Добавки к битумам

Размещено на http://allbest.ru

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра Автомобильных дорог

Реферат:

“Добавки к битумам”

Работу выполнил студент Мингазеев А.Н.

Проверил : доцент, кандидат технических наук

Смирнов Д.С.



Содержание

Введение

Понятие о битумах

Диэлектрическая проницаемость как показатель, характеризующий адгезионные свойства битумов

Взаимодействие серы с органическим сырьем

Полимерные добавки

Поливинилбутираль

Диэтиленгликолем

Литой асфальтобетон на основе полимер-битумных вяжущих

Заключение

Список литературы



Введение

Битум был первым продуктом из нефти, которым пользовался человек: уже за 3800 лет до н.э. его применяли как строительный материал. Битумы и асфальты, добываемые в районах нефтяных месторождений, использовали в качестве связывающих, антисептических, противокоррозионных и водонепроницаемых материалов, для строительства зданий и башен, водопроводных и сточных каналов, туннелей, зерно- и водохранилищ, дорог, в судостроении, медицине и мумификации трупов. С развитием нефтяной промышленности возросла переработка асфальто-смолистых нефтей, увеличилось производство и улучшилось качество битумов, которые вытеснили природный асфальт, но добыча последнего продолжается до сих пор.

В настоящее время битум широко применяют в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве и реактивной технике , а также для защиты от радиоактивных излучений. Ведущей областью применения битумов являются строительство и ремонт дорог, жилых домов, промышленных предприятий и аэродромов.



Понятие о битумах

Битумы - органические вещества черного или темно-бурого цвета, состоящие из смеси ВМС и соединений углеводородов с серой, азотом и кислородом. При комнатной температуре бывают твердыми, вязкими и вязко-жидкими, хорошо растворяются в органических растворителях. Битумы бывают природные, искусственные, получаемые из нефти.

Природные битумы образовались из нефти под действием климатических и геологических факторов, залегают в верхних пластах земной коры или скапливаются в виде поверхностных озер. При пластовой форме залегания природный битум пропитывает горные породы и содержится в них в количестве 5..20% и более. При содержании битума более 10% его целесообразно извлекать. Чаще всего битум извлекают варкой в воде или экстрагированием органическими растворителями.

Битумы отличаются сложным и многообразным составом углеводородов главным образом метанового, нафтенового и ароматического рядов. В состав углеводородов химических соединений битума входят кислород, азот, сера, ванадий, железо, никель и др. Молекулярная масса молекул битума составляет 400..5000. Ароматические углеводороды имеют повышенную устойчивость при воздействии тепла, кислорода и ультрафиолетовых лучей, их окисление сопровождается образованием смол. Метановые углеводороды представляют собой прямые цепи, состоящие из многократно повторяющихся звеньев СН2- с метиловыми группами СН3-, при отрицательных температурах способны выкристаллизовываться, ухудшая свойства битумов. Нафтеновые углеводороды при окислении частично переходят в смолы.

В групповой состав битума входят масла, извлекаемые растворением их в эфире или легком бензине. Масла состоят из углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического рядов с молекулярной массой 300….600. Они имеют светло-желтый цвет и придают битумам подвижность и текучесть. Содержание масел в битумах 35…60%.

Смолы состоят из углеводородов циклического и гетероциклического строения М.м. 600…1000, имеют темно-коричневый цвет, содержат наибольшее количество сернистых, азотистых и кислородных производных углеводородов, что придает им поверхностную активность, улучшает адгезию битумов к каменным материалам, способствует формированию на них водоустойчивых пленок. Смолы хорошо растворяются в бензине, бензоле, хлороформе, придают битумам эластичность, водоустойчивость. Содержание смол в битумах 20…40%.

Асфальтены - твердые неплавкие вещества, М.м. 1200…6000, растворимы в хлороформе, горячем бензоле, не растворимы в легком бензине. Содержание асфальтенов повышает температуростойкость, вязкость и твердость битумов, обычно в битумах содержится 10…40%.

Карбены и карбоиды содержатся в основном в крекинг-битумах в количестве 1…3%. Карбены по своим свойствам и составу близки к асфальтенам, не растворяются в горячем бензоле, растворимы только в сероуглероде. Карбоиды - твердые вещества, нерастворимые в известных растворителях. С увеличением содержания карбенов и карбоидов увеличивается вязкость и хрупкость битума.

