Научная статья на тему 'Влияние совместного введения полимеров и адгезионных добавок на свойства битумов'

Влияние совместного введения полимеров и адгезионных добавок на свойства битумов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
1411
163
Поделиться
Ключевые слова
модифицированный битум / добавки / физические / механические свойства

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Золотарев Виктор Александрович, Кудрявцева Светлана Викторовна, Ефремов С. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Separate and complex influence of SBS type polymer and superficial-active substance (surfactant) marginal corner of wetting and bitumen coupling has revealed that with the growth of polymer content the coupling increases considerably, thus the contribution of a given additive to coupling decreases. The introduction of surfactant into the bitumen, modified by polymer, reduces the marginal corner of wetting as in case of usual bitumen. High values of long water stability factor of asphalt polymer concrete have been provided by joint surfactant and polymer influence.

Текст научной работы на тему «Влияние совместного введения полимеров и адгезионных добавок на свойства битумов»

УДК 665.775:665.7.038.2:544.777

ВЛИЯНИЕ СОВМЕСТНОГО ВВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ И АДГЕЗИОННЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА БИТУМОВ

В.А. Золотарев, профессор, д.т.н., С.В. Кудрявцева, аспирант, С.В. Ефремов, научн. сотр., ХНАДУ

Аннотация. Изучено раздельное и комплексное влияние полимера типа СБС и поверхностно-активного вещества (ПАВ) на поверхностное натяжение, краевой угол смачивания и сцепление битумов. Показано, что с ростом содержания полимера сцепление существенно возрастает, при этом вклад добавки в сцепление уменьшается. Введение ПАВ в битум, модифицированный полимером, уменьшает краевой угол смачивания как и в случае обычного битума. Высокие значения коэффициентов длительной водоустойчивости асфальтополимербетонов обеспечиваются совместным влиянием ПАВ и полимера.

Ключевые слова: модифицированный битум, добавки, физические, механические свойства.

Введение

Общепринято, что модификация битумов полимерами позволяет повысить долговечность асфальтобетона в покрытии. По сравнению с асфальтобетоном на обычном битуме, асфальтобетон на битуме, модифицированном полимерами, отличается повышенной устойчивостью к развитию пластических деформаций в жаркое время и ощутимой устойчивостью к трещинообразованию при отрицательных температурах. Степень улучшения этих свойств зависит от содержания полимера в битуме и их качества.

В то же время сведений об устойчивости асфальтобетонов на битумах, модифицированных полимерами (асфальтополимербетонов), против разрушающего действия воды крайне недостаточно. Имеющиеся сведения достаточно противоречивы [1, 2, 3].

Цель и постановка задачи

Традиционный метод повышения адгезии битумов к каменной подложке в водной среде за счет введения в них адгезионных добавок (АД) в отношении битумов, модифицированных полимерами (БМП), практически не

освещен в доступной авторам научной литературе.

Кроме того, остается практически не изученным вопрос смачивания БМП минеральных подложек, а также вопрос особенностей этого процесса при использовании БМП, содержащих адгезионные добавки.

Увеличение объема знаний по этим вопросам должно способствовать более эффективному выбору технологических температур перемешивания и прогнозирования устойчивости асфальтополимербетонов против шелушения и выкрашивания в эксплуатационных условиях.

Объекты исследования

Для исследований были приняты следующие материалы: украинские (Лисичанский НПЗ) окисленные битумы БНД 40/60, БНД 90/130 и БНД 130/200; полимеры типа SBS с линейной структурой; импортная катионоактивная адгезионная добавка.

В битумы БНД 90/130 и БНД 130/200 вводили 3, 6 и 9 % полимера типа SBS. В битум

БНД 40/60 вводили 3 % полимера. В битумы БНД 90/130 и БНД 130/200, а также в эти битумы, модифицированные 3 % SBS, вводили 0,4; 0,7 и 1,0 % адгезионной добавки. В битуме БНД 40/60 и БМП с 3 % SBS, а также в битумах БНД 90/130 и БНД 130/200 с 6 и 9 % полимера содержание добавки составляло 0,7 %. Состав и свойства принятых к исследованию вяжущих приведены в табл. 1.

