CC BY
25
НЛТУ
ы КРАЖИ
t ,
Hl/IUB
Науковий в!сн и к НЛТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40270428
Article received 13.04.2017 р. Article accepted 24.05.2017 р. УДК 665.637.88
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
1 EE3 Correspondence author A. O. Nagurskyy nagurskiy@ukr.net
А. О. Нагурський, О. Б. Гринишин, Ю. Я. Хлiбишин, В. В. Кочубей
Нацюнальнийушверситет "Львiвська полтехнжа", м. Львiв, Украша
ОСНОВН1 ЗАКОНОМ1РНОСТ1 ПРОЦЕСУ МОДИФ1КУВАННЯ Б1ТУМ1В ГУМОВОЮ КРИХТОЮ
Нафтовi биуми е одними з найважливiших iнженерно-будiвельних матерiалiв, якi широко використовують у дорожньо-му бувдвництв^ для виготовлення по^вельних i гiдроiзоляцiйних матерiалiв. Вони водонепроникш та стiйкi до руйнувань за низьких температур, нетоксичнi i Тх можна безпечно використовувати для покриття поверхонь рiзного призначення. Наф-товi бiтуми повиннi володiти комплексом мехашчних та адгезiйних властивостей. Нафтовi бгтуми через сво1 природнi влас-тивосп не здатнi створювати умови для довготривалоТ роботи дорожнiх покриттiв шд дiею сучасних високих транспортних навантажень. Тому для покращення властивостей бiтумiв проводять Тх модифiкування. Одним з напрямюв пiдвищення якос-тi бiтумiв з покращеними експлуатацiйними характеристиками е Тх модифжування полiмерними матерiалами. Модифкуван-ня бiтуму полiмерами позитивно впливае на основш властивостi бiтумiв, але вартiсть модифiкованого бiтуму значно зростае, тому що полiмери е досить дорогими. На цей час для модифкування бггушв широко використовують гумову крихту, яку отримують за допомогою дробления зношених автомобiльних шин. Як об'екти дослiджень використано бувдвельний бь тум марки БНБ 70/30 i гумову крихту фракцiею 2 мм, яку отримують внаслвдок дробления зношених автомобшьних шин. Вивчено мехашзм модифiкувания бiтуму гумовою крихтою, зокрема дослщжено закономiрностi процесу розчинення гумо-воТ крихти в бiтумi та окремих його компонентах. Проведено термiчний аиалiз гумовоТ крихти, яку використовували для мо-дифiкуваиия. Показано як змiнюеться груповий склад бiтуму шсля його модифiкуваиия. Вивчено як змiнюються основнi властивостi бiтуму впродовж всього часу розчинення гумовоТ крихти.
Ключовi слова: розчинення, груповий склад, термiчна стшюсть, залишкова олива.
Вступ. Як вщомо, нафтовi бiтуми е одними з най-важливiших iнженерно-будiвельних матерiалiв, як1 широко використовують у дорожньому будiвництвi (2а-Ьаушкоу, БеЦаеу & МаИкоу, 2007; КоЮу, й а1., 2008), для виготовлення покргвельних i гiдроiзоляцiйних мате-рiалiв (СИа]ка, 2007; Бorisoу, е1 а1., 2008; Кета1оу, Боп-soу, Кета1оу, 2009), а також у будiвництвi житлових будинкiв, промислових пiдприемств. Бiтуми набули широкого застосування як водозахиснi речовини. Вони водонепроникш i стiйкi до руйнувань за низьких температурах, нетоксичш i можуть безпечно використовува-тися для покриття поверхонь рiзного призначення (Ке-та1оу, е1 а1., 2007).
Нафтовi бiтуми повиннi володии комплексом меха-нiчних та адгезшних властивостей. Вони, а особливо дорожш, повиннi: зберiгати мiцнiсть за тдвищених температур, тобто бути теплостiйкими; збергати елас-тичнiсть за низьких температур, тобто бути морозос-тiйкими; чинити ошр стисненню, удару, розриву шд дiею важкого транспорту; забезпечувати добре зчеплен-ня iз сухою та вологою поверхнею мiнеральних матерь ашв; зберiгати тривалий час початкову в'язюсть та мщ-нiсть. Будiвельнi биуми можуть бути менш еластични-ми, але вони повинш володiти шдвищеною твердiстю (ТкаеИеу, 2006).