Парафины - твердые метановые углеводороды, они ухудшают свойства битумов, снижают пластичность и увеличивают хрупкость битумов.

Битум представляет собой сложную коллоидную систему, дисперсной средой в которой является раствор смол в маслах, а дисперсной фазой служат асфальтены, карбены и карбоиды, коллоидно-растворенные в среде до макромолекул размером 18…20 мкм.

Под влиянием солнечной радиации, высоких температур, кислорода воздуха групповой состав битумов изменяется за счет химического перехода масел в солы, а смол - в асфальтены.

К дегтебитумным связующим материалам относятся: асфальтовые битумы и асфальтиты, пиробитум, дегти и пеки.

Диэлектрическая проницаемость как показатель, характеризующий адгезионные свойства битумов

Адгезия к минеральным материалам определяет важнейшее качество битумного вяжущего и является параметром, определяющим долговечность строительных конструкций и покрытий дорог. Она объясняется образованием двойного электрического поля на поверхности раздела плёнки битума и твёрдого минерального материала. Свойства тонкого слоя битума, адсорбционно (хемосорбционно) связанного с минеральным материалом, зависят от химического, минерального состава и структуры поверхности минерального материала, структуры и свойств битума, а также условий взаимодействия между ними на границе раздела фаз.

Следовательно, адгезионные свойства битума будут зависеть от полярности его компонентов, так же используемого модификатора. Так как диэлектрическая проницаемость характеризует силы взаимодействия между зарядами в данной среде по отношению к вакууму, то этот показатель может косвенно характеризовать содержание полярных групп в битуме, а следовательно и адгезионные свойства.

Для нахождения взаимосвязи между адгезией битума к минеральному материалу и диэлектрической проницаемости битумов, были исследован ряд добавок-модификаторов с различной диэлектрической проницаемостью. Выбор добавок был основан на их возможности распределяться в дисперсионной среде вяжущего или при определенных концентрациях создавать новую самостоятельную пространственную дисперсную структуру.

Добавки оказывают большое влияние на поверхностное натяжение битумов, изменяя характер связи, тем самым прочность связи между ними и минеральным материалом. Добавки, имеющие полярные группы в своих молекулах, позволяют улучшить условия смачивания поверхности минеральных материалов битумом, образуя адсорбционный слой, а также мономолекулярный хемосорбционный слой, способствующий образованию прочной связи битум - минеральный материал.

Взаимодействие серы с органическим сырьем

Мировой рынок серы в настоящее время имеет устойчивую тенденцию превышения превышения производства серы над ее сбытом. Это связано с более глубокой очисткой попутных газов, продуктов нефтепереработки, расширением разработки серосодержащих газовых и нефтяных месторождений, очисткой топочных газов. В России наблюдается аналогичная ситуация. Поэтому сегодня становится более выгодным использовать серу в технологии стройиндустрии и дорожном строительстве.

Взаимодействие серы и органических соединений до настоящего времени изучено недостаточно. Исследование реакций осернения затрудняется сложностью структуры самой серы, способностью ее реагировать сразу в нескольких направлениях с выделением сероводорода и полисульфонов, вызывать побочные реакции (присоединения, гидрирования, конденсации, полимеризации), неустойчивостью многих промежуточных продуктов осернения, часто превращающихся в условиях реакций в смолообразные вещества, трудностью выделения конечных продуктов. Не случайно, что более чем вековой опыт использования серы для улучшения свойств органических вяжущих и смесей на их основе не позволил прийти к единому мнению о характере процессов взаимодействия и оптимальных условиях их прохождения.

Процессы образования сероуглеродных связей при химическом взаимодействии серы и нефти основаны на взаимодействии серы и ненасыщенных углеводородных компонентов смол и алкенов, присутствующих в незначительном количестве в тяжелой ароматике масляных компонентов.

В связи с тем, что основные структурные элементы смол состоят из ароматических, нафтеновых и гетероциклических колец, соединенных между собой короткими алифатическими мостиками, они являются наиболее вероятным компонентом взаимодействия с серой. Сам процесс взаимодействия серы с органическими вяжущими, а именно распад серы при высоких температурах, предположительно может протекать по ионному и радикальному механизму.

В первом случае при раскрытии цикла электронная пара может остаться у одного атома серы, а на другом конце образовавшейся цепи создается недостаток электронов.

