumenbindemedel och en stabiliserande tillsats i upphettat tillstånd.

ACS-doseringsanordningar måste säkerställa noggrannheten i komponentdoseringen: för krossad sten ±2%, för sand ±3%, för mineralpulver och bindemedel ±1,5%, för en stabiliserande tillsats ±2%. ACS måste ha ett automatiskt styrsystem eller styrsystem som möjliggör övervakning av processparametrar.

En stabiliserande tillsats införs vanligtvis i blandningsfyllmedlet innan det kombineras med polymer-bitumenbindemedlet (PBB).

De fysiska och mekaniska egenskaperna hos asfaltbetong framställd med den föreslagna PMB presenteras i tabell 2.

Tabell 2
Namnet på indikatorerna	Indikatorvärden för vägar av klass II för vägklimatzon II, som uppfyller kraven i GOST 12801	Faktiska värden på egenskaperna hos asfaltbetong framställd med den påstådda PBB
1. Slutlig tryckhållfasthet vid temperatur, MPa
50°C	Inte mindre än 1,2	1,75
20°C	Inte mindre än 2,5	3,55
0°C	Inte mer än 11,0	6,00
2. Vattenbeständighet av tät asfaltbetong	Inte mindre än 0,90	0,96
3. Vattenbeständighet hos tät asfaltbetong under långvarig vattenmättnad	Inte mindre än 0,85	0,94
4. Vattenmättnad, %	1,5-4,0	0,9
5. Fyllmedlets porositet (mineraldel), %	Inte mer än 19,0	18,5
6. Genomsnittlig densitet, g/cm 3	-	2,38
7, svullnad, %	-	0,02
8. Förhållande R 0 /R 50	9,2	3,42

Från tabell 2 är det tydligt att den uppfinningsenliga asfaltbetongblandningen som använder det uppfinningsenliga polymer-bitumenbindemedlet har höga fysikaliska och mekaniska egenskaper som överstiger de som anges i GOST 12801.

Period mellan större reparationer beläggningar gjorda av den uppfinningsenliga asfaltbetongblandningen med användning av det uppfinningsenliga polymer-bitumenbindemedlet, beräknat baserat på faktiska indikatorer på fysiska och mekaniska egenskaper, når 16 år, vilket överstiger de faktiska indikatorerna med 2,5 gånger.

KRAV

1. Polymer-bitumenbindemedel innehållande bitumen, en polymer - butadien-styren termoplastisk elastomer, ett mjukgörare - industriolja och ett ytaktivt ämne med hög molekylvikt, kännetecknat av att polymer-bitumenbindemedlet innehåller tunga fettsyror (HFA) som en hög -molekylvikt tensid, som är en blandning av högmolekylära petroleumkolväten med den allmänna formeln

där R är en kolväteradikal som innehåller kolatomer från 12 till 22 (C12-C22), med följande komponentförhållande, viktprocent:

2. Asfaltbetongblandning, innefattande ett fyllmedel bestående av krossad sten, sand från krossade sikter och mineralpulver, ett polymer-bitumenbindemedel och en stabiliserande tillsats - asbestmineralfibrer, kännetecknad av att polymer-bitumenbindemedlet enligt krav 1 är används som ett polymer-bitumenbindemedel 1, med följande förhållande av komponenter, viktprocent:

3. Asfaltbetongblandning enligt krav 2, kännetecknad av att den innehåller krysotilasbest som asbestmineralfibrer.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Bra jobbat till webbplatsen">

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

2. Skaffa petroleumbitumen

4. SBS-polymer

5. Metoder för tillverkning av PBB

Polymer-bitumenbindemedel (PBB) är ett kompositmaterial som erhålls genom att blanda och homogenisera bitumen med blocksampolymerer som SBS, mjukgörare och ytaktiva ämnen.

Bitumen är en integrerad del av PBB. Bitumen delas in i två grupper, beroende på metoden för deras produktion: naturlig bitumen och petroleumbitumen. konstruktion av bitumenpolymerbindemedel

Naturlig bitumen (viskös och flytande) finns både i ren form och i "bituminösa" bergarter. Bituminösa eller asfalterade stenar är stenar (kalkstenar eller sandstenar) impregnerade med naturlig bitumen. De bildades i jordskorpan som ett resultat av långvariga processer av oxidation och polymerisation av olja som blötlagt dessa sedimentära bergarter.

Viskösa naturliga bitumen erhålls genom att extrahera dem från kalksten, dolomit eller sandsten impregnerad med naturlig bitumen.

Naturlig bitumen är överlägsen oljebitumen i ett antal indikatorer på dess egenskaper (hög vidhäftning, väderbeständighet). Användningen av naturlig bitumen i byggandet begränsas av den höga kostnaden och den relativt lilla volymen av deras produktion. Viskösa naturliga bitumen används främst inom kemi- och färgindustrin. Genom att bearbeta asfaltstenar kan asfaltpulver, asfaltmastix eller asfalt kallbetong erhållas. Asfaltpulver erhålls genom att mala karbonatstenar om innehållet av naturlig bitumen i dem inte överstiger 2...3 viktprocent. Den har bred användning vid tillverkning av asfaltbetong och murbruk. Asfaltmastik är en produkt av att kombinera asfaltpulver med naturligt eller petroleumbitumen.

Nackdelarna med både naturlig bitumen och petroleumbitumen inkluderar deras ökade bräcklighet när negativa temperaturer.