Нафтовi биуми через сво! природнi властивостi не здатш створювати умови для довготривало! роботи до-рожнiх покриттiв шд дiею сучасних високих транспортних навантажень та несприятливих погодних умов. Тому для покращення властивостей биумгв проводять !х
модифiкування. Одним з найперспективнiших напрям-к1в шдвищення якостi 6iTyMiB з покращеними експлу-атацiйними характеристиками е ïx модифшування поль мерними матерiалами (Korobkova, Titova & Mitjushina, 2007; Al-Ameri, Grynyshyn & Khlibyshyn, 2013). Моди-фшування бiтyмy полiмерами позитивно впливае на основш властивосп бiтyмiв, але варткть модифiкованого бiтyмy рiзко зростае, тому що полiмери е досить дорогими.
На цей час для модифшування биумв широко використовують гумову крихту (Zolotarjova, Bratchuna, 2003; Yerchenko, Sviridov & Kulbachenko, 2000; Hrynyshyn, et al., 2015; Bas & Razgon, 2000). Гумову крихту (ГК) отримують за допомогою дроблення зношених автомобшьних шин. Використовуючи гумову крихту в бггумному виробнищга, одночасно виршуемо ще одну еколопчну проблему - це yтилiзацiя старих ав-томобiльниx шин, яких на сьогодш е дуже багато i з кожним роком кiлькiсть ix зростае (Bas & Razgon, 2000). У разi додавання гумово! крихти шдвищуеться температура розм'якшення бiтyмy, збшьшуеться !х еластичнiсть, а дyктильнiсть i пенетращя зменшуються (Khlibyshyn, et al., 2014). Незважаючи на достатню кшь-кiсть пyблiкацiй щодо використання гумово! крихти у бiтyмномy виробництвi, мехашзм процесу модифшу-вання бiтyмiв гумовою крихтою вивчено недостатньо (Granev, et al., 2011).
Мета дослвдження - встановлення меxанiзмy моди-фiкyвання бгтуму гумовою крихтою, зокрема вивчення закономiрностей процесу розчинення гумово! крихти в
Цитування за ДСТУ: Нагурський А. О., Гринишин О. Б., Хжбишин Ю. Я., Кочубей В. В. Основш закономфносп процесу
модифтування 6iTyMiB гумовою крихтою. Науковий вiсник НЛТУ УкраТни. 2017. Вип. 27(4). С. 128-132. Citation APA: Nagurskyy, O. A., Grynyshyn, O. B., Khlibyshyn, Yu. Ya., & Kochubey, V. V. (2017). Basic Laws of Bitumen Modification with Crumb Rubber. Scientific Bulletin of UNFU, 27(4), 128-132. https://doi.org/10.15421/40270428
6iTyMi та окремих його компонентах i вивчення змш ос-новних властивостей 6iTyMy впродовж всього часу роз-чинення гумово! крихти.
Об'екти та методика дослщження. Як об'екти дос-лiджень використано будiвельний бiтум марки БНБ 70/30 i гумову крихту фракцieю 2 мм, яку отримують внаслiдок дробления зношених автомобiльних шин.
Процес набухання та розчинення гумово'1 крихти в бiтумi та в залишковш базовiй оливi вивчали на лабораторий установцi змiшувания, яка складаеться з реактора, обладнаного на^вачем, регулятором температури, i перемiшувального пристрою. Процес вивчали в штер-валi температур 150-250 оС упродовж 9 год.
Вмют гель-фракци гуми в процес девулкашзаци i розчинення в бiтумi та залишковiй базовш оливi визна-чали методом екстракци в бензолi в апаратi Сокслета впродовж 6 год.
Термiчну стшкють зразкiв гумово! крихти дослщжу-вали проведениям комплексного термогравiметричного та диференцшного термiчного аналiзiв з використаииям дериватографа Q - 1500 D System: F. Paulik, J. Paulic, L. Erdey з реестрацiею аналiтичного сигналу втрати ма-си та теплових ефектiв за допомогою ПК. Зразки аналь зували в динамiчному режим зi швидкiстю нагрiвания 10 оС на хвилину в атмосферi пов^ря i аргону.