Во втором случае каждый из концевых атомов серы может присоединить один электрон. В результате реакций осернения наблюдается уменьшение количества смол и увеличение высокомолекулярных соединений, ведущих к увеличению дисперсной фазы, с повышением роли коагуляционного каркаса в формировании свойств нефтесерного вяжущего.

Процесс дегидрирования способствует еще одной схеме взаимодействия серы с нефтью - при нагреве сырой тяжелой высокосмолистой нефти образуется сероводород, который затем присоединяется к ненасыщенным углеводородам нефти с дальнейшим превращением образовавшихся ионов в различные сероорганические соединения (сначала меркаптаны с последующим их разложением в сульфиды).

Исследования, проведенные в ГосдорНИИ, позволили наметить два основных варианта модификации органических вяжущих серой: пластификация и загущение.

Пластификация серой рекомендуется в случаях использования вязких битумов (марок БН и БНД) для приготовления асфальтобетонных смесей в северных регионах стран Европы и СНГ. Пластифицируемым битумам необходимо понизить температуру хрупкости с целью повышения трещиностойкости дорожных покрытий и увеличения проникающей способности для улучшения условий совмещения органических вяжущих и холодных минеральных материалов при смешивании компонентов смесей на дороге.

Загущение серой рекомендуется в случаях использования вязких битумов для приготовления асфальтобетонных смесей в южных регионах Европы и СНГ, где необходимо поднять температуру размягчения битумов для повышения сдвигоустойчивости слоев дорожных покрытии и адгезионной способности вяжущих, используемых для устройства слоев дорожной одежды по способу смешения на дороге.

Этот вариант улучшения свойств органического вяжущего является эффективным в случае использования маловязких органических компонентов, таких как сырая тяжелая нефть, прямогонный гудрон, жидкий битум. Их модифицируют добавкой 15 - 25% серы, когда полученные продукты способны заменить кондиционные вяжущие - вязкие битумы.

Полимерные добавки

Как правило, полимерные добавки химически не взаимодействуют с битумом. Растворяясь или диспергируясь в битуме, они способствуют упрочнению его структуры. Благодаря этому полимербитумная композиция приобретает ряд ценных физико-механических свойств, присущих вводимым полимерам и устойчивость к старению

Наибольшее применение в качестве полимерных добавок к битуму получили эпоксидные олигомеры. Эпоксидные олигомеры под действием отвердителей образуют в битумно-эпоксидной композиции прочную пространственную сетку, усиливают адгезию материала.

Приготовление смесей с добавками олигомеров ведут при температуре 140-190 °С. При этом предварительно смешивают модификаторы с битумом. Прочность покрытия на сжатие составляет 35-38 МПа, водопоглащение - 0,2%, линейная усадка при охлаждении - не более 0,25%

Свойства битумов существенно улучшаются при совмещении их с структурирующими полимерами - поливинилацетат, полистирол, синтетические каучуки и латексы, низкомолекулярный полиэтилен и полиизобутилен, полипропилен и сополимеры этилена с пропиленом.

Поливинилацетат улучшает реологические и адгезионные свойства, увеличивает интервал пластичности, повышает прочность. Полистирол замедляет старение битумных материалов, повышает твердость покрытий

Каучуки при смешивании с битумами создают в них самостоятельную решетку, способную воспринимать механические и температурные деформации композита без растрескивания. Для увеличения прочности битумно-каучуковых материалов прибегают к частичной или полной вулканизации каучука в композиции; при этом каучук сначала набухает в битуме, а затем диффузионно распределяется в нем. Это приводит к снижению хрупкости и повышению теплостойкости материала

Дня улучшения свойств дорожных битумов (модификации) принято использовать специально изготавливаемые искусственные материалы. В настоящее время, ввиду многообразия искусственных материалов, предлагаемых нефтехимическими производствами, имеется богатый выбор используемых для модификации полимеров. Условно их можно классифицировать как термопласты (пластомеры); эластомеры и термоэластичные искусственные материалы.

Термопласты состоят из линейных или малоразветвленных полимеров, размягчающихся при нагревании. При охлаждении они снова становятся твердыми. Добавка пластомеров повышает вязкость и жесткость битумов при нормальных рабочих температурах (от -30°С до 60°С). Но пластомеры не оказывают влияния на эластичность модифицированных битумов.

