В данной работе произведена оценка влияния различных пластификаторов на показатели свойств битума, определено необходимое количество для разжижения вяжущего.

Проведен анализ качественных характеристик образцов полимерно-битумных вяжущих (ПБВ), приготовленных с использованием различных пластификаторов и полимеров. Установлено влияние пластификатора на склонность к старению и расслаиванию ПБВ.

Введение. Времена, когда дорожная отрасль была отстающим звеном в экономической цепочке страны остались, к счастью, позади. Сегодня - это динамично и интенсивно прогрессирующий производственный сегмент РФ, который с каждым годом набирает обороты и темпы развития. Увеличивается протяженность дорог с твердым покрытием, появляются новые технологии и материалы, ужесточаются требования к качеству и долговечности автомобильных дорог.

В свете этого, все чаще в проектную документацию на строительство и реконструкцию автомобильных дорог включаются полимерно- битумные вяжущие (ПБВ), для устройства покрытий из полимерасфальтобетонных смесей. Это связано с тем, что использование этого вяжущего позволяет уменьшить возникновение пластических деформаций и тем самым продлить срок службы покрытия . Актуальность и востребованность данного вида вяжущего на дорожно-строительном рынке РФ активизировали многочисленные исследования в этом направлении .

Безусловно, что наиболее целесообразно и эффективно для приготовления ПБВ применять битумы с пенетрацией 130–200 и 200–300 мм -1 , в этом случае не требуется пластификация, но это, к сожалению, не всегда возможно. И связано это не только с несовершенством битумов, производимых российскими нефтеперерабатывающими заводами (НПЗ). Есть золотое правило торговли, в соответствии с которым, «клиент – всегда прав!». А вот выполнить пожелания заказчика, варьируя исключительно соотношением битум/полимер, бывает невозможно. И, в этом случае, для достижения качественных показателей модифицированного вяжущего необходимым условием становится использование пластификатора.

При этом, любой дополнительный компонент в составе ПБВ это не только удорожание продукции, но и нарушение «хрупкого» равновесия в системе «битум-полимер», поэтому к выбору пластификатора надо подходить здравомысляще и аккуратно.

Основная часть. В работе, для постановки эксперимента был использован битум БНДУ 60 ОАО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез», показатели свойств, которого представлены в табл. 1, и полимеры: Кратон D 1101 и отечественный аналог SBS L 30-01 A. Из представленной таблицы видно, что битум полностью соответствует требованиям нормативного стандарта.

Таблица 1 – Физико-химические показатели битума БНДУ60/90

Показатель	СТО АВТОДОР 2.1-20011	Фактические результаты	Методы испытаний
при 25°C	>51-70	64	ГОСТ 11501
при 0°С	>13	23
Растяжимость, см
при 25°C	>70	100	ГОСТ 11505
при 0°С	не нормируется, определение обязательно	2,4
Температура размягчения, °С	>51	54	ГОСТ 11506
Температура хрупкости, °С	>-15	-15	ГОСТ 11507

Очевидно, что получить эффективное ПБВ 60 из битума с пенетрацией 64 мм-1 не возможно. Будет наблюдаться недостаток легких фракций для набухания и растворения полимера в вяжущем. В связи с этим встал актуальный вопрос о необходимости использования пластификатора. В качестве пластификаторов рассматривались: мазут М-100, масло индустриальное И- 40, Азол 1101 и Унипласт.

В общем виде, эффективность растворения полимера в битуме зависит от:

• молекулярной массы полимера;
• размера частиц полимера;
• вязкости исходного битума и его группового состава;
• температурного режима приготовления ПБВ;
• продолжительности перемешивания вяжущего.

В работе было принято, что молекулярная масса, температурный режим приготовления и продолжительность перемешивания ПБВ вели- чины неизменные. Варьирование происходило за счет вязкости пластифицированного битума и полимера. Подбор составов ПБВ и исследование их свойств, производили по стандартной методике. Для оценки влияния различных пластификаторов на показатели свойств битума и определения необходимого их количества для разжижения вяжущего пластификатор вводился в количестве от 0 до 5 %, дальнейшее увеличение было не целесообразно с экономической точки зрения. Затем определялась вязкость битума, температура размягчения и потеря массы после прогрева. Полученные данные представлены в табл. 2, 3.

Таблица 2 – Динамика изменения условной вязкости битума от вида и содержания пластификатора

Пластификатор
	0	1	2	3	4	5
Мазут М-100	64	75	81	85	91	97
Масло И-40		68	77	80	80	96
Азол 1101		66	77	82	86	96
Унипласт		77	87	95	100	95

Таблица 3 – динамика изменения массы битума с пластификатором после прогрева

Пластификатор	Содержание пластификатора в битуме, %
	0	1	2	3	4	5
Мазут М-100	0,4	0,4	0,4	0,5	0,6	0,6
Масло И-40		0,6	0,8	0,8	1,2	1,6
Азол 1101		0,4	0,4	0,7	0,9	0,9
Унипласт		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8

Исследуемые пластификаторы не оказали значительного влияния на температуру размягчения разжиженного битума, однако «лидером» в серии пластификаторов стало масло индустриальное. Для битума, пластифицированного маслом индустриальным характерна максимальная потеря массы после прогрева. Пластификатор не должен быть летучим. Наличие значительного количества летучих компонентов, в составе вяжущего определяет высокую скорость их испарения при прогреве, что является показателем склонности вяжущего к старению и способствует значительному изменению температуры размягчения. Минимальные показатели были получены при использовании мазута М-100 и пластификатора №4. Этот же пластификатор показал наилучший пластифицирующий эффект битума при содержании 3–4 %. Основная цель первого этапа эксперимента, путем разжижения битума выйти на его пенетрацию при температуре 25 °С в интервале 85–90 мм -1 , при которой становится возможным набухание, растворение и гомогени-зация полимера. В процессе интерпретации полученных результатов, за оптимальное содержание пластификатора в битуме принято: Мазут М-100 – 3,5 %; Масло И-40 – 4,5%; Азол – 3,5%; Унипласт 4 – 2,5%. Установленные концентрации пластификатора были использованы для дальнейшего подбора состава ПБВ-60. Оптимальные составы ПБВ, соответствующие соотношению «цена-качество», и показатели их свойств представлены в табл. 4.

Таблица 4 – Показатели свойств подобранных составов ПБВ 60

Показатели свойств	Требования ГОСТ	SBS L 30-01A			Кратон D 1101
		соотношение пластификатор/полимер
		Мазут 3,5/3,2	Азол 3,5/3,2	Унипласт 3,0/3,2	Мазут 3,5/3,2	Масло И-40 4,5/3,2	Унипласт 3,0/3,2
Глубина проникания иглы 0,1мм	не менее
при 25°C	60	63	65	70	64	64	63
при 0°С	32	32	33	35	32	34	32
Растяжимость, см
при 25°C	25	32	38	55	28	26	40
при 0°С	11	12	15	13	14	13	12
Температура размягчения, °С	не ниже 54	65	63	65	68	64	69
Температура хрупкости по Фраасу, °С	не выше -20	-22	-21	-23	-21	-24	-21
Однородность	однородно	однородно	однородно	однородно	однородно	однородно	однородно
Эластичность, %
при 25°C	80	84	82	86	80	82	81
при 0°С	70	71	73	74	72	73	72

Как видно из табл. 4, при использовании полимера SBS L 30-01 A наиболее эффективные составы получены при работе с пластификатором No1. Если рассматривать серию экспериментов с полимером Кратон D 1101, то необходимо отметить, что при использовании индустриального масла был получен наиболее эффективный состав ПБВ 60 с позиции стандартных показателей качества. Очевидно, это связано с его значительным содержанием. Использование мазута в качестве пластификатора не позволило получить кондиционное вяжущее.

