CC BY
40
УДК 625.061:691.178
УСТОЙЧИВОСТЬ СМОЛОПОЛИМЕРНЫХ ВЯЖУЩИХ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
С.В. Оксак, аспирант, ХНАДУ
Аннотация. Представлены данные исследования старения в тонком слое и стабильности при технологическом хранении смолополимерных вяжущих для цветных органобетонов.
Ключевые слова: смола, пластификатор, полимер, смолополимерные вяжущие, температура размягчения, пенетрация, старение, расслоение, стабильность при хранении.
Введение
Для повышения безопасности дорожного движения, а также улучшения эстетического восприятия городов в целом существует большая потребность в цветном покрытии автомобильных дорог, площадей, тротуаров, велосипедных дорожек.
Анализ публикаций
В настоящее время для получения цветных покрытий на органическом вяжущем в основном используется полимергудроновое вяжущее [1], которое характеризуется довольно высокими эксплуатационными свойствами, однако покрытие на основе этого вяжущего отличается тусклыми цветами.
Смолополимерные вяжущие более прозрачны по сравнению с полимергудроновыми [2] и поэтому являются более перспективными для получения ярких цветных дорожных органобетонов.
Одним из основных условий получения качественного органобетона является устойчивость исходного вяжущего к повышенным температурам. В соответствии с этим, вяжущее при повышенных температурах во время его производства, а также приготовления бетона на его основе не должно менять своих свойств (стареть).
Цель и постановка задачи
Цель работы - определение устойчивости смоло-полимерных вяжущих к повышенным температурам, воздействующих на него в процессе приготовления цветного органобетона.
Результаты исследований
Для проведения исследований были приготовлены различные вяжущие на основе пластифицированной смолы, с последующей модификацией полимером СБС. Свойства смолополимерных вяжущих предтавлены в табл. 1.
Старение вяжущих характеризовалось изменением температуры размягчения и остаточной пенетраци-ей после прогрева при температуре 163 °С в течение 5 часов в тонком слое, согласно ГОСТ 18180.
Из данных табл. 1 видно, что с повышением содержания полимера старение вяжущих понижается: приращение температуры размягчения после старения с 4,4-6,4 °С для бесполимерной матрицы падает до 0,1-0,4 °С при содержании полимера 9 %, а остаточная пенетрация возрастает до 99 % против 46-49 % у исходной пластифицированной смолы. Это является аргументом в пользу того, что вяжущие с содержанием полимера 6 % и выше практически не подвержены старению.
На рис. 1 показаны зависимости приращения температуры размягчения и степени изменения пенетрации при старении смолополимерных вяжущих с разным содержанием полимера.
Содержание полимера, %
Рис. 1. Влияние содержания полимера на старение смолополимерного вяжущего: ◊ - изменение температуры размягчения, □ - остаточная пенетрация
Так как смолополимерные вяжущие содержат в своем составе полимер, то их длительное хранение их при повышенных температурах может привести к расслоению полученных систем, а как следствие невозможности получения на таком вяжущем качественного органобетона.
Таблица 1 Технические свойства смолополимерных вяжущих
Соотношение компонентов вяжущего, % П25, 0,1 мм Т °С Т ^ хр? °С Д25, см Э25, % После старения
АТр, °С Остаточная пенетрация, %
С:ПЛ=2,3 245 35,6 -8,5 >100 - 4,4 49
С:ПЛ =2,3; П 3 146 41,8 -9 >100 59 1,1 77
С:ПЛ =2,3; П 6 127 47,8 -16 >100 83 0,2 81
С:ПЛ =2,3; П 9 62 55,5 -18 >100 92 0,4 98
С:ПЛ =2,1 328 31,4 -10 >100 - 6,4 46
С:ПЛ =2,1; П 3 199 37,9 -12 >100 61 0,9 78
С:ПЛ =2,1; П 6 171 43,3 -17,5 >100 84 0,1 92
С:ПЛ =2,1; П 9 76 54,5 -20 >100 93 0,2 99
С:ПЛ =1,8 467 28,0 -14 >100 - 5,9 47
С:ПЛ =1,8; П 3 297 34,4 -16,5 >100 68 0,4 78
С:ПЛ =1,8; П 6 201 41,9 -22 >100 93 0,2 91
С:ПЛ =1,8; П 9 105 52,1 -26 >100 94 0,1 99
Примечание. С - смола; ПЛ - пластификатор; П - полимер.