При нагревании битумов, улучшенных пластомерами, наблюдается тенденция к разделению фаз битума и полимера, то есть такие битумы неустойчивы к хранению, поэтому должны готовиться непосредственно перед использованием на асфальтобетонном заводе. В качестве пластомеров чаще всего используются полиэтилен и атактический (стереобеспорядочный) полипропилен.

Эластомеры состоят из длинных полимерных цепочек с широкими разветвлениями. Они эластичны в широком диапазоне температур: от низких до 200°С.

При добавке эластомеров в битум повышается его вязкость, улучшается эластичность. Но эти системы также неустойчивы при хранении, для предотвращения разделения фаз между битумом и искусственным материалом требуется постоянное перемешивание. Битум, модифицированный эластомерами, можно назвать битумом с эластичным наполнителем. В качестве эластомеров принято использовать натуральный или регенерированный каучук и полибу-тадиены.

Термоэластичные искусственные материалы размягчаются при температурах выше обычных рабочих температур и хорошо деформируются в этом состоянии.

Термоэластичные искусственные материалы начали использоваться с 1965 г. Самым известным представителем группы термоэластичных пластмасс является стирол-бутадиен-стирол (СБС). Этот искусственный материал представляет собой блокополимер, состоящий из блоков стирола и полибутадиена.

Добавка этого материала к битуму составляет, как правило, от 3 до 6% по массе. Необходимое количество добавляемого материала зависит от дисперсного состояния вводимого вещества: если СБС вводится в битум в мелкодисперсной форме, то расход уменьшается, если в крупно дисперсной форме, то требуется большое количество модификатора.

Кроме полимеров для улучшения свойств битума могут использоваться другие модификаторы: неорганические соли (хлорид марганца), синтетические или природные смолы, а также природные асфальты.

Конечные свойства модифицированного битума во многом зависят от технологии введения добавки.

Поливинилбутираль

Поливинилбутираль (ПВБ) - аморфный полимер, представляющий собой ацеталь поливинилового спирта.

Изучалась локальная подвижность стеклообразного полимера - поливинилбутираль - и свободный объем, которые влияют на проницаемость и газоразделение полимеров, методом конформационных зондов. ПВБ характеризуется высокой адгезией к различным поверхностям, отличными оптическими и пленкообразующими свойствами, хорошими физико-механическими свойствами (эластичность, ударная прочность и износостойкость), морозо- и светостойкостью, устойчив к воздействию О2 и О3.

Диэлектрическая проницаемость ПВБ при 50 Гц составляет 4,2 - 4,5. В качестве минерального материала были использованы песок, мрамор, галька. При увеличении концентрации ПВБ в битуме адгезия на всех видах минерального материала и диэлектрическая проницаемость модифицированного битума увеличиваются.

Структура битумов, модифицированных рассмотренными выше видами полимеров, созданная при технологической температуре, как правило, сохраняется и после охлаждения.

Это обусловлено резким увеличением вязкости приготовленного полимерно-битумного материала при понижении температуры, препятствующим расслоению дисперсной системы. Следовательно, понятие «совместимость полимеров с битумами» включает две составные части: термодинамическую совместимость компонентов, а также совместимость на уровне двухфазных структур.

При комнатной температуре и в реальных условиях эксплуатации битумы, модифицированные полимерами, представляют собой, как правило, микро- или макро - неоднородные системы, т.е. являются композиционными материалами.

Свойства их определяются фазовой структурой смеси, в частности механические - преимущественно, свойствами непрерывной фазы. Именно поэтому способностью придавать битуму эластичность (свойство, присущее в том числе и олефиновым полимерам, например полиэтилену, полипропилену, этилен-пропиленовому каучуку и др.) обладают лишь те полимеры, которые образуют непрерывную фазу в массе композиции.

Роль полимера, образующего дисперсную фазу в массе битума, сводится лишь к упрочнению материала за счет наполнения его частицами. Варьируя видом, концентрацией полимера, можно получать композиционные материалы с заданным комплексом физико-механических свойств.

Качество битума не оказывает существенного влияния на характер модифицирующего действия полимеров, который обусловлен, преимущественно, химической природой полимера. Однако химический состав и структура битума влияют на совместимость с полимерами и свойства конечного продукта.

С повышением степени окисленности битума совместимость его с полимерами любого химического строения и молекулярной массы ухудшается, что обусловлено увеличением содержания в битуме асфальтенов и высокомолекулярных смол, снижением количества масел и низкомолекулярных смол, которые принимают непосредственное участие в процессе растворения полимеров.