Результати дослiдження. Вщомо, що iз введениям у б^ум гумово! крихти змiнюються його експлуата-цiйнi властивостi, зокрема дуктильнiсть, пенетращя та температура розм'якшеиия (Khlibyshyn, et al., 2014). Змiни властивостей б^уму пiд час модифiкувания гу-мовою крихтою, очевидно, пов'язанi зi змшою його гру-пового складу. Тому вивчали груповий склад вихщного б^уму i бiтуму, модифiкованого гумовою крихтою.
Як показали результати дослщжеиь (табл. 1), введения гумово'' крихти в бнум привело до змши його групового складу. Зокрема, за використання гумово'' крихти для модифкувания бiтумiв пiдвищуеться вмiст у них смол та асфальтешв, а вмют олив знижуеться по-рiвняно з немодифшованим бiтумом. Вмiст олив змен-шуеться тому, що частина олив поглинаеться гумовою крихтою шд час набухання.
Табл. 1. Груповий склад бпуму, модифпкованого гумовою
Груповий склад 6i-TyMiB, % мас. Вмiст гyмовоí крихти в 6iTyMi % мас.
0 5 10
Асфальтени 23,62 25,0 27,06
Смоли 24,97 27,4 29,35
Оливи 51,37 47,0 43,10
Карбени i карбоíди 0,05 0,6 0,46
чиияеться. Для встановлення механiзму модифiкування як модельне середовище використовували залишкову нафтову базову оливу, яка е аналогом вуглеводнево'! частини бiтумiв. Саме тому процес набухання i розчинення гумово'' крихти вивчали в цш оливь Результати дослщжень показано на рис. 1.
25
&20
н
§
о, 15 и
'о в о
101
0
—150 °С —я—220 °С
п k—/Эи U
/ V V
м с: — ►
1-
0
10
Примггка: отриманi результати за кiлькiстю карбешв i карбо-щв е наближеними, оскiльки на фiльтрi були залишки гумово! крихти, якi не вщдшилися у процесi модифiкування бiтуму.
1з збiльшениям кiлькостi гумово'' крихти у бiтумi вiд 0 до 10 % мас. вмют асфальтешв i смол збшьшуеться на 3,44 % мас. i 4,38 % мас. вщповщно. Вмiст олив змен-шуеться на 8,27 % мас. Важливо те, що збшьшився вмiст смол, а як вщомо, саме смоли у бiтумi вщповща-ють за пластичш й еластичнi властивостi.
Щоб встановити природу модифiкувания, вивчено процес набухания та розчинення гумово'' крихти в бну-м1 До складу бiтумiв входять оливи, смоли, асфальте-ни, асфальтогеновi кислоти тощо. Набухания i розчинення гумово'' крихти вщбуваеться в оливi, оскiльки в асфальтенах i смолах гумова крихта практично не роз-
2 4 6 8
Тривалють розчинення, год
Рис. 1. Залежтсть змiни маси ГК в1д тривалостi розчинення в
залишковш оливi
Вивчення залежностi змiни маси гумово! крихти за-лежно вщ температури i тривалостi розчинення показало, що впродовж першо! години вщбуваеться набухання гумово! крихти внаслщок поглинання олив, що суп-роводжуеться рiзким збiльшенням маси ГК. Найефек-тивнiше набухання вiдбуваеться за температури 250 °С. Пiсля цього розпочинаеться розчинення гумово! крихти. Встановлено, що за температури 220 i 250 °С процес розчинення вщбуваеться приблизно однаково i гумова крихта розчиняеться практично повнiстю (див. рис. 1).
Вивчення процесу розчинення гумово! крихти в оливi таким методом показуе вщносний результат, ос-кшьки для зважування гумову крихту вщдшяти на ме-талевому сип i вся вона була покрита оливою. Досто-вiрнiший результат повинен дати золь-гель аналiз гумово! крихти шд час '"! розчинення в залишковш олив!
Згщно одержаними результатами (рис. 2), iз збшь-шенням тривалостi розчинення кiлькiсть гель-фракци зменшуеться. Чим вищою е температура, тим швидше вiдбуваеться процес розчинення. За 150 °С процес вщ-буваеться дуже повiльно - вмют гель-фракци зменшуеться незначно, а за 250 °С через 9 год розчинення вмют гель-фракци зменшуеться на 75 %. Це, очевидно, е результатом того, що в област низьких температур гума перебувае у зшитому (вулкашзованому) сташ, а за високих температур вщбуваеться девулкашзащя гуми i розчинення утворених лшшних структур у залишковiй базовiй оливь
4 6 8
Тривалють розчинення, год
Рис. 2. Залежтсть вмюту гель-фракцií ГК ввд тривалостi
розчинення у залишковш оливi
Для шдтвердження цк'1 гшотези вивчено TepMi4Hy стiйкiсть гумово'1 крихти деpиватогpафiчним методом. Термограми зразкв гуми в атмосфеpi повiтpя наведено на рис. 3, в шертнш атмосфеpi - на рис. 4. Поршняння
термограв1метричних кривих зображено на рис. 5.