Не зависимо от вида полимера, получить вяжущие, отвечающие совокупности полезных свойств, удалось при использовании в качестве пластификатора «Азол» и «Унипласт», что связано с отсутствием в их составе минеральных масел и наличием органической кислоты, позволяющей им эффективно, в совокупности с битумом, растворять полимер.

Известно , что растворение с предварительным набуханием характерно только для веществ с достаточно большой молекулярной массой, при значительной разнице в скоростях диффузии смешиваемых веществ. Набухание отличается от обычного смешивания тем, что этот процесс односторонний. Молекулы растворителя проникают в свободное пространство между звеньями изогнутых цепей макромолекул полимера, раздвигая сначала отдельные участки, а затем макромолекулы. В то время, как полимер поглощает растворитель, макромолекулы СБС не успевают переместиться в жидкую фазу. После того, как цепи макромолекул достаточно отодвинуты друг от друга и ослаблено взаимодействие между ними, начинается диффузия макромолекул в фазе растворителя. Интенсивность и качество протекающих процессов определяют на выходе товарные свойства ПБВ.

Переход на новые требования к качеству используемых в дорожной отрасли материалов, обуславливает необходимость соответствия их не только отечественным стандартам , но и европейским требованиям . В частности, для ПБВ, становятся неотъемлемыми показатели расслоения и старения, табл. 5, особенно если речь идет о системе, в которой дополнительно присутствует пластификатор. При изучении стабильности свойств, приготовленных и исследуемых ПБВ, после нахождения в тубе, максимальное расслаивание наблюдается у образцов, приготовленных с использованием масла индустриального и полимера Кратон D 1101. Дефективность состава прослеживается не только при изучении расслаиваемости в тубе, но и при изучении устойчивости к старению, которая определялась по методу TFOT, старение в тонкой пленке. Наименьшей склонностью к проявлению дефектов характеризуются образцы, приготовленные на Унипласте и Азоле. В этом случае, расслоение и разница в показателях минимальны, не зависимо от полимера. Наивысшую склонность к деструктивным процессам (рас- слоению, старению) показали образцы, приготовленные с использованием масла индустриального, что в полной мере согласуется с данными табл. 2, 3, и является неопровержимым доказательством опасности его использования при приготовлении ПБВ с точки зрения потери качества продукции.

Таблица 5 – Склонность к деструкции подобранных составов ПБВ 60

Наименование показателя		Требования ГОСТ, EN	SBS L 30-01A			Кратон D 1101
			соотношение пластификатор / полимер
			Мазут 3,5/3,2	Азол 3,5/3,2	Унипласт 3,0/3,2	Азол 3,5/3,2	Масло И-40 4,5/3,2	Унипласт 3,0/3,2
Расслаиваемость	Т хр, ºС	–
	− верх туба		-22	-21	-21	-21	-26	-23
	−низ туба		-23	-21	-22	-22	-18	-22
	Т хр, ºС	5
	− верх туба		65	64	65	67	58	68
	− низ туба		63	62	63	69	66	67
Устойчивость к расслаиванию: – ∆температуры хрупкости, ºС		–	1	0	1	1	8	1
– ∆ температуры размягчения,		5	2	2	2	2	8	1
∆ температуры размягчения после прогрева, ºС		5	3	3	2	2	12	6
Устойчивость к старению метод TFOT	изменение массы, %	–	0,6	0,8	0,9	0,9	1,5	0,8
	температуры размягчения, ºС	–	2	3	3	5	11	3

Выводы. Как видно, наличие пластифицирующих компонентов в вяжущем, в ряде случаев, является необходимым условием на пути по- лучения качественного ПБВ. Однако, стоит от- метить, что именно пластификатор вносит основной вклад в процессы деструкции, проявляющиеся в виде расслоения и старения, оценку которой производили по изменению массы вяжущего и температуры размягчения после прогрева. Поэтому, одним из основополагающих требований к пластификаторам должно выступать свойство – максимально долго сохранять ими показатели, в идеальном исполнении до окончания срока использования композиции.

Таким образом, можно заключить, что при разработке составов ПБВ необходимо тщательно подходить к выбору совокупности системы «битум-полимер – пластификатор» так как существует вероятность их несовместимости, либо использовать специальные приемы, направленные на уменьшение их конкурирующей между собой способности.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова.
Адрес: Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.
E-mail: [email protected]

Шеховцова Светлана Юрьевна, аспирант кафедры строительства автомобильных дорог и аэродромов. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Адрес: Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.
E-mail: [email protected]

Библиографический список

1. Quintero L.S., L. E. Sanabria, Analysis of Colombian Bitumen Modified With a Nanocomposite // Journal of Testing and Evaluation (JTE). 2012. Volume 40. Issue 7. PP. 93–97.
2. Marina Vysotskaya, Kuznetsov Dmitriy, Rusina Svetlana, Evgenia Chevtaeva Experience and Prospects of Nanomodification Using in Production of Composites Based on Organic Binders // 5 th International Conference NANOCON 2013 – Brno, Chech Repablik, EU. October 16 th -18 th 2013.
3. Полякова В.И., Полякова С.В. Особенности получения и применения полимерно- битумных вяжущих в дорожном строительстве // Дороги и мосты. 2013. № 3. С. 277–298
4. Лукаш Е.А., Кузнецов Д.А., Бабанин М.В. Эффективные асфальтобетонные смеси с использованием модифицированных наполнителей. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухо- ва. 2013. № 6. С. 57–60.
5. Высоцкая М.А., Фёдоров М.Ю. Разработка наномодифицированного наполнителя для асфальтобетонных смесей. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 61–65.
6. Высоцкая М.А., Русина С.Ю. О перспективах использования нанотрубок при приготовлении полимер-битумного вяжущего // Дороги и мосты. 2014. №2. С.171–187.
7. Хозин В. Г., Низамов Р.К. Полимерные нанокомпозиты строительного назначения // Строительные материалы. 2009. №8. С. 32–35.
8. Аюпов, Д.А., Мурафа А.В. Модифицированные битумные вяжущие строительного назначения // Строительные материалы. 2009. №8. С. 50–51.
9. ГОСТ Р 52056-2003. Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров. Введ. 01.01.2004. М.: Изд-во стандартов, 2003. 23 с.
10. EN 133399 Определение стабильности модифицированных битумов. Введ. 01.01.2015. М.: Изд-во стандартов, 2013. 12 с

ГОСТ Р 52056-2003

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЯЖУЩИЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ
ДОРОЖНЫЕ НА ОСНОВЕ
БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ ТИПА
СТИРОЛ-БУТАДИЕН-СТИРОЛ

Технические условия

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Государственный дорожный научно-исследовательский институт» (ФГУП « Сою здорнии») ВНЕСЕН Научно-техническим управлением Госстандарта России, Государственной службой дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации, ТК 418 «Дорожное хозяйство» 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 23 мая 2003 г. № 157 -ст 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 52056-2003