Использование в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумных композиций битумов, обогащенных ароматическими соединениями, благоприятствует совместимости компонентов, что согласуется с известными положениями теории физической химии полимеров и обусловлено лучшей растворимостью полимеров в ароматических соединениях.

Свойства композиций, приготовленных в одинаковых технологических условиях из разных по химической природе битумов (БДУ - из тяжелой ярегской нефти; БДУС - из смеси западно-сибирских нефтей) при использовании полимера KRATON D 1101 (фирмы «SHELL»), различны. Введение полимера приводит к резкому снижению значений показателя растяжимости битума при 25°C.

За счет более высокой способности к растяжению битума марки БДУ композиция последнего с KRATON D 1101 характеризуется также более высокими значениями показателя растяжимости, по сравнению с материалом, приготовленным на битуме марки БДУС.

Для придания битуму, модифицированному полимером, способности выдерживать без разрушения растягивающие усилия в реальных условиях эксплуатации дорожных покрытий в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумной композиции следует применять битумы, характеризующиеся высоким уровнем значений показателя растяжимости при 25°C (более 100 см) как до, так и после смешения с минеральным материалом.

За счет лучшей растворимости в массе битума дорожного улучшенного марки БДУ полимер типа СБС способен в несколько большей степени реализовывать присущую ему эластичность. Этим же объясняется и более высокая вязкость композиции полимера с битумом, полученным из остатков переработки тяжелой ярегской нефти.

Битумы, модифицированные полимерами (в том числе и блоксополимерами), являются дисперсными (неоднородными) системами, а следовательно, термодинамически неустойчивыми, что является причиной их расслоения (разрушения), особенно при повышенной температуре в статических условиях (в отсутствие перемешивания).

Чем выше сродство полимера к битуму, чем выше степень дисперсности полимера в массе битума, тем выше устойчивость композиционного материала к расслаиванию.

Диэтиленгликолем

Диэлектрическая проницаемость ДЭГ равна 29,6. Анализ представленных зависимостей показал не линейный характер этих показателей от содержания добавки в битуме.

При модифицировании битума ДЭГ наблюдается постепенное увеличение адгезионных свойств и диэлектрической проницаемости битумов, а при добавлении ДЭГ в битум более 5% масс. происходит некоторое снижение адгезии. Диэлектрические свойства битумов изменяются аналогично. ДЭГ обладая небольшим дипольными моментом и высоким значением диэлектрической проницаемости, способствует образованию в битуме как мелкодисперсной, так и крупнодисперсной системы, тем самым регулирует показатели качества битума.

К наиболее известным способам модифицирования дорожных битумов относится добавление резиновой крошки в расплав с температурой 160-180 ?С, при которой происходит девулканизация резины, высвобождение макромолекул каучука и сплавление его с битумом. Крошку получают дроблением старых автопокрышек и других резинотехнических изделий. Количество добавляемой крошки составляет 12-20% от массы расплавленного битума.

Добавки резиновой крошки термореактивных полимеров позволяют повысить деформативность и эластичность, снизить шумовой эффект. В результате набухания полимеров в битумной среде возникает вторичная структура, взаимодействующая с битумом через поверхность раздела.

Помимо органических, в основном полимерных модификаторов дорожного битума существенную роль в улучшении свойств асфальтобетона играют минеральные модификаторы - цемент, зола ТЭЦ, техническая сера и др. В совокупности с органическими модификаторами они образуют группу дорожных композиционных материалов.

К минеральным модификаторам дорожных битумов относятся, прежде всего, измельченные известняки и доломиты с пределом прочности на сжатие не менее 20,0 МПа, измельченные доменные шлаки и природные асфальтовые породы. По степени измельчения необходимо, чтобы порошок полностью проходил через сито с отверстиями 1,25 мм., при этом содержание частиц мельче 0,071 мм. должно быть не менее 70% по массе, а частиц, мельче 0,315 - не менее 90%

Представляет теоретический интерес модификация битума лигнином. Как модификатор, лигнин обладает способностью значительно улучшать свойства битума и других битуминозных вяжущих в результате совмещения тонкодисперсного лигнинного порошка с расплавом битума. Этот процесс связывается с уменьшением толщины структурированных (ориетированых) оболочек и, как следствие, с резким увеличением когезии. Сформировавшаяся структура становится более или менее однородной, ее адгезионная активность возрастает.