Рис. 3. Термограма зразка гуми в атмосферi повпря
Рис. 4. Термограма зразка гуми в шертнш атмoсферi
мономерною с1ркою, тобто довулкашзацш гуми з ущ!льненням структури.
На термогравшетричнш кривш зразка гуми, нагр1то-го в атмосфер! повггря, на в1дм1ну в1д зразка гуми, який анал1зували в шертнш атмосфер!, спостер1гаеться б1ль-ша втрата маси, що може св1дчити про часткове окис-нення вшьно! с1рки та вид1лення Г! у вигляд! 802.
За температур вищих 210 оС на кривш ТО зразка гуми, прогрггого в атмосфер! повггря, спостер1гаеться 1н-тенсивна втрата маси, яка супроводжуеться екзоефек-том на крив1 ЭТА 1 в1дпов1дае початку глибоких дес-труктивних та термоокисних процес1в. Початок терм1ч-ноТ деструкцГ! зразка гуми, нагрггого в атмосфер! аргону, зм1щений в область вищих температур, що св1дчить про вищу терм1чну стшккть зразка в цьому середовищ1. К1льк1сн1 результати терм1чного анал1зу гуми наведено в табл. 2.
Табл. 2. Результати термiчного аналiзу зразкчв
Зразок Температурний штервал, оС Втрата маси, % Тепловий ефект
Атмосфера повггря 20-140 0,75 ендо
140-210 0,24 екзо
210-275 2,01 екзо
Атмосфера аргону 20-146 0,72 ендо
146-220 0,17 екзо
220-275 1,55 екзо
Отже, встановлено, що в област високих температур (220 оС i вище) вщбуваеться девyлканiзацiя гуми, що позитивно впливае на здатнiсть ïï розчинятися в оливному сеpедовищi. Для пiдтвеpдження достовipнос-тi закономipностей, встановлених для модельно'1 систе-ми "залишкова нафтова олива - гумова крихта", вивчали розчинення гумово'1 крихти в сеpедовищi бiтyмy.
Вивчення залежностi змiни маси ГК вщ тpивалостi розчинення проводили за температури 250оС. Встановлено (рис. 6), що на першому етат вiдбyваеться набухання гумово'1 крихти за рахунок олив, ям входять до складу бiтyмy, а дал^ як i в ран розчинення в оливi, ма-са гумово'1 крихти зменшуеться, що свщчить про посту-пове и розчинення в 6iiyMi. Е^20
О 50 100 150 200 250 300 Рис. 5. Пoрiвняння термогравшетричних кривих зразюв гуми: 1 - в атмoсферi повпря, 2 - в атмoсферi аргону
Незначнi втрати маси зразкв гуми, нагpiтих в ат-мосфеpi повiтpя та iнеpтнiй атмосфеpi в областi температур 20-146 оС, яка супроводжуеться появою неглибо-ких ендотеpмiчних ефекив, на кривш диференцшного теpмiчного аналiзy (DTA) вщповщае вид1ленню залиш-к1в летких, що мктяться у стpyктypi гуми.
Поява екзотеpмiчного ефекту на кpивiй DTA зразкв в областi температур 140-220 оС зумовлена пеpебiгом низки процес!в. У цьому температурному iнтеpвалi можлива деструкц1я залишкв довголанцюгово'1 сipки, яка мктиться в гyмi, та додаткове зшивання макромолекул каучуку по мкцю в1льних ненасичених зв'язкв
Тривалють розчинення, год Рис. 6. Залежтсть змши маси ГК в1д тривалосп розчинення в бiтумi
Встановлено, що вмкт гель-фракци за зб1льшення тривалосл розчинення ГК в бiтyмi знижуеться (рис. 7), що також свщчить про перебк процесу девyлканiзацi'i гуми та ïï розчинення в сеpедовищi бiтyмy. Пор1вню-ючи pозчиннiсть ГК у бiтyмi i в оливi встановлено, що pозчиннiсть в оливi е значно кращою. Це тдтверджуе гiпотезy про розчинення гумово'1 крихти саме в оливних компонентах бггуму, а в смолах та асфальтенах, якi входять до складу бпуму, ГК практично не розчиняеться.