Таблица 2 Определение стабильности при хранении смолополимерных вяжущих
№ п/п Состав вяжущего До выдерживания После выдерживания
П25, 0,1 мм Т Тр, °С Э25, % П25, 0,1 мм Т °С Э25, %
верх низ верх низ верх низ
1 С:ПЛ =2,3 П 6 127 47,8 83 109 109 49,5 48,8 84 83,5
2 С:ПЛ =2,1 П 3 199 37,9 61 177 186 39,8 39,6 68 63
3 С:ПЛ =2,1 П 6 171 43,3 84 159 157 44,8 44,7 84 83
4 С:ПЛ =2,1 П 9 76 54,5 93 61 64 56,3 56,2 94 94,5
5 С:ПЛ =1,8 П 6 201 41,9 93 177 180 43,5 44,4 93 92
Для оценки стабильности смолополимерных вяжущих принят метод, принципиально согласующийся с тем, что изложен в [3], при этом время выдерживания образцов сокращено с 72 до 24 часов, так как в [4] показано, что после 24 часов изменение свойств практически не происходит.
Испытание на стабильность при хранении осуществляли в режиме прогрева в течение 24 часов при температуре 180±5 °С (8+8+8 часов), так как непрерывное выдерживание в течении 24 часов затруднено технологически и согласно [5] различия в показаниях практически не наблюдается. После этого, вяжущее извлекали из тюбика и делили на 3 равные части.
Испытаниям подлежали вяжущие из верхней и нижней частей тюбика. Об уровне стабильности свидетельствовали разница показателей свойств вяжущих из верхнего и нижнего слоев, выражен-
ная в абсолютных единицах. Результаты испытаний приведены в табл.2.
Во всех случаях смолополимерные вяжущие показывают практически абсолютную стабильность при хранении, различие в показателях после испытания не превышают 5 %.
Такая стабильность смолополимерных вяжущих объясняется тем, что в вяжущем отсутствуют ас-фальтены, которые обычно оседают при испытании на стабильность битумополимеров, а вяжущее состоит из хорошо совмещающихся компонентов образующих развитую полимерную сетку.
Выводы
Смолополимерные вяжущие, при содержании полимера 6 % и выше, устойчивы к старению при технологических температурах.
Вяжущие обладают высокой стабильностью при хранении, что позволяет хранить эти вяжущие более длительное время при технологических температурах, чем обычные битумополимеры, без опасности расслоения систем.
На разработанных смолополимерных вяжущих возможно получение качественных цветных ор-ганобетонов без технологических затруднений во время их производства.
Литература
1. Золотарьов В.О., Головенчиць С.Ф., Оксак
С.В., Сфремов С.В. Кольоровi асфальтобе-тонш покриття на полiмергудроновому в'яжучому // Вестник ХНАДУ. - 2005. -Вып. 29. - С. 252-54.
2. Маляр В.В., Оксак С.В., Золотарев В.А. Оценка
прозрачности вяжущих для цветных орга-
нобетонов // Вестник ХНАДУ. - 2005. - Вып. 30. - С. 201-202.
3. prEN 13 399. Bitumes et liants bitumineux.
Determination de la stabilité au stockage des bitumes modifies. - CEN/TC 336. - 2003. - 7 p.
4. Золотарев В.А., Галкин А.В., Кищинский С.В.
О стабильности при хранении битумов, модифицированных полимерами // Вюник Донбась^ ДАБА. - 2004. - № 1 (43). - Т.1.
С. 16 - 22.
5. Галкин А.В. Стабильность битумополимеров
при технологическом старении // Вестник ХНАДУ. - 2005. - Вып. 30. - С. 183-186.
Рецензент: В. А. Золотарев, профессор, д. т. н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 21 сентября 2006 г.