ГОСУДАРСТВЕН НЫ Й СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЯЖУЩИЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ ДОРОЖНЫЕ
НА ОСНОВЕ БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ ТИПА СТИРОЛ-БУТАДИЕН-СТИРОЛ

Технические условия

POLYMER -BITUMEN BINDERS FOR ROADS ON THE BASIS
OF BLOCK COPOLYMERS OF STYRENE -BUTADIENE -STYRENE TYPE

Specifications

Дата введе н ия 2004-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дорожные полимерно-битумные вяжущие материалы на основе вязких дорожных нефтяных битумов и блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол (СБС), предназначенные для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзр ы воопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле ГОСТ 11501-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы ГОСТ 11505-75 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости ГОСТ 11506-73 Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару ГОСТ 11507-78 Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу ГОСТ 11508-74 Битумы нефтяные. Метод определения сцепления битума с мрамором и песком ГОСТ 18180-72 Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

3 Технические требования

3.1 Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) готовят на основе вязких дорожных битумов введением полимеров - блок-сополимеров типа СБС, пластификаторов и ПАВ в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. 3 .2 Характеристика ПБВ 3 .2.1 В зависимости от глубины проникания иглы при 25 °С ПБВ подразделяют на следующие марки: ПБВ 300 , ПБВ 200 , ПБВ 130 , ПБВ 90 , ПБВ 60 и ПБВ 40 . При отгрузке продукции указывают марку ПБВ и обозначение настоящего стандарта, например ПБВ 90 по ГОСТ Р 52056. 3 .3 По физико-механическим показателям ПБВ должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1 . Перед испытанием ПБВ определяют его однородность (см. 6.1). Если ПБВ однородно, проводят его дальнейшие испытания. Таблица 1

Наименование показателя	Норма для вяжущего марки						Метод испытания
1 Глубина проникания иглы, 0,1 мм, не менее, при температуре:							По ГОСТ 11501
25 ° С
0 ° С
2 Растяжимость, см, не менее, при температуре:							По ГОСТ 11505
25 ° С
0 ° С
3 Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже							По ГОСТ 11506
4 Температура хрупкости по Фраасу, °С, не выше							По ГОСТ 11507 с дополнением по 6.3 настоящего стандарта
5 Эластичность, % , не менее, при температур е:							По 6.2 настоящего стандарта
25 ° С
0 ° С
6 Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более (по абсолютной величине)							По ГОСТ 18180 , ГОСТ 11506
7 Температура вспышки, °С, не ниже							По ГОСТ 4333
8 Сцепление с мрамором или песком	Выдерживает по контрольному образцу № 2						По ГОСТ 11508 , метод А
9 Однородность	Однородно						По 6.1 настоящего стандарта

4 Требования безопасности

4.1 При применении П БВ используют средства защиты работающих по ГОСТ 12.4.011. 4 .2 При работе с ПБВ должны соблюдаться общие требования безопасности по ГОСТ 12.3.002 и требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.0.004. 4 .3 ПБВ являются горючими веществами по ГОСТ 12.1.044 с температурой вспыш ки выше 220 °С. 4 .4 ПБВ являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4 -му классу опасности по ГОСТ 12.1.007. 4 .5 Предельно допустимая концентрация ПБВ в воздухе рабочей зоны 300 м г/м 3 ; блок-сополимера бутадиена и стирола типа СБС, а именно полимера эти нилбензола с бутадиеном 1 ,3 , составляет 10 мг/м 3 (4 -й класс опасности). 4 .6 Помещение, в котором производят работы с ПБВ, должно быть оборудовано приточной вентиляцией в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.021. 4 .7 При загорании небольших количеств ПБВ их следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары следует тушить пенной струей. 4 .8 При работе с ПБВ необходимо соблюдать требования ГОСТ 17.2.3.02 по охране природы и атмосферы. Эффективными мерами защиты природной среды являются герметизация оборудования, предотвращение розлива ПБВ.

5 Правила приемки

5.1 ПБВ принимают партиями. Партией считают любое количество ПБВ, однородное по составу и по показателям качества, сопровождаемое одним документом о качестве. 5 .2 Объем выборки ПБВ определяют по ГОСТ 2517. 5 .3 Качество необходимо проверять при получении потребителем каждой новой партии в соответствии с 3.3 после определения его однородности по 6.1. 5 .4 Из каждой партии ПБВ отбирают две пробы. При получении неудовлетворительных результатов испытаний первой пробы хотя бы по одному показателю проводят испытания второй пробы. Результаты испытаний распространяются на всю партию. При получении неудовлетворительных результатов партию бракуют. 5 .5 При проведении входного контроля потребитель определяет показатели свойств ПБВ, приведенные в таблице 1. 5 .6 Каждая партия ПБВ должна сопровождаться документом о качестве. 5 .7 При приемке каждой партии ПБВ отбирают по ГОСТ 2517 и оформляют арбитражную пробу, которую следует хранить у изготовителя и потребителя в течение одного года.

6 Методы испытаний

6 .1 Метод определения однородности ПБВ 6.1.1 Сущность метода Сущность метода заключается в определении однородности ПБВ визуально с помощью стеклянной палочки. 6.1 .2 Аппаратура и реактивы Стакан фарфоровый вместимостью не менее 600 см 3 . Палочка стеклянная. Термометр лабораторный химический по ГОСТ 28498 диапазоном измерения 0 - 250 °С и ценой деления 1 °С. Плитка электрическая с закрытой спиралью. 6.1 .3 Подготовка к испытанию Пробу ПБВ массой 0 ,5 кг отбирают в фарфоровый стакан. Если проба ПБВ хранилась при температуре ниже температуры размягчения ПБВ, то перед испытанием ее следует разогреть до температуры, превышающей на 10 °С температуру приготовления ПБВ, и перемешать в течение 5 - 6 мин. 6 .1 .4 Проведение испытания Стеклянную палочку погружают в подготовленную пробу ПБВ на 3 - 4 с, затем извлекают и визуально оценивают характер от екания вяжущего с палочки и состояние пленки вяжущего на ее поверхности. ПБ В должно стекать с палочки равномерно, и на ее поверхности не должно быть сгустков, комков и крупинок. 6.1 .5 Обработка результатов Однородность ПБВ определяют сравнением результатов трех определений. Если два из трех определений дают положительный результат, то ПБВ считают выдержавшим испытание на однородность. 6 .1 .6 Норма погрешности Если два из трех определений дают положительный результат, ПБВ готово к испытаниям. 6 .2 Метод определения эластичности ПБВ 6 .2 .1 Сущность метода Сущность метода заключается в определении доли эластической (полностью обратимой) деформации в предельной деформации образца. 6 .2 .2 Аппаратура и реактивы Линейка металлическая по ГОСТ 427 длиной не менее 50 см с ценой деления 0 ,1 см. Емкость для воды диаметром дна не менее 30 см. Термометр лабораторный химический по ГОСТ 28498 диапазоном измерения 0 - 250 °С и ценой деления 1 °С. 6 .2 .3 Подготовка к испытанию Для образцов ПБВ определяют растяжимость по ГОСТ 11505. 6 .2 .4 Проведение испытания Эластичность ПБВ определяют непосредственно после испытания образцов на растяжимость. Формы с разорвавшимися образцами снимают со штифтов дуктил омет ра и помещают в отдельную емкость, температура воды которой равна 35 °С, с целью ускорения сокращения образцов при определении эластичности ПБВ при 25 °С. Затем проводят измерения (с точностью до 0,1 см) обеих частей образца от свободного конца образца до зажима формы и момента изменения длины не более чем на 0,1 см за 15 мин. При определении эластичности ПБВ при 0 °С измерения проводят при (0 ± 0 ,5) ° С. 6 .2 .5 Обработка результатов Показатель эластичности Э вычисляют по формуле

Где Д - растяжимость, см; l - длина образца до его растяжения, равная 3 см; L - сумма длин двух частей образца после их восстановления (по последнему измерению), см. 6 .2 .6 Норма погрешности Расхождение между каждым определением и среднеарифметическим не должно превышать 10 % среднеарифметического значения полученных результатов. 6 .3 Температуру хрупкости ПБВ определяют по ГОСТ 11507 , допустимые точности характеристики действительны до температуры минус 60 ° С.