Тривалють розчинення, год Рис. 7. Залежшсть BMicTy гель-фракцiï ГК вiд тривалост розчинення в 6ÍTyMÍ
Вивчено змшу основних експлуатацiйних власти-востей 6ÍTyMy впродовж всього часу розчинення в ньому гумовоТ крихти. Процес проводили впродовж 9 год за температури 150 i 250 оС. Результати досль джень показано на рис. 8-10.
105
и
100
95
о а я а
Г
а
90
85
£ 80
/
/ /
>
r —«— —♦— -+
A- - 150°C ш- 250 °C -
0 2 4 6 8
Тривал1сть розчинення, год
Рис. 8. Змша температури розм'якшення бпуму залежно вiд тривалостi модифiкyвання гумовою крихтою
Встановлено (див. рис. 8), що температура розм'якшення модифшованого бiтyмy збшьшуеться iз збшь-шенням тривалостi розчинення гумовоТ крихти. При цьому ефект вщ розчинення за вищо'Т температури е значно бшьшим, що узгоджуеться з попереднiми результатами.
Еластичшсть модифiкованого бiтyмy в процеш розчинення гумовоТ крихти за низьких температур незнач-но тдвищуеться (див. рис. 9). Натомiсть при розчинен-нi аналопчно'Т кiлькостi гумовоТ крихти в бiтyмi за ви-соких температур спостерiгаеться рiзке збшьшення еластичностi, що пов'язане з розчиненням у бiтyмi фрагментов девулкатзовано'Т гуми.
105
и
100
95
о
Оч
га
а
£
а
90
85
/
/
ш—- — >
r —«— —♦— --♦
150°C ш- 250 °C
£ 80
0 2 4 6 8
Тривалкть розчинення, год
Рис. 9. Змша еластичност бiтyмy залежно вщ тривалостi
модифiкyвання гумовою крихтою
10
18
16
и
14
5,12 в
.5
Й ю
s
и
с
150 °C ■—250 °C
Тривалють розчинення, год Рис. 10. Змiна пенетрацн бiтyмy залежно вiд тривалостi модифжування гумовою крихтою
Пенетрац1я модифiкованого б^уму зi збiльшенням тривалостi розчинення гумово'1 крихти знижуеться (див. рис. 10), тобто тдвищуеться твердють б!туму. Вщмш-н1сть залежностей за низьких i високих температур та-кож пов'язана з принциповою рiзницею механiзмy мо-дифiкyвання 61тум1в гумовою крихтою в р!зних темпе-ратурних умовах.
Висновки. Вивчено мехашзм дп гумовоТ крихти у процеш модифiкyвання 61тум1в. Встановлено, що в об-ластi низьких температур вщбуваеться набухання гумовоТ крихти внаслщок поглинання оливних компонентiв 61туму. При цьому в б!тум! знижуеться вмгст оливних компонентiв, а вм1ст смол i асфальтешв пiдвищyеться. В област високих температур (220-250 °С) вщбуваеться терм!чна девyлканiзац1я гуми з утворенням л1-н1йних структур, як1 в1дносно легко розчиняються в се-редовищi 61туму.
1 о Перелж використаних джерел
Al-Ameri, M., Grynyshyn, O., & Khlibyshyn, Yu. (2013). Mohammad Al-Ameri. Modification of residual bitumen from orhovytska oil by Butonal polymeric latexes. Chemistry&Chemical Technology, 7(3), 323-326.
Bas, Yu. P., & Razgon, D. R. (2000). Sostojanie i perspektivy vto-richnogo ispolzovanija i utilizacii iznoshennyh shin. Jekologiches-kie aspekty proizvodstva jekspluatacii shin i RTI. Problemy ih vto-richnogo ispolzovanija i pererabotki: dokl. nauch.-prak. seminara (pp. 2-23). Moscow. [in Russian].
Borisov, S. V., Kemalov, A. F., Kemalov, R. A. et al. (2008). Struk-turnye i fiziko-mehanicheskie svojstva kompozicionnyh bitumnyh materialov. Jelektronnyj zhurnal "Struktura i dinamika molekul-jarnyh sistem", 1, 29-32. [in Russian].
