Материал: Полимерно-битумные вяжущие

) Полимерные модификации битумов являются эффективным способом улучшения свойств битумов, что было доказано многими исследователями и широко показано на практике. Тем не менее, в настоящее время популярные полимерные модификаторы имеют различные недостатки, ограничивающие их применение. Некоторые важные проблемы, связанные с полимербитумами все еще недостаточно хорошо ясны. Дополнительные усилия должны быть сделаны для содействия дальнейшему развитию этого направления.

) Исследователи попробовали различные решения, чтобы устранить недостатки в настоящее время используемых полимерных модификаторов, среди которых насыщенность, функционализации (включая приложение реактивных полимеров) и используя дополнительные присадок (сера, антиоксиданты и гидрофобные глинистые минералы). Эти решения позволяют преодолеть некоторые недостатки ПБВ, но большинство вызывают некоторые новые проблемы. Так больше исследований должно осуществляться в будущем, чтобы решить эти проблемы и найти новые способы эффективного и недорогого изменения битума.

) Так как в настоящее необходимо устранить все недостатки ПБВ: то, что значительно усиливает свойства - приводит к очень высокой стоимости, что значительно снижает стоимость с приводит к относительно плохим свойствам или их комбинации. Функционализация рассматривается как перспективный путь к улучшению свойств используемых в настоящее время полимеров и развитию полимерных модификаторов нового типа с гораздо большим успехом в будущем.

) Рекомендуется, что будущие исследования ПБВ должны уделять больше внимания на следующее:

А) Улучшение адгезии к материалам;

Б) Свойства при долгосрочной эксплуатации;

В) Пригодность к переработке ПБВ.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

. Объекты исследования

В диссертационной работе улучшение физико-механических характеристик нефтяных битумов дорожного назначения достигается созданием модификаторов комплексного действия и получения полимер-битумных вяжущих на их основе. Объектом для исследований послужили битум нефтяной дорожный вязкий марки БНД 60/90, получаемый на НПЗ ОАО «Таиф-НК», и полимер-битумные вяжущие на его основе.

Таблица 6 Физико-механические свойства битума нефтяного дорожного вязкого марки БНД 60/90

В качестве модификаторов были использованы концентраты полимеров различного состава. Компонентами модификаторов являются каучуки такие, как СКД-L, СКИ-3, ДССК, и пластификаторы.

В качестве пластификаторов были использованы полиалкилбензол, индустриальное масло И-20А, нецелевые фракции α-олефинов.

Полиалкилбензол выделяется из реакционной смеси процесса фтористоводородного алкилирования бензола моноолефинами нормального строения С₁₀-С₁₄ и представляет собой в основном различные диалкилбензолы с примесью моноалкилбензолов и дифенилалканов. Полиалкилбензол марки ПАБ-С применяется в качестве сырья для производства водо- и маслорастворимых поверхностно-активных веществ, алкилбензолов и других продуктов. Полиалкилбензол марки ПАБ-Т применяется в качестве теплоносителя, работающего при температуре эксплуатации до 250 °С.

Таблица 7 - Физико-химические характеристики полиалкилбензола (ТУ 2414-040-04689375-95)

Масло И-20А входит в группу масел без присадок. Это дистиллятное масло или смесь остаточного и дистиллятного нефтяных масел, полученных из сернистых и малосернистых нефтей селективной очистки.

Индустриальное масло И-20 А служит для смазывания наиболее распространенных узлов и механизмов оборудования в различных отраслях промышленности, условия работы которых не предъявляют особых требований к антиокислительным и антикоррозионным свойствам масел, а так же в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах станочного оборудования, автоматических линий, прессов для смазывания легко- и средненагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения станков, где не требуются специальные масла, и других механизмов.

Так же индустриальные масла используются в качестве пластификаторов в битумно-полимерной композиции.

Таблица 8 - Физико-химические характеристики масла И-20А. (ТУ 0253-043-48120848-2005)

Каучук бутадиен-стирольный ДССК - продукт блочной полимеризации бутадиена со стиролом в растворе в присутствии литийорганических катализаторов.

ДССК имеет заданную макро- и микроструктуру и содержат сегменты с различной температурой стеклования, что обеспечивает необычный для каучуков общего назначения баланс эксплуатационных свойств. Бутадиен-стирольные статистические каучуки типа ДССК-25 относятся к каучукам общего назначения. По сравнению с эмульсионными аналогами они дают в протекторах повышенное сопротивление растрескиванию, лучшее сцепление с мокрой дорогой, пониженное теплообразование и повышенную эластичность. Хорошая текучесть и шприцуемость позволяет использовать эти каучуки для производства обуви, шприцованных изделий и покрытий для полов.

Рис. 16 Общая формула бутадиен-стирольного каучука

Таблица 10 - Физико-химические характеристики каучука бутадиен-стирольного ДССК (ТУ 2294-153-05766801-2013)

Каучук бутадиеновый СКД-L является продуктом полимеризации бутадиена в растворе в присутствии литийорганического катализатора. Область применения: для использования в синтезе ударопрочного полистирола.

Рис. 17 Общая формула бутадиенового каучука СКД-L

Таблица 11 - Физико-химические характеристики бутадиенового каучука СКД-L (ТУ 2294-140-05766801-2007)

Изопреновый каучук СКИ-3 - синтетический каучук с содержанием цис-1,4 звеньев не менее 96%. Может быть использован самостоятельно или в сочетании с другими каучуками для изготовления автомобильных шин, всевозможных резино-технических изделий, в том числе для пищевой и медицинской промышленности, резиновой обуви, спортивного инвентаря, клеевых составов, водоотталкивающих композиций.

Таблица 12 - Физико-химические характеристики изопренового каучука СКИ-3 (ГОСТ 14925-79)

3.2 Оборудование для исследования

Дуктилометр ДА-01-150

Назначение дуктилометра ДА-01-150

Дуктилометр ДА-01-150 (рисунок 3) предназначен для определения максимальной длины, на которую может растянуться без разрыва битум залитый в специальную форму, раздвигаемую с постоянной скоростью при заданной температуре. Определение растяжимости битумов производится по ГОСТ 11505. Область применения дуктилометра ДА-01-150 -лаборатории предприятий и научно-исследовательских институтов, разрабатывающих, выпускающих или исследующих нефтяные битумы. Основу дуктилометра составляет ванна, внутри которой находится подвижная каретка со штифтами. Перемешивание воды в ванне при термостатировании проб битума производится при помощи помпы. Дуктилометр позволяет испытывать одновременно три растягиваемые пробы.