7 Транспортирование и хранение

7.1 Транспортирование и хранение ПБВ - по ГОСТ 1510 для вязких дорожных нефтяных битумов. 7 .2 Температура нагрева ПБВ при транспортировании и хранении не должна превышать 160 °С. Время хранения ПБВ без перемешивания при температуре не выше 160 °С не должно превышать 8 ч. При необходимости хранения ПБВ в нагретом состоянии более 8 ч во избежание расслоения необходимо обеспечить ег о механическое перемешивание или эффективную циркуляцию с периодичность ю не более 2 ч, которые следует начинать не позднее чем через 3 ч после начала хранения. 7 .3 ПБВ транспортируют к месту применения в битумовозах, автогудронаторах или обогреваемых цистернах. Транспортирование ПБВ длительностью более 3 ч в нагретом состоянии следует производить в битумовозах, оборудованных элементами нагрева вяжущего и обеспеченных битумными насосами, при этом не позднее чем через 3 ч после начала транспортирования битумовоз следует останавливать через каждые 2 ч и перемешивать ПБВ с помощью битумн ого насоса ц иркуляцией на себя. После длительного хранения или транспортирования ПБВ допускается к применению только после перемешивания при 160 ° С до однородного состояния и при соответствии показателей ег о свойств требованиям настоящего стандарта. Минимально допустимая температура ПБВ при е г о разгрузке должна быть не ниже 140 °С.

8 Гарантии изготовителя

8 .1 Изготовитель гарантирует соответствие качества ПБВ требованиям настоящего стандарта при соблюдении услов ий транспортирования и хранения. 8 .2 Гарантийный срок хранения ПБВ при температуре окружающей среды воздуха - один год со дня изготовления. 8 .3 По истечении гарантийного срока хранения ПБВ проводится повторный контроль качества, и только при получении положительных результатов принимается решение о применении ПБВ. Ключевые слова: полимерно-битумные вяжущие, дивинилстирольн ы й термоэластопласт, блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол, однородн ость, эластичность, блок-сополимеры бутадиена и стирола типа СБ С

1 Область применения. 1 2 Нормативные ссылки. 1 3 Технические требования. 2 4 Требования безопасности. 3 5 Правила приемки. 3 6 Методы испытаний. 4 7 Транспортирование и хранение. 5 8 Гарантии изготовителя. 5

Однако специфические условия эксплуатации таких объектов дорожного строительства как мосты, путепроводы, развязки и пр. обусловливают необходимость предъявления более высоких требований к покрытиям.

Удовлетворить эти требования в полной мере битум уже не может. Кроме того, с каждым годом возрастают нагрузки, увеличивается интенсивность движения, негативно влияет на дорожное покрытие шипованная резина. Во всем мире постоянно проводятся работы по созданию новых современных дорожных материалов и технологий, корректировке нормативных требований к их физико-механическим свойствам. Все это направлено на повышение долговечности дорожных покрытий в современных условиях их эксплуатации.

Одним из направлений такой деятельности является модификация битума различными полимерными добавками. Поиск наиболее эффективных модификаторов, отработка оптимальных рецептур модифицированного битума, полимерно-битумных эмульсий, а также анализ целесообразности их использования по тому или иному назначению, начатый в 50-е гг. прошлого столетия, продолжаются по сей день. Главным ориентиром для принятия технических решений являются результаты постоянно обобщаемого практического опыта.

Установлено, что экономически эффективными модификаторами свойств нефтяных битумов являются те, которые доступны и недороги. С технической точки зрения, для создания на основе битумов композиционных материалов с заданным комплексом свойств могут применяться только те модификаторы,
которые:

■ не разрушаются при температуре приготовления асфальтобетонной смеси;
■ совместимы с битумом при проведении процесса смешения на обычном оборудовании при температурах, традиционных для приготовления асфальтобетонных смесей;
■ в летнее время повышают сопротивление битумов в составе дорожного покрытия к воздействию сдвиговых напряжений без увеличения их вязкости при температурах смешения и укладки,
а также не придают битуму жесткость или ломкость при низких температурах в покрытии;
■ химически и физически стабильны, сохраняют присущие им свойства при хранении, переработке, а также в реальных условиях работы в составе дорожного покрытия.

К настоящему времени за рубежом накоплен значительный опыт по применению при строительстве и ремонте дорожных покрытий композиционных материалов на основе битума и модификаторов, таких как сера, каучук (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен и др.), органо-марганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат (EVA), термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры), а также блоксополимеры стирол-бутадиен-стирола (СБС).

Наибольшее применение находят полимеры типа СБС, что обусловлено их способностью не только повышать прочность битума (что достигается и другими видами модификаторов), но и придавать полимерно-битумной композиции эластичность - свойство присущее полимерам, причем при небольшой концентрации (3-5% от массы битума). Использование в рецептуре асфальтобетонной смеси битума, модифицированного полимером типа СБС, обеспечивает дорожному покрытию способность к быстрому снятию напряжений, которые возникают в покрытии под воздействием движущегося транспорта.

Характер и эффективность модифицирующего действия полимера на битум зависит от структуры образующейся полимербитумной композиции.

Анализ известных способов приготовления битумов, модифицированных полимерами, показывает, что все они предусматривают, как правило, повышенную температуру процесса (150-200 оС) и интенсивное перемешивание компонентов. Температура разложения большинства используемых для модификации битумов полимеров (полиэтилена, полипропилена, этилен-пропиленовых каучуков, термоэластопластов и др.) значительно превышает температуру совмещения их с битумом. Следовательно, реакции термо- и механодеструкции полимеров в массе битума не происходят, а если и имеют место, то протекают в очень незначительной степени.

Битумы при нагревании размягчаются, а термопластичные полимеры, независимо от того, были они кристаллическими или аморфными, переходят в вязко-текучее состояние. Таким образом, процесс смешения при высокой температуре битума с полимерами любой химической природы протекает в две стадии: эмульгирование размягченного полимера в жидком битуме и последующее частичное (набухание) или полное растворение. Глубина процесса диспергирования полимера в битуме при прочих равныхусловиях определяется химической природой и молекулярной массой полимера, химическим составом битума, а также соотношением компонентов в смеси.

Известно, что степень дисперсности таких систем при прочих равных условиях определяется соотношением вязкости компонентов, а также их взаимной растворимостью. В случае применения нерастворимых или частично растворимых в битуме полимеров предельный размер частиц в смеси зависит только от соотношения вязкостей и условий перемешивания, а смесь при повышенной температуре представляет собой эмульсию (рис. 1). Низкая вязкость полимера способствует лучшему диспергированию его в битуме. При повышении концентрации такого полимера размер капель в массе битума возрастает, увеличивается вероятность их коалесценсии (слияния), приводящей к обращению фаз в системе. Примером такого вида модификатора является этилен-пропиленовый каучук СКЭПТ-Э-30,

образующий непрерывную фазу в битуме при введении в количестве не менее 9%масс (рис. 2).