Tunga, mycket hartshaltiga oljor används som naturliga flytande bitumen i konstruktion.

Petroleumbitumen är fasta, viskoplastiska eller flytande produkter från petroleumraffinering. När det gäller kemisk sammansättning är bitumen komplexa blandningar av högmolekylära kolväten och deras icke-metalliska derivat av kväve, syre och svavel, helt lösliga i koldisulfid. För att studera bitumen är de indelade i huvudgrupper av kolväten (liknande egenskaper) - oljor, hartser, asfaltener, asfaltogena syror och deras anhydrider.

Oljor är en blandning av cykliska kolväten (huvudsakligen nafteniska serier) av ljusgul färg med en densitet på mindre än 1 och en molekylvikt på 300...500; Den ökade oljehalten i bitumen ger dem rörlighet och smidighet. Mängden oljor i bitumen varierar från 45...60%.

Hartser är mörkbruna viskoplastiska ämnen med en densitet på cirka 1 och en molekylvikt på upp till 1000. Hartser har mer komplex sammansättning kolväten snarare än oljor. De består huvudsakligen av neutrala syreheterocykliska föreningar och ger bitumen större duktilitet och elasticitet. Hartsinnehåll 15,30%.

Asfaltener och deras modifieringar (karbener och karboider) är fasta, osmältbara ämnen med en densitet något större än 1 och en molekylvikt på 1000...5000 eller mer. Denna grupp av kolväten är väsentlig integrerad del bitumen. Det ökade innehållet av asfaltener i bitumen bestämmer dess höga viskositet och temperaturstabilitet. Den totala halten av asfaltener i olika bitumen är 5...30 % eller mer.

Karbener och kolhydrater finns i bitumen relativt sällan i små mängder (1...2%) och bidrar till att öka bitumens bräcklighet.

Asfaltsyror och deras anhydrider är brunaktiga ämnen med en hartsartad konsistens med en densitet på mer än 1. De tillhör gruppen polynaftensyror och kan inte bara vara trögflytande utan också fasta. Asfaltogena syror är den ytaktiva delen av bitumen och bidrar till att öka dess vidhäftning till ytan av mineralaggregat. Deras innehåll i petroleumbitumen är cirka 1 %.

Ovanstående grupper av bitumenkolväten bildar ett komplext dispergerat system - en kolloidal lösning, i vilken det flytande mediet är oljor och en lösning av hartser i oljor, och den fasta fasen representeras av asfaltener, på vars yta asfaltogena syror adsorberas. Oljor, hartser och asfaltener ingår i bitumen i olika proportioner och bestämmer därigenom deras struktur. Beroende på det kvantitativa innehållet av oljor, hartser och asfaltener (liksom på uppvärmningstemperaturen), genomgår den kolloidala strukturen av bitumen - "gel", "sol", "solgel" - förändringar från "sol" -typen till " gel” typ. Gelstrukturen är karakteristisk för fast bitumen vid en temperatur på 2O...25°C och orsakas vanligtvis av ett ökat innehåll av asfaltener. Solstrukturen är karakteristisk för bitumen av flytande konsistens med hög halt av hartser och oljor.

2. Skaffa petroleumbitumen

Petroleumbitumen produceras vid oljeraffinaderier från olika oljor som skiljer sig från varandra. kemisk sammansättning och fastigheter.

Olja på fabriker genomgår fraktionerad destillation för att erhålla lätta produkter (bensin, nafta, fotogen), smörjoljor och andra typer av petroleumprodukter. Oljerester efter valet av lättare viktfraktioner - tjära, sprickbildning - används därefter som råmaterial för produktion av petroleumbitumen med specificerade egenskaper. För närvarande erhålls petroleumbitumen genom atmosfärisk vakuumdestillation av olja (restbitumen); oxidation av oljerester (oxiderad bitumen) och blandning av rester som bildas vid destillation av olja (sammansatt bitumen).

Restbitumen är lågviskösa produkter och utsätts vanligtvis för oxidation.

Oxiderad bitumen framställs genom att luft blåser genom oljerester (tjära) i speciella oxidationsenheter till en given viskositet. Som ett resultat av interaktionen av luftsyre med tjära under blåsningsprocessen uppstår bildandet av högmolekylära komponenter av oxiderad bitumen och en ökning av dess viskositet. Bakom Nyligen behärskade metoden för kontinuerlig oxidation av bitumen. Oljerester vid en temperatur av cirka -210°C kommer in i reaktorn, där luft med hjälp av speciella anordningar (dispergeringsmedel) sugs in och fördelas i den oxiderade produkten. I denna teknik, tillsammans med intensifieringen av oxidationsprocessen, förbättras kvaliteten på oxiderad bitumen.

Blandade (sammansatta) bitumen framställs huvudsakligen genom att blanda deasfalterande bitumen (restprodukten efter behandling av tjära med flytande propan) med oljedestillat.

Petroleumbitumen, både fast eller viskoplastisk och flytande, används i stor utsträckning inom konstruktion. De används för konstruktion av vägytor, flygfältsytor och platta tak, bevattningskanaler, tillverkning av tätskikt och takmaterial inom färg- och lack- och kemisk industri.

3. Karakteristika för bitumens strukturella och mekaniska egenskaper

De viktigaste egenskaperna hos bitumen som kännetecknar deras kvalitet är viskositet, plasticitet, mjuknings- och sprödhetstemperaturer; Dessutom bör det noteras den höga vidhäftningen, som bestämmer förmågan hos bitumen att binda mineralkorn av fyllmedel till en monolit; de kan också ge hydrofoba egenskaper till material behandlade med bitumen.