Chajka, A. G. (2007). Pat. 2307138 Rossijskaja Federacija, MPKS 08 L 95/00. Vodoizoljacionnyj bitumnyj rulonnyj material i sposob ego izgotovlenija; zajavitel i patentoobladatel. №2005116858/03; zajavl. 02.06.2005; opubl. 27.09.2007. [in Russian].
Granev, V. V., Glikin, S. M., Voronin, A. M. et al. (2011). Krovli: SNiP II-26-76. Moscow: Aktualizirovannaja redakcija, 69 p. [in Russian].
Hrynyshyn, O. B., KHlibyshyn, Yu. Ya., Nahurskyi, A. O., & Na-hurskyi, O. A. (2015). Metody oderzhannia bitumiv z zalyshkiv pe-reroblennia vazhkykh naft. Tekhnolo-hycheskyi audyt y rezervu proyzvodstva, 5/4(25), 45-48. [in Ukrainian].
Kemalov, P. A., Borisov, C. B., Kemalov, A. F. (2009). Vzaimosvjazt strukturno-gruppovogo sostava i fiziko-himicheskih svojstv kro-veltnyh rruntovok, primenjaemyh v grazhdanskom stroiteltstve. Neftepererabotka i neftehimija, 3, 22-28. [in Russian].
Kemalov, R. A., Kemalov, A. F., Khazimuratov, S. A., et al. (2007). Modifikacija bitumov s celtju poluchenija prajmerov dlja gidro-izoljacionnyh materialov. Neftegazopererabotka i neftehimija-2007: mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (pp. 158-159), 22 maja 2007 g., g. Ufa. [in Russian].
Khlibyshyn, yu. ya., Pochapska, I. ya., Hrynyshyn, O. B., & Nahurskyi, A. O. (2014). Doslidzhennia modyfikatsii dorozhnikh bitu-
miv humovoiu krykhtoiu. Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Seriia: Khimiia, tekhnolohiia rechovyn ta yikh zastosuvannia, 787, 144-148. [in Ukrainian].
Korobkova, L. N., Titova, I. N., & Mitjushina, S. A. (2007). Modifi-kacija bitumov poliuretanami. Uspehi v himii i himicheskoj tehnolo-gii, 5(21), 83-87. [in Russian].
Kotov, S. V., Tyshhenko, V. A., Rudjak, K. B. et al. (2008). Kac-hestvennye bitumy-osnova razvitija dorozhnoj otrasli. Mir neftepro-duktov, 4, 14-15. [in Russian].
Tkachev, S. M. (2006). Tehnologija pererabotki nefti i gaza. Processy glubokoj pererabotki nefti i neftjanyh frakcij: ucheb.-metod. kompleks. Novopolock, 345 p. [in Russian].
Yerchenko, A. P., Sviridov, V. K., & Kulbachenko, K. Yu. (2000). Pat. 28399 Ukraina, MPK C08L95/00. Kompozytsiia dlia pryhotu-
vannia viazhuchoho pokrivelnykh ta hidroizoliatsiinykh materialiv; zaiavnyk i patentovlasnyk SP "Dzhyrdzhys". №96124775. opubl. 16.10.2000. [in Ukrainian].
Zabavnikov, M. V., Beljaev, P. S., & Malikov, O. G. (2007). K reshe-niju problem kachestva avtomobiltnyh dorog cherez novye syrtev-ye komponenty dorozhnyh svjazujushhih i progressivnye tehnologii ih proizvodstva. Teplofizika v jenergosberezhenii i upravlenii kac-hestvom: mater. VI Mezhdunar. teplofizicheskaja shkola (pp. 9095), 1-6 oktjabrja 2007 g., g. Tambov. [in Russian].
Zolotarjova, V. A., Bratchuna, V. I. (2003). Modificirovannye bi-tumnye vjazhushhie, specialnye bitumy i bitumy s dobavkami v do-rozhnom stroitelstve. PIARC-AIPCR: per. s franc. V. A. Zolotarjova; P. A. Bespalovoj. Kharkov: Izd-vo KhNADU, 229 p. [in Russian].