В результате модификации битумов полимерами с эластическими и пластическими свойствами получается полимерно битумное вяжущее (ПБВ). ПБВ – это качественно новый материал, применение которого позволяет продлить срок службы дорожных покрытий. Если провести сравнение ПБВ с обычными битумами, то можно отметить, что модифицированный продукт обладает целым комплексом новых свойств: трещиностойкостью, эластичностью, повышением прочности при растяжении, широким интервалом пластичности.

Производство полимерно битумных вяжущих

На сегодняшний день способы модификации битумов полимерами изучены и освоены в достаточной степени. Наладить выпуск ПБВ можно как на асфальтобетонных заводах с терминалом, так и на собственных производствах.

Получение качественных полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) для последующего производства асфальтобетона не теряет своей актуальности вот уже на протяжении многих лет. В первую очередь это обусловлено тем, что в отличии от той же битумной эмульсии ПБВ до сих пор остаются продуктом, который не может долго сохранять свои свойства, т.е. быстро портиться.

ПБВ имеют тенденцию к расслоению, поэтому требуют эффективного перемешивания. Не стоит также забывать, что ПБВ, полученное с использованием СБС-полимеров, в условиях высоких температур подвергается медленному влиянию деструктивных процессов. Потеря свойств материала будет происходить тем быстрее, чем выше его текущая температура.

Это и является основной трудностью при работе с ПБВ, так как необходимо всегда обеспечивать как можно меньший промежуток времени между изготовлением и использованием вяжущего при получении асфальтобетонной смеси.

На сегодняшний день наиболее эффективным методом производства ПБВ можно считать процесс с использованием такого устройства, как коллоидная мельница. Она стала правопреемником обычной мешалки, которую ранее устанавливали в расходных емкостях. Сначала в эти емкости помещался битум, а затем засыпался полимер. Далее содержимое перемешивалось до тех пор, пока не происходило полное растворение полимера. В этом случае на время приготовления существенное влияние оказывает температура битума и эффективность мешалки.

Основная суть процесса сохранилась и до наших дней. Полимер растворяется в мальтеновой фракции битума, после чего образует оболочку, под которой находится нерастворенное ядро частицы. Главной задачей коллоидной мельницы является удаление набухшей оболочки и обнажение ядра для создания условия его растворения в битуме. Для полного растворения полимера необходимо обеспечить циркуляцию вещества через диспергатор.

Существуют также технологии, не предусматривающие многократное прохождение. В этом случае полимер попадает в мельницу один раз вместе с потоком битума, который пребывает практически в твердом состоянии. Проходя через зазор между ротором и статором, полимер измельчается до необходимого размера. На этом процесс не заканчивается – полученное вещество нужно перемешать до завершения всех процессов растворения частиц полимера.

Как видим, получение асфальтобетона и ПБВ – два отдельных производства с разной цикличностью. Это значит, что вначале нужно получить необходимое количество и только потом можно приступать к производству асфальта.

Применение полимерно битумных вяжущих

На дорожные покрытия возлагается функция обеспечения максимального сопротивления усталостным нагрузкам, а также устойчивости к изменению температурного режима. Модифицирование битумов – одно из наиболее перспективных направлений, позволяющих справиться с данными задачами.

Модифицированный битум по стоимости превышает битум обычный, но его доля в асфальтобетонном покрытии составляет всего 6%. Практические расчеты подтверждают, что подорожание прокладки километра дорожного полотна составит около 1%. Если учесть тот факт, что использование модифицированных битумов позволяет продлить срок службы дорожных покрытий в 2-3 раза, то экономическая целесообразность применения данного материала не вызывает никаких сомнений.

Немодифицированные битумы обладают определенными недостатками, к которым стоит отнести:

• высокую термическую чувствительность. Битум размягчается при высоких температурах и крошится при низких;
• плохие механические характеристики;
• низкую упругость;
• склонность к старению.

Именно эти недостатки и стимулировали проведение ряда исследований, которые показали, что полимерные материалы являются наилучшими модификаторами для повышения качественных показателей и эксплуатационных характеристик битумов.

Модифицированный битум образуется за счет объединения обычного битума и полимера. Такой материал способен обеспечить более высокий уровень качества, что выражается в улучшенных рабочих характеристиках при изменении температуры, улучшении эластопластических характеристик, улучшении когезии и адгезии с наполнителями, повышении сопротивления усталости материала, замедлении процессов старения.

Степень эффективности каждого из перечисленных преимуществ определяется видом битумной основы и полимера, а также особенностями применяемого технологического процесса.

Битум – это коллоидная субстанция с мицеллами асфальтенов, окруженными смолами и рассеянными в масляных фазах высокой вязкости (мальтенах). Специфические свойства битумов определяются именно наличием асфальтенов. На упругость и пластичность также оказывает влияние содержание смол и мальтенов.

Качественные смеси на основе битума должны сохранять сцепляющие и связующие свойства в текущих условиях на протяжении целого года. Поскольку битум – материал термически чувствительный, то он не может вести себя одинаково как при высоких, так и низких температурах. Именно поэтому битумы требуют модификации.

27.08.2018

НА ВОПРОСЫ ОТВЕЧАЛИ:

П.В. Стержанов, генеральный директор, ООО «РН-Битум»;

О.Н. Киндеев, эксперт НП «РОСБИТУМ», директор «Рубитрон Трэйд»;

А.В. Коротков, начальник управления разработки технологий и контроля качества,

ООО «Газпромнефть – Битумные материалы;

Э.А. Сандлер, к.х.н., директор, ООО «Предприятие «Дорос»;

Г.Б. Старков, заместитель генерального директора, ООО «СТРОЙСЕРВИС»

Какие полимерно-битумные вяжущие вы предлагаете? Каковы особенности их производства? Какие задачи они решают?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - ПБВ Альфабит - это высококачественное полимерно-битумное вяжущее, которое разрабатывается для каждого отдельного региона страны с учетом местных климатических условий, транспортных нагрузок, а также интенсивности дорожного движения. ПБВ Альфабит соответствует требованиям национального и международных стандартов благодаря уникальной технологии получения битумной основы и её направленной модификации, а также - комплексным программам контроля качества, как исходных материалов, так и производственного процесса в целом.

Положительный опыт реализации проектов строительства автомобильных дорог, в том числе экспериментальных участков, с использованием ПБВ Альфабит, их дальнейший мониторинг и анализ полученных результатов, позволили нам с уверенностью говорить о способности данного материала противостоять сложным существующим условиям эксплуатации автомобильных дорог, продлевая их долговечность на 8-10 лет.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»):

• ПБВ Рубитрон 40
• ПБВ Рубитрон 60
• ПБВ Рубитрон 90
• ПБВ Рубитрон Магистраль
• ПБВ Рубитрон Техно
• ПБВ Рубитрон Инжиниринг

Любой из продуктов в ассортиментной линейке Рубитрон может быть произведен под конкретные требования клиентов. Гибкие технологические решения позволяют изменять ключевые показатели, такие как пенетрация, КиШ, температура хрупкости и пр., для удобства при приготовлении асфальтовой смеси и укладке асфальта.