В дорожных мастиках применяют вяжущее включающее просушенный гидролизный лигнин, расплавляемый в жидкой каменноугольной смоле при 305-320 ?С. При этом происходит крекинг лигнина, получается черное аморфное вещество с блестящим изломом плотностью 1,22-1,38 г./см3 и температурой размягчения до 150 ?С. С учетом предыдущих сведений о модифицировании дорожных битумов каменноугольными смолами можно считать, что получается практически однородный каменноугольно-лигниновый субстрат, через посредство которого можно получать лигнобитумные серные композиции

На основании предварительных исследований были приготовлены комбинированные добавки на основе резиновой крошки и смолы пиролиза в соотношениях 1:1,5; 1:2 и 1:3.

На основе полученных добавок были приготовлены модифицированные битумы.

Значительно повышают адгезионные свойства битумов комбинированные добавки в количественном соотношении резины и смолы пиролиза 1:1,5 и 1:2. Это, видимо, связано с небольшим количеством смолы пиролиза в комбинированной добавке, которая имеет небольшую диэлектрическую проницаемость (2,7) по сравнению с резиной (5,2).

При использовании комбинированной добавки при соотношении компонентов 1:3 диэлектрическая проницаемость понижается, как и адгезия битума к минеральному наполнителю, а при соотношении компонентов в добавке 1,0:1,5 и 1:2 диэлектрическая проницаемость и адгезия повышаются. Т.е. с увеличением диэлектрических свойств модифицированных битумов улучшаются и их адгезионные свойства.

Литой асфальтобетон на основе полимер-битумных вяжущих

Особенностью конструкций из литого асфальтобетона на основе полимер-битумных вяжущих является единая природа основы - один и тот же битумный материал, обеспечивающий единство и совместную работу слоев между собой в силу одинаковой деформативности, обеспечение слипаемости слоев при технологической температуре 190-200°С, отсутствие необходимости в уплотнении (плотность равна единице), высокая сопротивляемость трещино-, сдвиго- и колееобразованию, морозоустойчивость, прекрасная совместимость с температурными деформациями мостовых металлических пролетов.

Литой асфальтобетон органичен в работе с другими видами конструкционных элементов дорожной одежды мостового полотна: обычным асфальтобетоном, гидроизоляцией, деформационными швами, из него наилучшим образом устраиваются направляющие водосточных элементов. Свойства материала и технологии обеспечивают условия удаления воды с поверхности, а также требуемое сцепление колес транспортных средств с дорожным покрытием

Полимербитумное вяжущее обладает высокомолекулярной устойчивой структурой, великолепно связывает битум и исключают его вытапливание и избыточное образование на поверхности дорожного полотна, имеет хорошие адгезионные свойства по отношению к выбранному каменному материалу - карельскому щебню из габродиабаза.

Фактически литой асфальтобетон является строительным материалом нового поколения, параметры которого не соответствуют Государственным стандартам на обычный асфальтобетон и должны иметь собственные нормативы.

Стоимость литого асфальтобетона практически колеблется от стоимости обычного асфальтобетона до полуторакратного значения цены последнего.

Типовым приемом существенного удешевления стоимости конструкции дорожной одежды может служить использования в качестве основы обычного асфальтобетона с покрытием из литого асфальтобетона. Устройства дополнительного слоя шероховатой поверхностной обработки кроме россыпи и прикатки щебня катком 1,5 тонн не предполагается.

Применяемый полимербитум относится к нефтяным дорожным битумам, модифицированным полимерной добавкой SBS (типа стирол-бутадиен-стирола).

Для получения полимербитума используют модификаторы калпрен, финапрен и отечественные аналоги, например, ДСТ-30-01. Для модификации требуется 8,5-10% SBS по массе, время приготовления - 4 часа при температуре битума от + 180°С в зависимости от вида полимерной добавки. Разжиженный полимербитум изготовляется из полимербитума и растворителя типа Solvessa 100; предусматривается, что он содержит не менее чем 0,5% по весу поверхностно-активного вещества (ПАВ) типа диамина.

Мастика представляет собой смесь полимербитума ПБВ 40-60, минерального порошка и песка. Используется для гидроизоляции подземных сооружений, проезжей части мостов по металлическим, бетонным и деревянным основаниям.

Бесшовная гидроизоляция достигается путем укладки мастики в горячем виде. Минимальная толщина слоя мастики составляет 17-20 мм. Изоляция наносится в один или два слоя. В качестве вяжущего могут быть применены полимербитумы ПБВ 40-60.