Det huvudsakliga kännetecknet för bitumens strukturella och mekaniska egenskaper är viskositeten, som främst beror på temperatur och gruppsammansättning. Viskositet är motståndet hos de inre skikten av bitumen mot rörelse i förhållande till varandra. För många bitumen varierar viskositeten och minskar med ökande skjuvspänning eller töjningsgradient. När temperaturen stiger minskar viskositeten när den minskar, viskositeten ökar snabbt och vid minusgrader blir bitumen skör. För att mäta strukturell viskositet, använd olika enheter, så att du kan bestämma viskositeten i absoluta enheter (Pa-s) eller uttrycka den i konventionella enheter. För att karakterisera viskositeten, eller mer exakt värdet av omvänd viskositet, d.v.s. fluiditeten hos bitumen, antas en villkorlig indikator - nålens penetrationsdjup i bitumenet (penetration). Nålens penetrationsdjup i bitumen bestäms på en enhet - en penetrometer genom att applicera en belastning som väger 100 g på nålen i 5 s vid en temperatur på 25 ° C eller 0 ° C med en belastning på 200 g i 60 s . Penetrationen av fast eller viskös bitumen uttrycks i enheter (grader) lika med 0,1 mm nålpenetration in i bitumenet. Ju högre viskositet, desto mindre penetration av nålen i bitumenet.

Plasticitet är en viktig egenskap hos bitumen. Den ökar med ökande oljehalt, belastningslängd och temperatur. De plastiska egenskaperna hos hård och viskös bitumen kännetecknas konventionellt av töjbarhet (duktilitet) - förmågan att sträcka sig till tunna trådar under påverkan av yttre konstanta krafter. Draghållfastheten bestäms med hjälp av en speciell anordning - en duktilometer vid en deformationshastighet av ett bitumenprov i form av en "åtta" på 5 cm/min, testtemperaturer på 25 och 0 ° C. En indikator på förlängning är längden på tråden i det ögonblick då provet bryts, uttryckt i centimeter. Bitumens plastiska egenskaper beror på temperatur, gruppsammansättning och struktur. Till exempel, med en ökning av innehållet av hartser och asfaltener, ökar plasticiteten hos bitumen vid en konstant temperatur.

Ett väsentligt kännetecken för bitumens egenskaper är också avhärdningstemperaturen, bestämd på "ring- och kulan"-anordningen ("K och Sh"). Avhärdningstemperaturen för bitumen, uttryckt i grader Celsius, motsvarar temperaturen i vattenbadet. i enhetens glas i det ögonblick då bitumen som finns i mässingsringen (diameter 16,0 mm), deformeras under påverkan av en metallkula som väger 3,5 g och gradvis uppvärmning av vatten med en hastighet av 5°C per minut, kommer att beröra stativets nedre hylla. Den nedre hyllan på enhetsstativet är på ett standardavstånd från ringen, lika med 25 mm. Mjukningstemperaturen hos viskös och hård bitumen fluktuerar in. mellan 20 och 95°C.

För att karakterisera de termiska egenskaperna hos bitumen, förutom mjukningstemperaturen, bestäms sprödhetstemperaturen.

Bitumens sprödhetstemperatur bestäms med en speciell Fraas-anordning. För detta ändamål appliceras den testade bitumenen i ett tunt lager på en mässingsplatta, som tillsammans med bitumenen kan kylas och böjas med hjälp av en anordning som finns på enheten. Sprödhetstemperaturen anses vara den temperatur vid vilken den första sprickan bildas på det mjuka, böjbara skiktet av bitumen. Sprödhetstemperaturen för till exempel vägbitumen kan vara från -20 till +5°C. Uppenbarligen, ju lägre skör temperatur av bitumen, desto större frostbeständighet och högre kvalitet.

Flampunkt är den temperatur vid vilken ångor som bildas vid uppvärmning av bitumen i en öppen degel antänds från en påsatt låga. Flampunkten bestäms med hjälp av en standardanordning och noteras enligt termometerns avläsning i det ögonblick då bitumenångan blinkar. Flampunkten för fast och trögflytande bitumen är vanligtvis över 200°C och kännetecknar graden av brännbarhet hos bitumen när den värms upp.

En väsentlig egenskap hos bitumen är deras höga vidhäftning - fastnar på ytan av olika mineraliska och organiska material. Det finns många metoder och instrument för att bestämma vidhäftning. En av dem är den visuella metoden, genom vilken graden av vidhäftning av bitumen till ytan av mineralmaterial bedöms av femgradig skala. Utmärkt vidhäftning av bitumen 5 poäng i fallet när bitumenfilmen på ytan av grus eller krossad sten är helt bevarad efter kokning i destillerat vatten. Mycket dålig vidhäftning, klassad som en poäng, när bitumenfilmen efter kokning helt lossnar från mineralkornen och flyter till vattenytan.

Beroende på indikatorerna för grundläggande egenskaper, särskilt viskositet, plasticitet och mjukningspunkt, delas petroleumbitumen in i kvaliteter:

1. För vägbyggen, enligt GOST, tillhandahålls fem grader från BND (petroleum vägbitumen)-200/300 till BND-40/60, där bråktalen anger de tillåtna gränserna för en given grad av förändring i penetrationsindikatorer vid 25 ° C, och fyra kvaliteter BN från 200/300 till BN-60/90.