Рубитрон Магистраль – специальные продукты для дорог с интенсивными нагрузками, транспортных магистралей, гоночных трасс

Оптимальное соотношений значений пенетрации и температуры размягчения, высокая эластичность и когезия ПМБ Рубитрон Магистраль обеспечивают высокую стойкость к колееобразованию, усталостному трещинообразованию. Повышают прочность и стойкость к деформациям асфальтобетонных покрытий.

Рубитрон Техно – специальные продукты для аэродромного, портового строительства

Участки взлетно-посадочных полос, рулежные дорожки, как и портовые площадки, принимают различные виды нагрузок.

ПМБ Рубитрон Техно увеличивает срок эксплуатации полотна, испытывающего при направленном движении силу сдвига, ударные нагрузки, а также, повышает стойкость к противообледенительным реагентам и другим химическим жидкостям

Рубитрон Инжиниринг – специальные продукты для инженерных сооружений, мостов, тоннелей, эстакад.

Важной задачей при строительстве таких сооружений является защита конструкции от разрушений вследствие интенсивного воздействия воды и необходимость в особом сцеплении слоев между элементами конструкции покрытий.

ПМБ Рубитрон Инжиниринг обладает повышенной адгезией, стойкостью к старению и не подвержен расслоению, что обеспечивает стабильность асфальтобетонного покрытия, а также антикоррозийную защиту конструкции.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Сегодня «Газпром нефть» является крупнейшим в России производителем полимерно-битумных вяжущих, отвечающих потребностям даже самых требовательных потребителей. Компания обеспечивает свои производства ПБВ необходимым сырьем, что позволяет добиться стабильного качества продукции.

На активах компании выпускается широкий ассортимент полимерно-битумных вяжущих в соответствии с требованиями отечественных стандартов качества (все марки по ГОСТ Р 52056-2003): на Московском и Омском НПЗ, Рязанском заводе битумных материалов «Газпром нефти» и на нашей новой площадке «НОВА-Брит» в Вязьме. Кроме того, на РЗБМ мы имеем опыт производства продукции, отвечающей международным стандартам: успешно пройдена сертификация для выпуска полимерно-модифицированных битумов по EN 14023. И сейчас на активе в Рязани есть возможность производить более 15 европейских марок. Еще один наш продукт уникален для российского рынка: ПМБ G-Way Styrelf – вяжущее международного качества, но разработанный специально для отечественной дорожной отрасли с учетом климатических особенностей страны и для применения на высоконагруженных магистралях. ПМБ выпускается по СТО 11352320-001.01.2014 нашим совместным предприятием с французским концерном Total - «Газпромнефть-Тоталь ПМБ» по запатентованной технологии Styrelf.

Помимо этого уникален с точки зрения ассортимента и научного потенциала и наш вяземский актив. Здесь выпускается битумопроизводная продукция (битумные ленты, мастики, герметики, эмульсии – всего более 30 наименований) для дорожного и аэродромного строительства по новейшим российским технологиям, которые могут с успехом заменять иностранные аналоги.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Какие полимерно-битумные вяжущие вы предлагаете?

Наша компания не занимается продажей полимерно-битумных вяжущих. Производство ПБВ марок 60 и 90 осуществляется только для своих внутренних потребностей. Выбор данных марок обусловлено географическим расположением строящихся объектов, и, как следствие, температурными условиями эксплуатации покрытий автомобильных дорог.

Каковы особенности их производства?

Особенность производства полимерно-битумных вяжущих на нашем предприятии заключается в том, что мы используем технологию непрерывного производства. Определенная доля успеха заключается в применении промежуточной рабочей емкости для «дозревания» ПБВ, оборудованной низкооборотистой мешалкой. Необходимо сказать, что все вышеперечисленное не обеспечит результата без правильного выбора полимерного модификатора, пластификатора и поверхностно-активной добавки. Так в качестве пластификатора мы применяем экстракты селективной очистки, а в качестве модификатора – блоксополимер марки КТР-103.

Какие задачи они решают?

Основными задачами применения полимерно-битумных вяжущих являются повышение сдвигоустойчивости и трещиностойкости асфальтобетонов. Кроме этого необходимо понимать, что полимерасфальтобетонные смеси имеют большую способность сопротивляться динамическим нагрузкам, возникающих от воздействия транзитного транспорта.

Позволяют ли требования ГОСТ Р 52056-2003 получать вяжущие, отвечающие реальным условиям их эксплуатации в составе асфальтобетонов конструкций дорожных одежд? Какими показателями качества ПБВ необходимо дополнить (регламентировать) новую редакцию нормативно-технического документа и почему?

Каким, на Ваш взгляд, показателям качества должны соответствовать полимерно-битумные вяжущие? Насколько продукция вашей компании отвечает этим требованиям?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Отраслевые требования к полимерно-битумным вяжущим регламентированы ГОСТ Р 52056-2003. Опыт применения асфальтобетонов на ПБВ показал, что для обеспечения требуемых условий эксплуатации асфальтобетонного покрытия, а именно увеличение межремонтного срока до 12 лет, показатели качества ПБВ должны соответствовать климатическим условиям строительства дороги и условиям её грузонапряженности.

Поэтому, при разработке стандарта ООО «РН-Битум» мы повысили свои требования к ПБВ Альфабит.

Для оценки устойчивости ПБВ Альфабит к процессам старения, помимо испытаний по ГОСТ Р 52056, при проверке качества мы используем методику ГОСТ 33140 (EN 12607-1). Это позволяет нам смоделировать процесс старения ПБВ Альфабит не только при получении и укладке асфальтобетонной смеси, но и в реальных условиях эксплуатации дорожного покрытия.

Кроме того, мы контролируем стабильность ПБВ Альфабит при хранении. Для этого дополнительно определяется устойчивость ПБВ Альфабит к расслаиванию по методике ГОСТ EN 13399.

Все эти мероприятия позволяют нам гарантировать высокое качество ПБВ Альфабит для получения экономически привлекательных и долговечных дорожных, мостовых и аэродромных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками, в частности, такими как трещиноустойчивость к температурным и динамическим нагрузкам, водонепроницаемость, прочность, сопротивляемость покрытия пластическим сдвиговым деформациям.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - ГОСТ Р 52056-2003 отличается от европейский стандартов (EN) наличием таких показателей как: пенетрация при 0, Растяжимость, эластичность при 0. Тогда как большое внимание в EN уделяется показателю когезии. Единственным действующим с сентября ГОСТом на битумы, остается ГОСТ 33133. Если отталкиваться от этого ГОСТа, то стоит исключить или перевести в дополнительные показатели – пенетрацию при 0 в отношении производства ПБВ. Так как базовое сырь битум, гудроны и прочие компоненты, из которых готовится ПБВ, не будут соответствовать этим показателям, то производителю ПБВ эти показатели будет выдержать очень сложно, дорого (по себестоимости), а в некоторых случаях практически невозможным!

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Большая часть из действующих сегодня методов испытаний как вяжущих, так и асфальтобетонов, не дают возможности моделировать реальные условия эксплуатации. Сейчас ведется активное внедрение Предварительных национальных стандартов, разработанных с учетом методологии Superpave с определением марок по PG на основе испытаний по методам DSR и BBR. Это позволит с большей эффективностью оценивать качество вяжущих вне зависимости от наличия и вида модификатора.

