CC BY
181
О. И. Навотный и др. О возможности использования полимерно-битумных вяжущих
4. Матикенова А. А., Матвеева А. А., Кривенько А. П. Синтез и строение потенциально биологически активных тетразолохиназолинов // Химия биологически активных веществ : межвуз. сб. науч. тр. Всерос. школы-конф. молодых ученых, аспирантов и студен-
тов с междунар. участием. Саратов, 2012. С. 100-101. Матвеева А. А. Борисова Н. О., Поплевина Н. В., Кривенько А. П. Трехкомпонентный синтез тетра-золопиримидинов, аннелированных карбоциклами С6-С8 // ХГС. 2012. № 12. С. 2000.
УДК 541.135:[544.478.013+622.276]
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ АСФАЛЬТОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
О. И. Навотный, А. А. Стекольников1, В. А. Решетов, Д. А. Тиховский1, С. Б. Ромаденкина, А. М. Козлов1
Саратовский государственный университет 1ООО «Волга-Девелопмент», Саратов E-mail: Volga-dv@yandex.ru
Получены асфальтосмолистые олигомеры из отходов нефтехимических производств (асфальтов). Из полученных продуктов методом компаундирования с битумом получены полимер-битумные вяжущие (ПБВ), определены их физико-механические характеристики по методам испытаний (для полимерно-битумных вяжущих) с целью применения их в дорожном строительстве. Ключевые слова: асфальт, битум, полимерно-битумные вяжущие, асфальтосмолистые олигомеры, физико-механические характеристики.
On the Possibility of Using Asphalt-based Polymeric-bitumen Binders in Road Building
O. I. Navotnyi, A. A. Stekol'nikov, V. A. Reshetov, D. A. Tikhovsky, S. B. Romadyonkina, A. M. Kozlov
Asphalt-resinous oligomers were obtained from the wastage of petrochemical productions (asphalts). Polymer-bitumen binders (PBB) were obtained from these products by compounding with bitumen, their physico-mechanical characteristics were evaluated by test methods (for polymeric-bitumen binders) with the purpose of their application in road building.
Key words: asphalt, bitumen, polymeric-bitumen binders, asphalt-resinous oligomers, physico-mechanical characteristics.
Известно, что в последние годы увеличилась интенсивность эксплуатации дорог ввиду роста количества автотранспорта. Дороги, построенные на основе традиционных дорожных битумов, не выдерживают современных нагрузок и служат недолго, так как битумы склонны к «старению», то есть окисляются со временем и, соответственно, изменяют свои свойства. В результате этого процесса на дорожном покрытии появляются колеи, выбоины, трещины и т.д. На сегодняшний день
актуальным является использование материалов нового поколения в качестве вяжущих при приготовлении асфальтобетонных смесей для верхних слоёв дорожных покрытий - полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) [1]. ПБВ производят введением полимерных добавок в битумы нефтяные дорожные вязкие, изготовленные по ГОСТ 22245-90. Результатом такой модификации битумов является улучшение таких свойств вяжущих, как: температура хрупкости, которая понижается и ПБВ становятся более морозостойки по сравнению с исходными битумами; растяжимость; температура размягчения, т. е. ПБВ плавятся при более высокой температуре, чем исходные битумы; пенетрация, ПБВ становятся более плотные, увеличивая тем самым твердость дорожного покрытия. Полученные продукты по физико-механическим показателям должны соответствовать требованиям и нормам ГОСТ Р 52056-2003 [2], указанным в табл. 1.
Из табл. 1 видно, что лучшим по прочности получаемого покрытия является ПБВ-40.
Цель настоящей работы - получение таких модифицирующих добавок для создания ПБВ, которые не только не уступали бы традиционно используемым, но и были бы более экономически выгодными в производстве.
В качестве добавок к битумам для получения ПБВ можно использовать асфальтосмолистые олигомеры (асмолы), получаемые поликонденсацией битумов со смесью диеновых углеводородов производства бутадиена и изопрена в присутствии катализатора [3].