2. För byggnadsarbeten, enligt GOST, finns det tre kvaliteter betecknade "BN" - petroleumbitumen: BN-50/50, BN-70/30 och BN-90/10, där täljaren för fraktionen motsvarar uppmjukningen temperatur enligt "K och Ш" (ring och boll), och nämnaren anger medelvärdena för gränserna för förändring i penetration vid 25°C.

3. För takarbeten, enligt GOST, tillhandahålls följande kvaliteter: BNK (petroleumtakbitumen)-45/180, BNK-90/40 och 90/30, såväl som BNK-45/190. I det här fallet motsvarar fraktionens täljare medelvärdet för enligt "K och Sh", och nämnaren motsvarar medelvärdet för penetrationsindikatorerna vid 25С.

Förutom fast och viskoplastisk bitumen av de angivna kvaliteterna finns flytande bitumen. Flytande bitumen vid rumstemperatur har låg viskositet, dvs flytande konsistens, och används i konstruktion i kallt eller lätt uppvärmt tillstånd (upp till 50...60°C).

På grund av avdunstning av flyktiga fraktioner och oxidationsprocesser tjocknar flytande bitumen gradvis. Beroende på förtjockningshastigheten produceras flytande petroleumbitumen i två klasser - förtjockning med medelhastighet (SG-klass) och långsamt förtjockning (MG-klass). Flytande bitumen av SG-klassen framställs genom att vanlig, trögflytande bitumen kondenseras med lätta förtunningsmedel som fotogen. För att erhålla MG klass bitumen används thinner av kol eller petroleumursprung (olja, eldningsolja etc.). Beroende på viskositetsindikatorerna är vägvätskebitumen i SG- och MG-klasserna indelade i tre kvaliteter - dessa bitumen måste uppfylla kraven i GOST.

4. SBS-polymer

SBS-polymer (styren-butadien-styren) är ett termoplastiskt syntetiskt gummi som kännetecknas av molekyler med ett gummipolybutadien-mellanblock, linjärt eller grenat, med solida polystyrenändblock. När de blandas bildar polystyren och polybutadien inte en enfasblandning. De separerar som vatten och olja. Men eftersom polystyren och polybutadien är kemiskt bundna i SBS-polymeren kan fasseparation endast ske på molekylnivå utan separation på makronivå. Detta gör att polystyrenändblocken kan kombineras till polystyrendomäner, länka samman alla molekyler och bilda ett tredimensionellt elastiskt nätverk. Eftersom dessa bindningar är fysiska och inte kemiska, sönderdelas detta nätverk när det värms upp och reformeras när det kyls.

Användningen av anjonisk polymerisation gör det möjligt att syntetisera block med exakt utformade molekylvikter och kontrollera deras struktur. En mängd olika molekylvikter, polymerstrukturer och polymerisationsförhållanden ger möjlighet att erhålla ett brett utbud av polymerkvaliteter för målapplikationer.

Vid modifiering av bitumen absorberar SBS-polymerer oljekomponenterna i bitumen i en volym som överstiger upp till 10 gånger dess egen volym. Således ökar storleken på nätverket som bildas av de sammankopplade områdena av styrendomänen och expanderar genom hela bindemedlets volym.

Detta säkerställer elasticiteten hos bitumen över ett bredare temperaturområde, vilket minskar viskositeten vid höga temperaturer och sprödheten vid låga temperaturer.

Termoelastisk konstgjorda material började användas 1965. Mest välkänd representant Denna grupp av material är styren-butadien-styren (SBS). Den molekylära strukturen hos SBS-polymer innehåller ett elastiskt inre block, som (vid bitumenapplikationer) vanligtvis är en polybutadienkedja. I produkter för andra ändamål inomhusenhet det kan också finnas en polyisoprenkedja. I båda ändarna är det inre fragmentet anslutet till polystyrenblock.

Individuella homopolymerer av polystyren och polybutadien bildar inte en homogen blandning och beter sig som vatten och olja. Efter att ha hållit blandningen utan omrörning, efter en kort tidsperiod, sker separation i två faser. I SBS är polystyren och polybutadien kemiskt bundna till varandra, vilket undviker delaminering.

Effekt av SBS-polymer på bitumenbindemedel

SBS-polymerer adsorberar oljekomponenterna i bitumen och deras volym ökar ungefär tio gånger. SBS-polymer ger bitumen utmärkt flexibilitet vid låga temperaturer. Nätverket som bildas av styrendomänerna ökar i volym, men bibehåller också sin kontinuitet genom bindemedlets volym och ger det elastiska egenskaper över ett brett temperaturområde. På grund av detta minskar viskositeten vid höga temperaturer och sprödheten vid låga temperaturer avsevärt. Ett korrekt preparerat SBS-baserat bindemedel kännetecknas av följande parametrar:

Förbättrad motståndskraft mot permanent deformation vid höga temperaturer på grund av hög nollskjuvningsviskositet, vilket beror på polymernätverket;

Ökat motstånd mot sprickbildning vid låga temperaturer på grund av en minskning av den kritiska temperaturen;

Ökat motstånd mot mekanisk och termisk utmattning på grund av ökad styvhet;

Förbättrad slitstyrka på grund av ökad bindemedelsstyvhet;

Större motståndskraft mot åldring och förbättrade åldringssprödhetsegenskaper, speciellt för bindemedel i porös asfalt.