А. О. Нагурский, О. Б. Гринишин, Ю. Я. Хлибишин, В. В. Кочубей
Национальный университет "Львовская политехника", г. Львов, Украина
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА МОДИФИКАЦИИ БИТУМОВ РЕЗИНОВОЙ КРОШКОЙ
Нефтяные битумы являются одними из важнейших инженерно-строительных материалов, которые широко используются в дорожном строительстве, для производства кровельных и гидроизоляционных материалов. Они водонепроницаемые и устойчивые к разрушениям при низких температурах, нетоксичны и могут безопасно использоваться для покрытия поверхностей различного назначения. Нефтяные битумы должны обладать комплексом механических и адгезионных свойств. Нефтяные битумы в силу своих природных свойств не способны создавать условия для длительной работы дорожных покрытий под действием современных высоких транспортных нагрузок. Поэтому для улучшения свойств битумов проводят их модификации. Одним из направлений повышения качества битумов с улучшенными эксплуатационными характеристиками являются их модификации полимерными материалами. Модифицирование битума полимерами положительно влияет на основные свойства битумов, но стоимость модифицированного битума резко возрастает, потому полимеры являются достаточно дорогими. В настоящее время для модифицирования битумов широко используется резиновая крошка. Резиновую крошку получают с помощью дробления изношенных автомобильных шин. В качестве объектов исследований использованы строительный битум марки БНБ 70/30 и резиновая крошка фракцией 2 мм, которую получают в результате дробления изношенных автомобильных шин. Изучен механизм модифицирования битума резиновой крошкой, в частности исследованы закономерности процесса растворения резиновой крошки в битуме и отдельных его компонентах. Проведен термический анализ резиновой крошки, которую использовали для модифицирования. Показано как меняется групповой состав битума после его модификации. Изучено как меняются основные свойства битума в течение всего времени растворения резиновой крошки.
Ключевые слова: растворение; групповой состав; термическая устойчивость; остаточное масло.
A. O. Nagurskyy, O. B. Grynyshyn, Yu. Ya. Khlibyshyn, V. V. Kochubey
Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine
BASIC LAWS OF BITUMEN MODIFICATION WITH CRUMB RUBBER
Oil fuel is one of the most important engineering and construction material widely used in road construction, and also for the production of roofing and waterproofing materials. They are waterproof and resistant to damage by low temperature, non-toxic and can be safely used to cover surfaces for various purposes. Petroleum bitumen must have a set of mechanical and adhesive properties. They, especially the road must meet the following requirements: maintain strength at elevated temperatures; maintain elasticity at low temperatures; resist compression, blow, break under heavy traffic; ensure good adhesion to dry and wet mineral materials. Petroleum bitumen because of its natural properties is not able to create the conditions for long-term operation of road surfaces under the influence of modern high traffic loads. Therefore, to improve the properties of bitumen spend their modification. One of the most promising ways to increase the quality of bitumen with improved performance is a modification of polymeric materials. Modifying bitumen with polymers positively affects the basic properties of bitumen, but the cost increases dramatically modified bitumen that polymers are quite expensive. Currently, for the modification of bitumen rubber crumb is widely used. Crumb rubber is prepared by crushing worn tires. As objects of research we used for construction bitumen 70/30 BNB marks and rubber crumb fraction 2 mm, which is obtained as a result of crushing of tires. The mechanism of modifying bitumen with rubber crumb particular patterns studied dissolution process crumb rubber in bitumen and its individual components. The thermal analysis of crumb rubber, which is used for modification is made. The paper has shown the group composition of bitumen after modification, and studied how the basic properties of bitumen change during the time of dissolution of crumb rubber.
Keywords: dissolution; group composition; thermal stability; residual oil.
1нформащя про aBTopiB:
Нагурський Андрш Олегович, астрант, Нацюнальний ушверситет '^bBÎBCbKa полггехшка", м. Львiв, Украша.
Email: nagurskiy@ukr.net
Гринишин Олег Богданович, д-р. техн. наук, професор, Нацюнальний ушверситет '^bBÎBCb^ полтехшка", м. Львiв, Украша.
Email: hrenik@yandex.ru
Хлiбишин Юрш Ярославович, канд. техн. наук, доцент, Нацюнальний ушверситет '^bîb^^ полтехшка", м. Львiв, Украша.
Email: nagurskiy@ukr.net
Кочубей Вiкторiя В^алмвна, канд. хiм. наук, доцент, Нацюнальний ушверситет '^bîb^^ полп-ехшка", м. Львiв, Украша.
Email: vicvitkoch@gmail.com