© Навотный О. И., Стекольников А. А., Решетов В. А., Тиховский Д. А., Ромаденкина С. Б., Козлов А. М., 2013
Известия Саратовского ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. 2013. Т. 13, вып. 4
Таблица 1
Физико-механические характеристики ПБВ
Норма для вяжущего марки
Показатель ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ Метод испытания
300 200 130 90 60 40
Глубина проникания иглы, 0,1 мм,
не менее, при температуре: 25 оС 300 200 130 90 60 40 По ГОСТ 11501
0 оС 90 70 50 40 32 25
Растяжимость, см, не менее,
при температуре: 25 оС 30 30 30 30 25 15 По ГОСТ 11505
0 оС 25 25 20 15 11 8
Температура размягчения по КиШ, оС, не ниже 45 47 49 51 54 56 По ГОСТ 11506
Температура хрупкости по Фраасу, оС, не выше -40 -35 -30 -25 -20 -15 По ГОСТ 11507
Эластичность, %, не менее,
при температуре: 25 оС 85 85 85 85 80 80 По п. 6.2 ГОСТ 52056
0 оС 75 75 75 75 70 70
Изменение температуры размягчения после прогрева, оС, не более (по абсолютной величине) 7 7 6 6 5 5 По ГОСТ 18180, ГОСТ 11506
Температура вспышки, оС, не ниже 220 220 220 220 230 230 По ГОСТ 4333
Сцепление с мрамором или песком Выдерживает по контрольному образцу № 2 По ГОСТ 11508, метод А
Однородность Однородно По п. 6.1 ГОСТ 52056
В опытно-промышленном применении на российских дорогах использовался ПБВ, состоящий из 80% битума БН 90/130 и 20% полимерно-битумной
мастики, приготовленной на основе асфальтосмо-листых олигомеров. Технические характеристики используемого продукта приведены в табл. 2 [4].
Таблица 2
Технические характеристики ПБВ на основе асмола и битума БН 90/130
Показатель Значение
Температура размягчения по методу КиШ, оС 47-51
Глубина проникания иглы, 0,1 мм: при 25 оС при 0 оС 50-70 20-30
Растяжимость, см: при 25 оС при 0 оС 90 12
Температура хрупкости, оС -14
Температура вспышки, оС, более 230
Сцепление с мрамором и песком Соответствует контрольному образцу
Однородность Однородно
В нашей работе для приготовления ПБВ использовался битум нефтяной дорожный вязкий БНД 60/90 [5]. Физико-механические показатели
ПБВ, полученные из битума БНД 60/90 в смеси с 20 % мастикой, изготовленной на основе асфаль-тосмолистых олигомеров, приведены в табл. 3.
28
Научный отдел
О. И. Навотный и др. О возможности использования полимерно-битумных вяжущих
Таблица 3
Технические характеристики ПБВ, полученного из битума БНД 60/90, и асфальтосмолистого олигомера, полученного из битума БНД 60/90
Показатель Значение
Внешний вид Соответствует
Тр по КиШ, оС 56
Тхр по Фраасу, оС, не выше -15
Пенетрация (глубина проникания иглы), 0,1 мм 40
Температура вспышки, оС, не менее 230
Растяжимость, см 15
Эластичность, % 80
Изменение Тр после прогрева, оС 5
Сцепление с мрамором или песком Соответствует образцу № 2
Однородность Однородно
Как следует из табл. 3, полученный продукт соответствует ПБВ-40 по ГОСТ Р 52056-2003.
Известно, что в результате переработки нефти образуются отходы, которые не находят широкого промышленного применения, более того, являются загрязнителями окружающей среды. Одними из таких отходов являются асфальты, получаемые на нефтеперерабатывающих заводах в процессе изготовления нефтяных масел из нефти. В данной работе показана возможность применения асфальтов в качестве альтернативы дорогостоящему битуму при использовании его в процессе приготовления полимерно-битумных мастик на основе асфаль-тосмолистых олигомеров, и, соответственно, при приготовлении ПБВ, используемых в дорожном строительстве.
Технические характеристики используемого в испытаниях асфальта приведены в табл. 4.
Таблица 5
Физико-механические параметры полученных ПБВ
Показатель ПБВ
1 2 3 4 5 6
Внешний вид Соответствует
Тр по КиШ, оС 65 58,5 58,7 56 58 60
Тхр по Фраасу, оС, не выше -10 -10 -15 -15 -12 -12
Пенетрация 0,1 мм 47,5 46,3 57,7 53 51,3 47,7
Температура вспышки, оС, не менее 230 230 230 230 230 230
Растяжимость, см 16,5 29,5 21,5 23,5 21,8 33
Эластичность, % 80 80 Норма Норма Норма
Изменение Тр после прогрева, оС В пределах нормы или не изменяется
Сцепление с мрамором или песком Соответствует образцу
Однородность Однородно
Таблица 4
Физико-механические параметры асфальта
Показатель Значение
Плотность, г/см3 1,006-1,009
Температура размягчения по КиШ, оС 30-31,5
Вязкость при 100 оС, сСт 12,56
Температура вспышки, оС, не менее 230
Условная вязкость по ВУМ при 80 оС, с 52,4
Приготовленную из асфальта мастику компаундировали с битумом дорожным марки БНД 60/90 в разных соотношениях для получения ПБВ. Опытным путём выявлено, что наилучшими свойствами обладают композиции, содержащие 8-10% мастики. Физико-механические свойства полученных продуктов приведены в табл. 5. Из табл. 5 видно, что характеристики полученных ПБВ соответствуют ПБВ-40.