В качестве предложений к новому стандарту: целесообразно ввести в технические условия оценку усилия при растяжении (после набора статистики), что позволит характеризовать когезионную прочность вяжущего. Также необходимо ввести изменение свойств вяжущих после прогрева по методике RTFOT (глубины проникания иглы и температуры размягчения). Дополнительно следует ввести норму по устойчивости к расслаиванию (ГОСТ EN 13399-2013). Данный показатель позволяет оценить поведение продукта в случае длительной транспортировки и хранения при отсутствии перемешивания, и дополнительно - оценивать однородность свойств продукта.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - Для климатических зон России со 2-ой по 4-ую включительно скорее всего можно использовать ПБВ, производимые согласно требованиям ГОСТ Р 52056-2003. Для первой климатической зоны следует повысить требования по температуре хрупкости по Фраасу (например, не выше – 500С). Для обеспечения этого показателя качества имело бы смысл производить ПБВ на базе битума, полученного из нефти Ярегского месторождения республики Коми (ухтинский битум). При этом правильным решением было бы выпускать битум по технологии BITUROX австрийской компании PЁRNER, поскольку процесс его производства обеспечивает хороший контакт окисляемого гудрона с воздухом и, следовательно, минимальное время окисления. В результате в битуме уменьшается количество асфальтенов – твёрдых и хрупких продуктов вторичных реакций уплотнения. С этой же целью для производства ПБВ лучше применять компаундированный битум. Для пятой климатической зоны следует повысить требования по температуре размягчения ПБВ по КиШ, что достигается за счёт увеличения содержания полимеров в ПБВ. При этом повышается вязкость вяжущего и, соответственно, ухудшается процесс укатки асфальтобетона. Для снижения вязкости следует применять специальные добавки, уменьшающие трение между составляющими асфальтобетонной смеси. Такую добавку «Дорос-АП, марка Т» производит и наше предприятие. Для контроля качества ПБВ с повышенной вязкостью следует ввести в ГОСТ показатель динамической вязкости вяжущего, определяемый в качестве усилия на преодоление трения в тонком зазоре, заполненном испытуемым вяжущим, при разных скоростях сдвига с использованием динамического сдвигового реометра. Можно говорить и о таком необходимом комплексном показателе качества, как устойчивость ПБВ к старению, поскольку распределение полимера в битуме происходит при повышенной температуре, которая должна ещё сохраняться при перевозке ПБВ на дальние расстояния. Но, к сожалению, при высоких температурах пока нечем остановить радикальные процессы окисления. Можно лишь рекомендовать для производства ПБВ сырьё, битумы и технологии их получения, упомянутые выше.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Позволяют ли требования ГОСТ Р 52056-2003 получать вяжущие, отвечающие реальным условиям их эксплуатации в составе асфальтобетонов конструкций дорожных одежд? Требования, предъявляемые ГОСТ Р 52056-2003, по большому случаю обезличены. В данном нормативном документе приведены только характеристики, соответствующие той или иной марки ПБВ. Область применения или требуемые характеристики к физико-механическим свойствам полимерных вяжущих с учетом реальных температурных режимов эксплуатации отсутствуют.

Какими показателями качества ПБВ необходимо дополнить (регламентировать) новую редакцию нормативно-технического документа и почему?

С нашей точки зрения необходимо рассмотреть вопросы и назначить требования к показателям однородности ПБВ. Метод «Стеклянной палочки» хорош только для лабораторных проб, но никак не для многотоннажных, полученных в производственных условиях.

Большое значение приобретает показатель оценки устойчивости (стабильности) ПБВ при транспортировании и хранении. Конечно, актуален показатель степени старения в условиях воздействия температуры и кислорода воздуха на тонкую пленку ПБВ.

Каким, на Ваш взгляд, показателям качества должны соответствовать полимерно-битумные вяжущие? Насколько продукция вашей компании отвечает этим требованиям?

Как и всякий материал ПБВ должно отвечать требованиям исходя из реальных условий эксплуатации асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Только необходимо учитывать, что установление требований в зависимости от существующих на сегодняшний день дорожно-климатических зон недопустимо.

В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Известно, что нефтяные дорожные битумы, являющиеся основой ПБВ по ГОСТ Р 52056, являются коллоидной системой, устойчивость которой может быть действительно нарушена при добавлении к ним индустриального масла, ухудшая тем самым стабильность исходного продукта.

Производство ПБВ Альфабит осуществляется с использованием битумной основы специально подобранного углеводородного состава со сбалансированным содержанием асфальтенов, ароматических масел и смол. Высокое содержание парафино-нафтеновых углеводородов в данной битумной основе, совместно с подобранным комплексом полимеров-модификаторов, позволяет получать ПБВ Альфабит с повышенными низкотемпературными характеристиками. Следует отметить, что получение битумной основы требуемого состава, имеющего высокую совместимость с полимерами, возможно только лишь с применением продуктов нефтепереработки.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

В нашей компании отработана технология производства ПБВ без пластификаторов, с высокими показателями КиШ и Тхр. Важными и даже необходимыми компонентами успешного производства качественного полимерного вяжущего, без сомнения являются и блок подготовки сырья с поточными массамерами и полностью автоматизированная система производства, а также полностью оснащённая лаборатория и квалифицированный персонал понимающий процессы нефтепереработки.

Весь ассортимент наших продуктов проходит испытания по EN 13399 на стабильность при хранении. Мы можем гарантировать, что наш продукт не будет расслаиваться 3-е суток.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Возможность оперативного подбора рецептур ПБВ под особые требования потребителя является своеобразным «знаком качества», характеризующим опыт производителя, его производственные возможности и технологическую оснащенность. Важное значение для получения продукта с заданными свойствами имеет сырьевая база. И в этом существенное преимущество у производства модифицированных вяжущих на площадках НПЗ, позволяющих подобрать требуемое сырье для выпуска ПБВ с учетом даже таких ограничений.

Так, модифицированные вяжущие производства «Газпром нефти» полностью отвечают всем требованиям СТО АВТОДОР 2.6-2013. Сегодня у нас наработана обширная рецептурная база и опыт подбора составов для получения «особых» ПБВ с широким интервалом показателей качества.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - В качестве пластификатора, действительно, не стоит использовать индустриальное масло, поскольку оно всплывает потом на поверхность дороги, ещё и увлекая с собой часть битума. А это уже опасно для движущихся по дороге автомобилей. Можно подобрать пластификаторы, близкие по плотности к плотности битума, например, некоторые вакуумные погоны процесса ректификации нефти или тяжёлый газойль, образующийся в процессе каталитического крекинга вакуумного газойля. Можно производить и применять ПБВ без пластификаторов. Для обеспечения высокой температуры размягчения и низкой температуры хрупкости при производстве ПБВ нужно использовать менее окисленный, а значит более пластичный битум и вовлекать в него большее количество СБС полимеров.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - В СТО АВТОДОР 2.6-2013 запрещено использовать в составе ПБВ пластификатор в виде индустриального масла. Существует ли технологическая возможность получения ПБВ без пластификаторов с высокими значениями температуры размягчения (больше 65) и низкими значениями температуры хрупкости (минус 25 - минус 30)?

Запрещение применения индустриального масла в ПБВ вполне закономерно. Получение ПБВ с температурой размягчения больше 650С вполне возможно. При этом необходимо использование битумов с марочной вязкостью 200-300мм-1. Да и получение ПБВ с температурой хрупкости до – 300С вполне возможно при данных условиях. Однако температурные режимы работы асфальтобетонных покрытий в Российской Федерации значительно шире. Поэтому применение пластификаторов требуемого качества вполне оправдано.