В качестве вяжущего для асфальтобетона могут быть использованы битумы БНД 60/90, БНД 90/130 или полимербитумные вяжущие ПБВ 40-60.

Литой асфальтобетон типа I, II, представляет собой смесь полимербитума ПБВ 40-60, минерального порошка, песка и каменного материала. Несмотря на вибрацию ортотропной плиты от движения транспорта и температурных напряжений, в уложенном на плите слое литого асфальтобетона трещины не образуются. Литой асфальтобетон обладает хорошей износостойкостью, влагонепроницаем, поэтому его успешно применяют в качестве покрытия для мостов с большой интенсивностью движения. асфальтобетн битум гидроизоляция

Для приготовления смесей в качестве вяжущего применяют нефтяные глубокоокисленные вязкие дорожные битумы с температурой вспышки не ниже +2400С, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-95. При выборе битума для смесей типа I, II и IV предпочтение отдается вязким нефтяным теплостойким битумам с узкими пределами колебаний по показателю глубины проникания.

При приготовлении составляющих дорожных одежд мостового полотна рекомендуется. При применять модифицированные (для обычного асфальтобетона) и полимер-битумные вяжущие (для литого асфальтобетона). При неудовлетворительной адгезии вяжущего с поверхностью щебня применяют поверхностно-активные вещества.

Виды и дозировку добавок, а также требуемый температурный режим вяжущего при введении поверхностно-активных веществ следует применять в соответствии с ГОСТ 28478-90. Для приготовления асфальтобетонных смесей рекомендуется применять порошок минеральный, параметры которого удовлетворяют требованиям ГОСТ 16557-78.

Полимербитум приготавливается в смонтированной на асфальтобетонном заводе дорожного предприятия смесительной установке «Ahesfrom» объемом 6 куб. м. Время приготовления составляет 4 часа при температуре нагрева битума +200-+210°С. В стадии смешивания необходимо остерегаться местного перегрева битума. Полимербитум должен быть использован не позднее, чем через 6 часов после расплавления.



Заключение

Модификация битумов - это направленное улучшение их свойств путем совмещения с полимерными добавками. Введение подходящего полимерного модификатора придает вяжущему и всему кровельному материалу большую тепло- и морозоустойчивость, эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным нагрузкам, повышает долговечность.

В качестве полимерных модификаторов битума наиболее широко (при производстве кровельных материалов) используются следующие добавки: АПП (атактический полипропилен) иногда в смеси с ИПП (изотактическим полипропиленом) или СБС (стирол-бутадиен-стирол).

Материалы из модифицированных битумов называют полимерно-битумными, иногда в переводной литературе встречаются также термины - резинобитумы - материалы на основе битумов, модифицированных полимером СБС и пластобитумы, модифицированные АПП.

Материалы как с использованием АПП-модификатора, так и СБС-модифицированные имеют свои плюсы и минусы. При рассмотрении материалов с одинаковой основой, но с различными модификаторами можно выделить следующие их особенности. АПП материалы обладают высокой стойкостью к УФ-излучению и химической стойкостью к кислотам и щелочам, более высокой теплостойкостью, чем СБС материалы и хорошей адгезией к металлам и стеклу. СБС-материалы являются более эластичными, морозостойкими, а также легко повторяют форму той поверхности, на которую они укладываются.

Вследствие низкой теплостойкости СБС материалов, существуют определенные трудности при их укладке способом наплавления. Поэтому работы необходимо проводить особенно тщательно.

Для повышения надежности и долговечности работы покрытий в настоящее время рекомендуется использовать битумы, модифицированные полимерами. Широкое использование модифицированных битумов вместо обычных объясняется их улучшенными свойствами.

Асфальтобетоны, приготовленные с использованием полимерных битумов, имеют высокую устойчивость к деформациям за счет большой эластичности применяемых битумов.

Кроме того, значительно замедляется процесс старения асфальтобетона. Исследования зарубежных ученых показывают, что у битумов, извлеченных из дорожных покрытий, прослуживших 10 лет, не наблюдается существенных изменений вязкости.



Список литературы

1) Р.Б. Гун «Нефтяные битумы» M… «Химия». 1973.

2) БСКБ Нефтехимавтоматика

3) Химическая энциклопедия НИ «Большая российская энциклопедия», М.,1988 г.

Размещено на Allbest.ru

...