Химия
29
Известия Саратовского ун-та. Новая серия. Сер. Химия. Биология. Экология. 2013. Т. 13, вып. 4
Таким образом, полученные из отходов нефтепереработки асфальто-смолистые олигомеры не уступают по своим свойствам аналогичным, использовавшимся ранее в опытно-промышленном применении при дорожном строительстве. Более того, по некоторым показателям, в частности по степени адгезии к минеральным материалам, новые продукты превосходят ранее применяемые, а также лучше сохраняют свои свойства (дуктиль-ность, пенетрацию и температуру размягчения) после прогрева при 163оС в течение 5 часов. Вместе с тем они являются более экономичными и могут быть рекомендованы в качестве модифицирующей добавки в дорожные битумы для получения ПБВ высокого качества.
Список литературы
1. Широкова Т. С. Средство от колеи // Дорожная держава. 2010. Спец. вып. С. 42-48.
2. ГОСТ Р 52056-2003. Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. М., 2003.
3. Черкасов Н. М. и др. Асмол и новые изоляционные материалы для подземных трубопроводов. М. : Недра, 2005. 205 с.
4. ТУ 5623-005-16802026-96. Битумно-асмольное вяжущее для дорожного строительства «Битар». М., 1996.
5. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. М., 1990.
УДК 543.4
СОВМЕСТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОФЕИНА, АСПАРТАМА И САХАРИНА В ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКАХ МЕТОДАМИ ЯМР ^ И УФ-СПЕКТРОСКОПИИ С АВТОМОДЕЛЬНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КРИВЫХ
Ю. Б. Монахова, А. М. Цикин, Ф. М. Исакова, С. П. Муштакова
Саратовский государственный университет E-mail: yul-monakhova@mail.ru
Разработаны простые и надежные методики анализа смесей кофеина, сахарина и аспартама, основанные на УФ и ЯМР 1Н спектроскопии. Метод ЯМР 1Н спектроскопии использован для проведения скрининг-анализа образцов газированных напитков различных марок. Альтернативный метод, основанный на сочетании электронной спектроскопии и хемометрического метода независимых компонент, также применен для экспрессного и надежного определения компонентов газированных напитков без их предварительного разделения. Методом УФ-спектроскопии изучены спектроскопические характеристики стандартных растворов кофеина, сахарина, аспартама и реальных прохладительных напитков (влияние среды, интервалы подчинимости закону Буге-ра-Ламберта-Бера).Проведено качественное и количественное спектроскопическое определение компонентов газированных напитков различных марокс относительной погрешностью, не превышающей 10%.
Ключевые слова: хемометрика, автомодельное разделение кривых, метод независимых компонент.
Joint Determination Ofcaffeine, Aspartame
and Saccharin in Carbonated Beverages by 1H NMR
and UV Spectroscopy with Self-modeling Curve Resolution
Yu. B. Monakhova, A. M. Tsikin, Ph. M. Isakova, S. P. Mushtakova
Simple and reliable methods of caffeine, saccharin and aspartame mixtures analysis based on UV and 1H NMR spectroscopy were
implemented. 1H NMR spectroscopy method was used for screening test of carbonated beveragessamples of various brands. An alternative method based on a combination of electron spectroscopy and chemometric independent componentmethod was also used for the rapid and reliable carbonated beverages components determination without their prior separation. By UV spectroscopy the spectroscopic characteristics of the caffeine, saccharin, aspartame and real soft drinks standard solutions were studied (the influence of the environment, the intervals of Bouguer-Lambert-Berlaw obeyance). Thecarbonated drinksdifferent brandscomponents qualitative and quantitative spectroscopic identification was made with the relative error not exceeding 10%.
Key words: chemometrics, self-modeling curve resolution, independent component method.
Проблема анализа смесей веществ, близких по структуре и свойствам, является весьма сложной и актуальной в современной аналитической практике. Основной метод анализа таких смесей - хроматографический, как в варианте газовой, так и жидкостной хроматографии. Достаточно дорогое оборудование, как правило, сложнаяпробоподготовка и поиск оптимальных условий хроматографирования не всегда позволяют достичь желаемой цели.
© Монахова Ю. Б., Цикин А. М, Исакова Ф. М, Муштакова С. П., 2013