Какие технологии вы применяете при транспортировке вяжущих на дальние расстояния с целью сохранения их свойств? И каково максимальное время транспортирования и хранения вяжущего в горячем состоянии?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - ПБВ Альфабит поставляется как в горячем, так и в холодном виде. Наличие специальных добавок в ПБВ Альфабит, препятствующих старению, позволяет расширить срок хранения в горячем виде без потери качества до 10 дней со дня изготовления, указанного в паспорте на продукцию. Основные ограничения относительно поставок ПБВ Альфабит на дальние расстояния связаны с техническими возможностями транспортных средств, задействованных при транспортировке, и составляют, согласно нашему опыту, до 2200 км (или до 4 суток). Поставки ПБВ Альфабит осуществляются также и в фасованном виде, что позволяет доставить продукт на отдалённые объекты.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - 4. Какие технологии вы применяете при транспортировке вяжущих на дальние расстояния с целью сохранения их свойств? Один из наиболее перспективных способов транспортировки ПБВ на расстояния более 2000км. является отгрузка в твердом виде. А отсутствие в России качественных теплоизолированных ж/д цистерн и широкой сети современных терминалов по приему, перевалке и хранению битума и ПБВ без потери его качества вынудило нас заняться поиском эффективного решения в области логистики холодного фасованного битума. Но необходимо данный процесс поставки, хранения и разогрева сделать удобным, эффективным, позволяющим экономить на капитальных затратах, экологически безопасным при разогреве, и с минимальными затратами на утилизацию. Для этого нашей компанией был разработано и предложен на рынке решение по упаковке позволяющее клиенту хранить в три яруса, тем самым сократить свои затраты на хранение. Сократить затраты на утилизацию, т.к. в нашей упаковке утилизируется всего 3 кг. бумаги (это внутренний вкладыш). А система плавления позволяет разогревать от 10т. до 20т. в час. При этом технология производства ПБВ допускает плавный неоднократный разогрев без последующего расслоения и потерь в качестве.

И каково максимальное время транспортирования и хранения вяжущего в горячем состоянии?

Дальность поставки ПБВ в горячем виде может быть ограниченна рядом факторами:

А. Температура остывания ПБВ. Этот показатель зависит от того насколько качественно выполнена теплоизоляция заводом изготовителем полуприцепов цистерн, температурой налива ПБВ в битумовоз при загрузке на заводе производителе. Также не стоит забывать, что рекомендуемая температура слива ПБВ не ниже 110° из-за вязкости продукта, тогда как традиционный БНД имеет температуру текучести 90°. Из нашей практики с учетом, того, что мы используем современные битумовозы, дальность поставки составляла до 2000км.

Б. Стоимость перевозок битумовозами.

В. У большинства производителей отсутствует современные технологии производства ПБВ. Что приводит к расслоению продукта при доставке и хранении. Я бы вообще такой продукт не называл ПБВ.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Оптимальным вариантом для транспортировки на дальние расстояния, а также для длительного хранения является применение различных видов фасовки. На Омском НПЗ и Рязанском заводе битумных материалов «Газпром нефти» уже несколько лет успешно происходит затаривание битумных вяжущих в однотоннажные контейнеры типа «Кловертейнер». Такой вид фасовки позволяет хранить в холодном виде битум и ПБВ длительное время без потери качества, а форма упаковки позволяет оптимизировать процесс хранения на ограниченных площадях.

Также в практике «Газпром нефти» есть опыт транспортировки полимерно-битумных вяжущих на расстояния, превышающие 2000 км, и сроками поставки более 2 суток. По результатам приемки полимерно-битумного вяжущего «Газпром нефти» потребителями было отмечено полное соответствие продукта заявленной марке.

Сохраняются эксплуатационные характеристики вяжущего при длительных транспортировках и хранении у ПМБ G-Way Styrelf благодаря специальному компоненту PAXL (эксклюзивная разработка французского концерна Total) - который способствует образованию дополнительных химических связей на молекулярном уровне и помимо технических преимуществ позволяет обеспечить высокую однородность и стабильность свойств модифицированного вяжущего.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Наш опыт показывает, что транспортирование ПБВ автоцистернами на расстояния до 1500км вполне реально. Но необходимо выполнение определенных условий. Во-первых, хорошая тепловая изоляция автоцистерн. Во-вторых, возможность при необходимости подогрева ПБВ и перемешивании его в процессе перевозки.

При хранении вяжущего длительное время (до 3 суток) рабочие котлы должны оборудоваться узлами принудительного перемешивания и автоматическими системами поддержания температуры.

Какие особенности эксплуатации дорог на территории следует учитывать при производстве перспективных покрытий? Каковы перспективы развития рынка ПБВ в Российской Федерации в ближайшие 5-10 лет?

П.В. Стержанов (ООО «РН-Битум»): - Значительное увеличение интенсивности дорожного движения, максимальной нагрузки на ось автомобиля и переход на одиночные шины негативно влияют на дорожное покрытие, это обусловливает необходимость применения дорожно-строительных материалов, которые позволяют увеличить сроки бездефектной службы покрытий как на вновь построенных, так и на реконструированных и отремонтированных дорогах. Кроме того, необходимы мероприятия, позволяющие обеспечить прочность, надежность дорожного покрытия, комфорт и безопасность движения. Обеспечение таких требований напрямую зависит от ключевой составляющей дорожного покрытия – битумного вяжущего. На наш взгляд, именно использование полимерно-битумного вяжущих, в частности ПБВ Альфабит, позволит помочь решить большинство проблем качества дорожных одежд.

О.Н. Киндеев (НП «РОСБИТУМ», «Рубитрон Трэйд»): - Интенсивность движения, климатические условия, особенности инертных материалов.

А.В. Коротков (ООО «Газпромнефть – Битумные материалы): - Благодаря последовательной политике регуляторов в лице Федерального дорожного агентства и государственной компании «Автодор» происходит активное внедрение современных технологий и модифицированных битумов в дорожном строительстве. Ежегодно отмечается рост производства и потребления инновационных вяжущих и ожидается, что к 2020 году объем потребления ПБВ достигнет 400-500 тыс. тонн в год, что соответствует европейскому уровню потребления битумных материалов – около 10% от общего объема производства традиционных битумов.

Э.А. Сандлер (ООО «Предприятие «Дорос»): - Рынок ПБВ в России только начал развиваться (пока меньше 5% от всего используемого для дорожного строительства битума). Это в разы меньше, чем в странах Европы. Но накоплен производственный опыт, есть материалы достойного качества. Дело за политико-экономическим решением нашего правительства.

Г.Б. Старков (ООО «СТРОЙСЕРВИС»): - Считаю, что в связи с возрастанием нагрузок на дорожные конструкции применение ПБВ в ближайшее время перспективно. Возможно, появятся гибридные вяжущие на основе ПБВ с полимерами других классов. Перспектива применения ПБВ зависит и от применения новых технологий. Например, устройства тонкослойных покрытий методом «НОВОЧИП». Следует рассмотреть вопросы применения ПБВ в нижних слоях покрытий. Данное предложение основывается на том, что максимальные сдвигающие напряжения в асфальтобетонных слоях, прочно связанных между собою, образуются на глубине 7-8 см, а это область работы уже нижнего слоя асфальтобетона.