Fördelarna med ett bitumenbindemedel baserat på en blocksampolymer manifesteras tydligt i dess beteende mest olika situationer. Det senaste införandet av högre vägbyggnadsstandarder i USA har ytterligare belyst det höga prestandaegenskaper bitumenbindemedel baserade på SBS och har avsevärt ökat takten i deras användning inom olika områden.

Styren-butadien-styren-segmentsampolymer uppfyller till fullo alla ovan beskrivna krav och är som ett resultat den huvudsakliga SBS-polymeren som används vid bitumenmodifiering.

För att förbättra kvaliteten på vägytor och öka deras hållbarhet är användningen av polymerer som bitumenmodifierare en mycket använd och mycket effektiv metod.

5. Metoder för tillverkning av PBB

PBB av erforderlig kvalitet framställs genom att blanda viskös vägbitumen med blocksampolymerer som SBS och ytaktiva ämnen, och vid behov med mjukgörare. I de fall där ytaktiva ämnen ingår i en segmentsampolymer, finns det inget behov av att införa det ytaktiva medlet i PMB vid framställningsstadiet.

Det finns två kända metoder för framställning av PBB.

Enligt den första huvudmetoden blandas alla komponenter i PBB, enligt den tidigare etablerade sammansättningen, i en behållare. Om bindemedlet innehåller ett mjukningsmedel, införs det först i bitumenet, blandas tills det är homogent, och sedan, under konstant omrörning, tillsätts polymeren i portioner i form av smulor eller pulver, sedan om blocksampolymeren av SBS-typ inte gör det. innehåller ett ytaktivt ämne, sedan i det sista steget Vid framställning av PBB införs ett ytaktivt ämne i det och blandningen bringas till ett homogent tillstånd.

Enligt den andra metoden framställs RP eller BRP preliminärt i den koncentration som fastställdes vid val av sammansättningen av PBB, och sedan införs lösningen i dehydrerad och uppvärmd bitumen, varefter, i slutet av processen, ett ytaktivt ämne tillsätts och blandningen blandas tills den är homogen. Det bör noteras att under laboratorieförhållanden kräver beredningen av homogen PBB med den andra metoden ungefär 2 gånger kortare tid än den första. Möjligheten att använda en viss metod bestäms av kunden utifrån tekniska och ekonomiska överväganden.

För att bereda PBB med den första metoden matas bitumen, som tidigare dehydrerats och upphettats till 110 - 120 °C, i behållare 3 (fig. 1) eller bitumen som värmts till 90 - 100 °C matas in i samma behållare där den dehydreras . Sedan serverar de det där erforderligt belopp mjukgörare upphettas till 90 - 100 ° C och blandas tills den är homogen, varefter polymeren introduceras i portioner. Rör först om blandningen (helst långsamt) tills polymeren är helt blöt och jämnt fördelad, och sätt sedan på uppvärmningen av behållaren och börja röra om blandningen (helst intensivt) med gradvis uppvärmning till 155 - 160 ° C. Efter detta förs blandningen genom ett dispergeringsmedel 6 och pumpas från behållare 3 till behållare 4 tills behållare 3 är helt tom och tillbaka för att erhålla en homogen PMB genom hela volymen. Sådan homogenitet kan uppnås med andra tekniska metoder. Driftstemperaturen för beredning av PBB bör inte överstiga 160 °C.

6. Tillämpning av PBB i vägbyggen

PBB baserad på SBS kännetecknas, i motsats till bitumen, av närvaron av ett oberoende, inte associerat med koaguleringsramverket av asfaltenkomplex, rumsligt strukturellt elastiskt nätverk av treblockspolymermakromolekyler genom hela bindemedlets volym. Detta nät är beläget i ett PBB-dispersionsmedium, vilket är en specifik elastisk förstärkning som fungerar på molekylär nivå.

För närvarande har vetenskaplig och teknisk dokumentation utarbetats för att säkerställa möjligheten till omfattande implementering av PBB baserad på SBS i Ryssland.

De viktigaste standarderna är GOST R 52056-2003 "Polymer-bitumen vägbindemedel baserade på blocksampolymerer av styren-butadien-styren-typ. Tekniska villkor", som trädde i kraft den 1 januari 2004 genom resolution av Rysslands statliga standard N 157 -st daterad 23 maj 2003. , och OST 218.010-98 "Polymer-bitumen vägbindemedel baserade på blocksampolymerer av SBS-typ Tekniska villkor", som trädde i kraft av FDS i Ryssland genom order nr 91 av 12 maj. 1998.

Dessa standarder reglerar minimivärdena för indikatorer för egenskaperna hos PBB. Genom att variera förhållandet mellan PMB-komponenter är det möjligt att samtidigt minska dess sprödhetstemperatur och öka dess mjukningstemperatur.

De grundläggande principerna för att producera PBB är god kompatibilitet mellan komponenterna, tillräcklig kinetisk stabilitet hos de resulterande bindemedlen och tillhandahållande av den erforderliga uppsättningen av tekniska och operativa egenskaper. "Enhetlighetsindikatorn" är den viktigaste för detta material och regleras i de ovan nämnda standarderna. Tankar för lagring och transport av PBB vid driftstemperatur ska vara utrustade nödvändig utrustning, vilket gör det möjligt att förhindra dess delaminering även med långtidsförvaring och transporter.

