Материал: 374

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ БИТУМЫ

Методические указания

к лабораторной работе

3

Федеральное агентство по образованию РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра «Дорожное и строительное материаловедение»

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ БИТУМЫ

Методические указания к лабораторной работе

Составитель В.Д. Галдина

Омск Издательство СибАДИ

2007

4

УДК 625.7 ББК 39.311.45

Рецензент д-р техн. наук, профессор В.Н. Шестаков

Работа одобрена научно-методическим советом специальностей в качестве методических указаний для проведения лабораторной работы для специальности 270205 «Строительство автомобильных дорог и аэродромов».

Модифицированные битумы: Методические указания к лабораторной работе /Сост. В.Д. Галдина. Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 22 с.

Методические указания предназначены для проведения лабораторной работы по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».

Содержатся указания по приготовлению полимерно-битумных вяжущих на основе различных видов модифицирующих полимерных добавок и определению их физико-механических свойств. Изложена техника безопасности при проведении лабораторной работы.

При составлении методических указаний использованы действующие нор- мативно-технические документы.

Ил.1. Табл. 3. Библиогр.: 20 назв.

© Составитель В.Д. Галдина, 2007

5

Введение

Модифицированными называют битумы, улучшенные добавками определенных веществ (полимеров, серы, резины, поверхностноактивных веществ и др.).

Битумы, модифицированные полимеры, называют полимернобитумными вяжущими (ПБВ) [1 6].

Широкое внедрение ПБВ в практике дорожного строительства России началось с приказа Федерального дорожного департамента №9 от 30.01.1995г. об использовании модифицированных битумов в верхних слоях покрытий на дорогах высоких категорий. Причина принятия такого решения – несоответствие основных свойств большинства отечественных битумов усложнившимся условиям эксплуатации автомобильных дорог.

Основная цель введения полимера в битум – понижение температурной чувствительности вяжущего, т.е. увеличение его жесткости летом и уменьшение зимой, а также придание вяжущему эластичности – способности к обратимым деформациям во всем диапазоне эксплуатационных температур. Если эта цель достигнута, то до- рожно-строительный материал с применением ПБВ обладает повышенной сдвигоустойчивостью, низкотемпературной трещиностойкостью и усталостной долговечностью.

Среди термоэластичных полимеров, используемых для модификации битума, ведущая роль принадлежит термопластам, эластоме-

рам и термоэластопластам [1 5].

Термопласты модифицируют битум, создавая в нем жесткую пространственную сетку, сопротивляющуюся деформированию. К ним относятся атактический полипропилен (АПП), этиленвинилацетат (ЕVА) полукристаллический сополимер, применяемый за рубежом в течение 25 лет, Элвалой АМ, Вископласт-S и др. Непрерывная пространственная сетка термопласта образуется при его содержании в вяжущем около 6 %.

Термопласты повышают когезию, теплостойкость, эластичность, адгезионные свойства, снижают хрупкость вяжущего при отрицательных температурах. Большинство термопластов хорошо растворяются в битуме при температуре 150...170 °С.

Эластомеры обладают ярко выраженными упругими свойствами и как модификаторы битума придают ему способность к обратимому деформированию. К ним относятся натуральный и синтетический

6

каучуки (бутадиенстирольные, изопреновые, полиизобутилен и др.), «Каудест-Д». Добавки эластомеров вводят в битумы в количестве 2...7 % преимущественно в виде растворов в углеводородных растворителях или маслах. Синтетические каучуки увеличивают растяжимость и эластичность, повышают тепло - и трещиностойкость, пластичность при низких температурах и устойчивость битума к старению.

Термоэластопласты (блоксополимеры бутадиена и стирола типа СБС) – это гранулированные в виде порошка или крошки аморфные полимеры линейного или разветвленного строения. К ним относятся дивинилстирольные термоэластопласты ДСТ-30-01, Кратон 1101, Солпрен 411 и др. Блоки полистирола трехблочных молекул типа СБС, расположенные по краям, ассоциируя друг с другом, образуют объемы стеклообразного полистирола, с которыми химически связан окружающий их эластомер – полибутадиен. Сшивание полимерных цепей химическими связями создает пространственную сетчатую структуру.

Полимеры типа СБС сочетают в себе высокую прочность, присущую пластмассам, и высокую эластичность, характерную для эластомеров, обладают способностью к высокоэластическим деформациям в интервале температур от +80 до 80 °С.

Объединение полимера (2...6 %) или его раствора в пластификаторе с битумом приводит к получению ПБВ с развитой пространственной структурной сеткой из полимера. По сравнению с битумом ПБВ характеризуется повышенными показателями эластичности и прочности в широком интервале температур, тепло- и трещиностойкости.

Полимерно-битумные вяжущие с использованием термоэластопластов получили наибольшее практическое применение за рубежом

ив России.

Кнастоящему времени в нашей стране освоена технология приготовления ПБВ на основе блоксополимеров типа СБС, «Каудест-Д», АПП, растворов каучука типа СКС для устройства полимерасфальтобетонных покрытий на федеральных дорогах I и II категорий

[1, 5, 6].

Указанные полимерные добавки рекомендуется использовать при выполнении лабораторной работы. Составы ПБВ назначает преподаватель с учетом имеющихся в лаборатории кафедры исходных мате-

7