Модификация дорожных битумов каучуком Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 695.1

Н. Р. Муллахметов, А. Ф. Кемалов, Р. А. Кемалов,

Р. Н. Костромин

МОДИФИКАЦИЯ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ КАУЧУКОМ

Ключевые слова: битум, каучук, органическое вяжущее, композиционные материалы.

В связи с ростом грузонапряжённости и пропускной способности автомобильных дорог, повышается требования к их качеству, во многом зависящему от вяжущего материала. Основная цель работы заключается в совершенствовании битумных вяжущих для дорожного строительства путем введения в состав битумов специальных модификаторов, на основе бутилкаучука. Используя результаты многолетних исследований по комплексному изучению влияния закономерностей модификации битумов, успешно реализованы задачи получения высококачественных вяжущих.

Keywords: вitumen, rubber, organic knitting, composite materials.

Intensity of movement and carrying capacity of vehicle result to advance demanding of quality of highway cover. It is define topicality of this work. Main aim of this work consist of development of bitumen materials for road construction purpose by increasing for the bitumen special polymers modifying, based on rubber. Using results of many years researching successfully resolve concern producing high quality road materials.

Качество дорожных покрытий, их долговечность в значительной степени зависят от прочности сцепления битумов с минеральными материалами. Применяемые в дорожном строительстве силикаты, как правило, неудовлетворительно сцепляются с битумом, особенно в присутствии воды. Последняя, проникая сквозь поры в асфальтобетоне к поверхности раздела битумоминерального материала, постепенно отслаивает битумную пленку и разрушает дорожное покрытие. Для улучшения сцепляемости в битумы вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ). Они, благодаря возникновению водородных связей, функциональными группами соединяются с поверхностью каменного материала, а углеводородными радикалами силами Ван-дер-Ваальса - с битумом [1].

Битум - пластичный материал, и именно это свойство обуславливает области его применения. Введение различных низкомолекулярных добавок-наполнителей, поверхностно-активных веществ - позволяет улучшить теплостойкость, адгезию, прочность, стабильность, но малоэффективно для улучшения низкотемпературных свойств. Пластификаторы - масла, сложные эфиры кислот - несколько улучшают морозостойкость, одновременно снижая теплостойкость, и поэтому такой метод ограниченно применим. Все указанные добавки лишь изменяют в некоторых пределах границы реологических состояний битума. Одним из способов модификации битума является введение в него каучуков. Каучук сообщает композиции новое для битума свойство - эластичность,

присущую каучукам в широкой области температур. Появление нового реологического состояния обеспечивает деформативную способность композиции при низких температурах, несмотря на отсутствие пластических свойств у битума. Каучук в битум можно вводить несколькими способами: либо непосредственным сплавлением, либо подбором пластификатора. Модификатор без пластификатора характеризуется очень высокой вязкостью при технологических температурах, что отрицательно влияет на удобо-укладываемость и удобоуплотняемость полимерасфальтобетонов на его основе. На основе расширенных исследований в области полимерных модифицирующих систем для производства качественных БПВ материалов, целесообразно отметить необходимость приготовления гомофазных растворов полимеров, каучуков в пластификаторе-растворителе. Это позволит эффективно распределить полимер в битумной матрице. Вместе с этим рекомендуется готовить растворы полимеров 30 % концентрации, это объясняется тем, что содержание пластификатора выше 70 % приведет к снижению уп-руго-деформативных свойств БПВ материалов и повышению пожаробезопасности производства БПВ за счет снижения температуры воспламенения. Увеличение содержания каучука в полимерном растворе нецелесообразно ввиду явного снижения эластичности конечного материала, за счет недостаточной растворяющей способности, как пластификатора, так и УВ части модифицированного битума. [2] Вопросу совмещения каучуков с битумами уделяется достаточно много внимания. Ввиду наличия сырьевой базы и хороших физико-химических свойств нами был выбран бутилкаучук. Малая ненасыщенность бутилкаучука обуславливает его высокую тепло- свето- и озоностойкость, а также устойчивость к действию многих агрессивных сред - растворов щелочей, кислот, спиртов, кето-нов, растительных и животных жиров, Н2О2 и других. По стойкости к комбинированному действию света и озона бутилкаучук существенно превосходит такие высоконенасыщенные каучуки, как синтетические изопреновые, бутадиеновые.

Таким образом, сейчас возникает необходимость изготовления асфальтовобитумных покрытий, следовательно, и вяжущих материалов, обладающих комплексом специфических характеристик, что обусловлено климатическими условиями их применения. Решение этой проблемы является первоочередной, и получение вяжущего с уникальными свойствами даст возможность строить автомобильные дороги с общеевропейским стандартом срока службы - 18-20 лет. Развитие автотранспортной инфраструктуры - непременное условие экономического и социального прогресса России.

Литература

1. Кемалов, А. Ф. Получение модифицированных битумов введением каучука с целью повышения

срока службы дорожного покрытия / А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов, Р.Н. Костромин, Н.Р. Муллах-метов // Электронный журнал Исследовано в России. 2009

(http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2009/020.pdf)

2. Абдуллин, А.И. Высококачественные асфальтобетоны трехмерной структуры для дорожных покрытий / А.И. Абдуллин, Е.А. Емельянычева, И.А. Абдуллин, Н.Е. Тимофеев // Вестник казанского технологического университета. - 2006. - №2. - С.152-155

© Н. Р. Муллахметов - асс. каф. ХТПНГ КГТУ, [email protected]; А. Ф. Кемалов - д-р техн. наук, проф. той же кафедры; Р. А. Кемалов - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Р. Н. Костромин - канд. техн. наук, доц. той же кафедры.