Som en polymer som skapar ett spatiellt elastiskt strukturellt nätverk i PBB valde vi polymerer av termoplastisk elastomerklass - blocksampolymerer av butadien och styren av SBS-typ, eftersom de med ett minimalt innehåll gör det möjligt att erhålla ett spatiellt elastiskt nätverk i bitumen på grund av deras makromolekylers förmåga till specifika interaktioner och god kompatibilitet med bitumen och låg molekylvikt. Polymerer av denna klass har hög hållfasthet och elasticitet i temperaturintervallet från minus 80 till 90 ° C.

Polymer-bitumenbindemedel erhållna på basis av blocksampolymerer (presenterade i form av mjuka opplastade smulor eller krossade granuler mindre än 1,25 mm i storlek) uppfyller kraven i GOST R 52056-2003, med förbehåll för den erforderliga lösligheten i industriolja. I detta fall bör temperaturen vid bestämning av deras löslighet vara högre än den som rekommenderas i metoden "Bestämning av lösligheten av blocksampolymerer av SBS-typ i industriell olja" och vara 175 - 180 ° C, som vid framställning av PBB-baserade på dessa polymerer.

Polymerasfaltbetong baserad på PMB kännetecknas av ökad deformerbarhet vid negativa temperaturer och elasticitet vid positiva temperaturer (elasticitetsmodulen vid minus 20 °C är 3 - 6 gånger mindre och vid 40 ° C - 1,5 - 2,0 gånger mer än asfaltbetong på bitumen BND varumärken); ökat motstånd mot upprepade dynamiska stötar (antalet cykler innan ett balkprov på PBB går sönder under förhållanden med upprepad böjning vid en konstant deformationsamplitud är tiotals gånger högre än för ett asfaltbetongprov på bitumen med samma bindemedelsinnehåll). Sprickbeständighetstemperaturen för polymerasfaltbetong, beroende på sprödhetstemperaturen hos PMB, kan variera från minus 15 till minus 55 °C.

Elasticitetsindexet för polymerasfaltbetong vid 50 °C är mer än 2 gånger högre än för asfaltbetong, liksom skjuvhållfasthetsindexet bestämt med metoden "stämpelindragning".

Den höga skjuvhållfastheten och långtidshållfastheten hos polymerasfaltbetong gör det möjligt att reducera tillsynskrav till den enaxliga tryckhållfastheten vid 50 °C med 10 % och vid 20 °C med 20 % jämfört med liknande indikatorer för asfaltbetong.

Det är viktigt att notera att den höga skjuvhållfastheten hos polymerasfaltbetong uppnås vid en lägre vattenmättnadshastighet jämfört med asfaltbetong, vilket också bestämmer den högre vatten- och frostbeständigheten hos polymerasfaltbetong. Samtidigt är vattenmättnaden av kärnor från beläggningen 1,5 - 2 gånger lägre än för omgjutna prover, vilket indikerar den höga kompakteringsförmågan hos polymer-asfaltbetongblandningar och närvaron av en stor volym stängda porer i polymer-asfalt betong.

Beläggningar gjorda av polymer-asfaltbetongblandningar baserade på PBB har ökad vidhäftning till bilhjulet på grund av höga hysteresförluster.

Närvaron av ett mjukgörare i kompositionen av PBB tillåter:

Ge det som krävs temperaturregim(högst 160 °C) beredning av PBB och blandningar baserade på det;

För att öka homogeniteten hos PBB och avsevärt öka effektiviteten hos den införda polymeren, det vill säga att erhålla PBB med den erforderliga uppsättningen egenskaper med minsta möjliga polymerinnehåll;

Påskynda processen att framställa PBB och blandningar baserade på den avsevärt och minska energikostnaderna i deras produktion;

Öka blandningars bearbetbarhet och kompakterbarhet.

Industriella oljor i enlighet med GOST 20799-88, råvaror för produktion av petroleumviskös vägbitumen i enlighet med TU 0258-113-00151807-2002, eller blandningar av olja och råmaterial används som mjukgörare för viskösa PBB. Samtidigt säkerställs den nödvändiga brandsäkerheten för processen och flampunktsstandarden.

Trots det faktum att polymerasfaltbetong kännetecknas av en stor volym stängda porer och ger den erforderliga standardindikatorn för långvarig vattenbeständighet, rekommenderas att använda PMB, som har god vidhäftning till ytan av mineralmaterial, både grundläggande och surt, för att öka vatten- och frostbeständigheten hos beläggningar och säkerställa maximal livslängd för beläggningsraser För att göra detta är det nödvändigt att antingen införa ett dubbelverkande ytaktivt ämne i PBB, eller att använda segmentsampolymerer av SBS-typ, innehållande sådana ytaktiva ämnen, för dess framställning.

Applicering av ytaktiva tillsatser i PBB

Användningen av ytaktiva tillsatser i OBM gör det möjligt att minska ytspänningen i gränsytan mellan OBM och mineralmaterial, och därför förbättra och påskynda vätningen och omslutandet av ytan av mineralmaterial, och öka vidhäftningen av bindemedlet till mineralet. material.

Katjoniska ytaktiva ämnen adsorberas på lyofoba områden på ytan av bitumenasfaltener, vilket blockerar ställena för deras koaguleringskontakter, vilket leder till stabilisering av hela systemet och följaktligen saktar ner åldrandet av OBM. Sådan stabilisering av systemet genom adsorptionsskikt leder till en minskning av dess viskositet. Allt detta tillsammans - förbättrad vätning och omslutande på grund av en minskning av ytspänningen, såväl som en minskning av viskositeten hos OBM på grund av stabilisering av systemet gör det möjligt att minska driftstemperatur bindemedel och beredningstemperaturen för polymer-asfaltbetongblandningen.

Katjoniska ytaktiva ämnen är dubbelverkande tillsatser, eftersom de förbättrar vidhäftningen av OBM till mineralmaterial av både basiska och sura bergarter.

I "Guide för användning av ytaktiva ämnen i enheten asfaltbetongbeläggningar"(ODM av Rosavtodor godkänd genom order från Rysslands transportministerium daterad 18 april 2003 N OS-358-r) tillhandahåller allmänna bestämmelser, tekniska krav för katjoniska ytaktiva ämnen: "Amdor-9", "Doros-AP", " BP-ZM", metoder för deras användning, egenskaper hos tekniken för att förbereda och använda asfaltbetongblandningar genom att använda dem, teknisk kontroll, funktioner för deras lagring, säkerhetsåtgärder.

Dessa ytaktiva ämnen kan användas vid framställning och användning av PBB.

Tillsatser "Amdor-9", "Doros-AP", "BP-ZM", liksom andra ytaktiva ämnen med aktiva aminogrupper, kännetecknas av en specifik obehaglig lukt.

Tillsammans med ovanstående finns det nu den nya sorten En dubbelverkande ytaktiv substans som kännetecknas av närvaron av aktiva maliengrupper. Dessa ytaktiva ämnen är maleinerade lågmolekylära polymerer, som är produkten av tillsatsen av maleinsyraanhydrid till lågmolekylär polybutadien eller polyisopren eller deras blandningar med produktionsbiprodukter solrosoljor, Till exempel:

maleinerad lågmolekylär polybutadien;

maleinerad lågmolekylär polyisopren;

maleinerad förening av polybutadien med låg molekylvikt och en biprodukt från produktion av solrosolja;

den mest djupgående undersökta och testade i praktiken maleinerade lågmolekylära polybutadien MNPB eller "Techprogress-1".

När det gäller dess effekt på OBM och blandningar baserade på dem liknar MNPB andra dubbelverkande ytaktiva ämnen, men kännetecknas av ett antal fördelar.

MNPB har inte en skarp specifik obehaglig lukt; har praktiskt taget ingen hård obehaglig luktäven när den är uppvärmd. Tillsatsen MNPB har hög brandsäkerhet: dess flampunkt är inte lägre än 200 °C.

Den nya klassen av ytaktiva ämnen med aktiva maleingrupper som föreslås för användning, på grund av den höga reaktiviteten hos maleinsyraanhydrid, kan uppenbarligen bilda, tillsammans med fysiska sådana, kemiska bindningar av OBM med ytan av mineralmaterial.

Det optimala innehållet av MPPB i OBM med samma effekt är något lägre än för katjoniska ytaktiva ämnen och är (0,5 - 0,9) % för PBB och (0,4 - 0,7) viktprocent OBM för bitumen.

Närvaron av tre eller fyra komponenter i sammansättningen av polymer-bitumenbindemedel gör att de kan varieras inom ett brett intervall driftsegenskaper- styrka (värmebeständighet), sprickbeständighet, elasticitet och plasticitet, såväl som tekniska egenskaper - viskositet, fluiditet, tixotropi, vätbarhet. Optimala PBB-kompositioner med den erforderliga uppsättningen egenskaper för följande material och strukturer: gjuten polymerasfaltbetong, lagrade polymerasfaltbetongblandningar, dränerande polymerasfaltbetong, regeneratorer för gammal asfaltbetong, för ytbehandling på asfaltbetong och cementbetongbeläggningar, för sprickbrytande och kompenserande skikt, fyllnadsfogar och sprickor, för subprimers, vattentätning och takbeläggning, och rekommendationer för deras framställning ges och appliceras i "Riktlinjer för användning av komplexa organiska bindemedel (COB), inklusive PBB, baserade på blocksampolymerer av SBS-typ i vägbyggen", godkända av order av Rysslands transportministerium daterad 11 mars 2003 N OS-134-r. Dessa rekommendationer återspeglar egenskaperna vid framställning och användning av PMB baserad på SBS, gjord på basis av alternativa blocksampolymerer och ytaktiva ämnen av en ny klass, för heta polymer-asfaltbetongblandningar olika typer, används för konstruktion av vägytor, broar och flygfält, ytbehandlingar, sprickbrytande lager. För första gången presenteras regionala krav för PBB, med hänsyn tagen klimatförhållanden Ryssland och fordonstrafikförhållanden, såväl som en uppsättning tekniska krav för egenskaperna hos polymer-asfaltbetong, inklusive sprickmotståndsindikatorn för detta material - sprickmotståndstemperatur för alla regioner i Ryssland och för OSS-länderna.

7. Tekniska krav till PBB

PBB, beroende på nålpenetrationsdjupet vid 25 °C, delas in i följande kvaliteter: PBB 300, PBB 200, PBB 130, PBB 90, PBB 60, PBB 40.

Polymer-bitumenbindemedel tillverkas på basis av trögflytande vägbitumen genom att introducera blocksampolymerer som SBS, ytaktiva ämnen och vid behov mjukgörare eller på annat sätt i enlighet med kraven i dessa rekommendationer om tekniska föreskrifter godkända på föreskrivet sätt.

Ett nödvändigt villkor för användningen av en blocksampolymer av SBS-typ för framställning av PBB är dess fullständiga löslighet i industriell olja.

Den högsta tillåtna uppvärmningstemperaturen för mjukgörare: industrioljor är 160 °C, bitumenråvaror (tjära) - 180 °C.

Polymerlösningen måste vara homogen och flyta fritt från glasstaven vid dessa temperaturer. För att säkerställa normal drift av en kugghjulspump typ D-171 vid pumpning av en lösning bör dess viskositet inte överstiga 40 Pa* s, villkorad viskositet - 120 s (när den rinner genom ett hål med en diameter på 5 mm enligt GOST 11503-74 ) vid maximalt möjliga uppvärmningstemperatur för mjukningsmedlet.

Dessutom måste PMB:er uppfylla de regionala rekommenderade koderna för Fraas spröda punkt och ring- och bollmjukningspunkt. Samtidigt måste PMB som används för vägar i kategori I och II, broar och flygfält uppfylla standarderna för en mjukningstemperatur 2 °C högre, och elasticitetsindexet rekommenderas att ökas med 5% jämfört med kraven i GOST R 52056-2003.

Den rekommenderade sprödhetstemperaturen enligt Fraas är lika med temperaturen på uteluften den kallaste dagen i beläggningens driftområde i enlighet med (SNiP 01/23/99) med en sannolikhet på 0,98 för vägar i kategorier I och II, broar och flygfält och med en sannolikhet på 0,92 för vägar III, IV, V kategorier.

Den rekommenderade avhärdningstemperaturen är lika med den beräknade skjuvhållfasthetstemperaturen för asfaltbetongbeläggningar och beräknas med formeln Ya.N. Kovalev baserat på utomhusluftens temperaturvärden för den varmaste månaden i beläggningens driftområde (SNiP 01/23/99) i frånvaro av vind (vindhastighet = 0 m/s).

Bibliografi

1. ”Material och produkter för vägbyggen. Directory" Gorelyshev N.V., Guryachkov I.L., Pinus E.R. och andra Ed. N.V. Gorelysheva. - M.: Transport, 1986. - 288 sid.

2. "Bitumen, polymer-bitumenbindemedel, asfaltbetong, polymer-asfaltbetong" Gokhman L.M., Moskva, JSC "Econ-Inform", 2008.

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Takbeläggning gjord av polymerföreningar. Användning av bitumen-polymer och polymermastik. Material för takläggning. Tak av asbestcementplåt. Tak av metallpannor och korrugerad plåt. Metall kakel plåt design.

test, tillagt 2015-02-13


Historia om utvecklingen av användningen av geosyntetiska material i vägbyggen i Ryska federationen. Produktion olika typer geotextilier och geonät, geonät och geoceller, geotrådar, samt geoplattor som används som värmeisolatorer.

abstrakt, tillagt 2010-08-12


Egenskaper hos polymermaterial. Användning vid konstruktion av konstruktionsplaster, ytbehandling av polystyren och polymerplattor, linoleum, profillister. Typer av polymermembran, färg- och lackbeläggningar baserade på polyvinylklorid.

presentation, tillagd 2015-01-03


Huvudmålen för industriellt byggande. Användning av bindemedel, fyllmedel, mjukgörare, stabilisatorer, färgämnen, tvärbindningsmedel, strukturbildare, jäsmedel, smörjmedel, brandskyddsmedel och antistatiska medel i polymermaterial.

presentation, tillagd 2012-06-12


Organisation av arbete och produktion inom byggandet motorvägar, komplex förberedande verksamhet: Utrustning specialutrustning, energikällor, vatten, ånga, tryckluft; enhet hushållslokaler; ledningskommunikation.

kursarbete, tillagd 2012-11-27


Utveckling av forskning om vattenbeständiga gipsbindemedel. Ansökan kemiska substanser och tillsatser för att optimera lösningens egenskaper. Ställ in retardrar och acceleratorer, deras tillämpning och funktionsprincip. Kondensatorer och deras effekt på härdningstider.

abstrakt, tillagt 2011-10-18


Funktioner och typer av isoleringsmaterial för skydd av gas- och oljeledningar. Funktioner i applikationen polymertejper, bitumen och färg- och lackmaterial, glasbeläggningar. Industriell förglasning av rör. Beräkning av värmeförluster för en värmeisolerad rörledning.

kursarbete, tillagd 2012-10-25


Klassificering av byggmaterial. Krav på betongkomponenter, faktorer som påverkar dess hållfasthet och bearbetbarhet. Cellulär och porös betong, deras användning i konstruktion. färger och lacker och metaller, deras användning i konstruktion.

test, tillagt 2014-05-05


Tillsynsmyndigheter i Ryssland i konstruktion. Förfarandet för att få bygglov. Proceduren för att sätta föremål i drift. Design och teknisk dokumentation inom konstruktion. Organisatoriska och tekniska åtgärder för byggsäkerhet.

praktikrapport, tillagd 2015-04-07


Användning vid konstruktion av betong förberedd med cement eller andra oorganiska bindemedel. Beräkning av sammansättningen av tung betong med hjälp av volymmetoden. Typer av kemiska tillsatser. Val av komposition lättbetong. Dekorativ (arkitektonisk) betong.