Методы исследования

Экспериментальные исследования, кроме традиционных испытаний вяжущих (пе-не-трация, температура размягчения, температура хрупкости, эластичность), выполняемых по существующим стандартам, подобным стандартам СЕ^ включали специальные опыты. Это опыты по определению: поверхностного натяжения (овв) вяжущих мето-

дом продавливания пузырька воздуха при температурах от 120 до 160 °С сквозь слой вяжущего; краевого угла смачивания (0) эталонной стеклянной поверхности по методу проектирования на экран «сидячей» капли при температурах от 80 до 180 °С [4]; пассивной адгезии вяжущего к эталонному стеклу после термостатирования в дистиллированной воде в течение 25 мин при температуре 85 °С [5, 6].

Для оценки водостойкости асфальтобетонов на различных вяжущих использован метод определения коэффициента уменьшения прочности при сжатии асфальтобетона после выдерживания его в воде. Он отличается от метода Duriez'а [7] тем, что время выдерживания образцов в воде при температуре 20 °С составляло 15 и 30 суток.

Таблица 1 Влияние полимерной и адгезионной добавок на свойства битумных вяжущих

№ п/п Марка вяжущего Содержание полимера, % Содержание добавки, % П25 *0,1мм Тр, °С Т А хр? °С Э25, % Температура Т0 при 0=15°, °С С, %

1 БНД 130/200 - 197 41,0 -19,0 - 103 16

2 БНД 130/200 3 - 122 48,1 -16,0 76 145 27

3 БНД 130/200 6 - 67 80,0 -21,5 99 - 72

4 БНД 130/200 9 - 54 104,0 -30,0 99 - 100

5 БНД 130/200 - 0,4 195 40,6 -21,0 - - 73

6 БНД 130/200 - 0,7 194 40,0 -20,0 - 78 85

7 БНД 130/200 - 1,0 198 40,6 -19,0 - - 97

8 БНД 130/200 3 0,4 121 46,9 -18,0 76,5 - 90

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9 БНД 130/200 3 0,7 122 47,9 -18,5 70 87 99

10 БНД 130/200 3 1,0 120 47,3 - 52,5 - 100

11 БНД 130/200 6 0,7 66 81,0 -21,0 95 - 99

12 БНД 130/200 9 0,7 57 103,0 -29,0 99 - 100

13 БНД 90/130 - - 110 46,0 -19,5 - - 17

14 БНД 90/130 3 - 68 55,7 -18,5 90 - 23

15 БНД 90/130 6 - 44 80,0 -36,5 93 - 74

16 БНД 90/130 9 - 41 95,0 -43,5 99 - 97

17 БНД 90/130 - 0,4 103 45,8 -20,5 - - 72

18 БНД 90/130 - 0,7 107 46,1 -21,5 - - 82

19 БНД 90/130 - 1,0 106 45,8 -16,0 - - 96

20 БНД 90/130 3 0,4 58 52,8 -19,0 61 - 96

21 БНД 90/130 3 0,7 60 53,0 -18,5 90 - 98

22 БНД 90/130 3 1,0 60 54,4 -17,5 80 - 99

23 БНД 90/130 6 0,7 46 82,0 -32,0 94 - 99

24 БНД 90/130 9 0,7 41 95,0 -43,0 95 - 97

25 БНД 40/60 - - 54 53,0 -16,5 - 140 25

26 БНД 40/60 3 - 35 60,9 -16,5 66 177 31

27 БНД 40/60 - 0,7 44 53,5 -17,5 - 117 98

28 БНД 40/60 3 0,7 35 58,6 -16,0 69,5 154 99

Влияние полимера и адгезионной добавки на поверхностные свойства вяжу-

щих

Поверхностное натяжение на границе раздела фаз вяжущее - воздух (овв) является важнейшим фактором, определяющим интенсивность смачивания вяжущим минеральной подложки. Приведенные в табл. 2 данные показывают закономерное его снижение с ростом температуры всех объектов, что обусловлено увеличением в них межмолекулярных расстояний. При этом температурный коэффициент снижения овв при переходе от температуры 120 °С к 160 °С находится в пределах 0,065 - 0,08 мДж/м2трад. Это достаточно близко к данным для неполярных жидкостей, приведенных в [8]. Абсолютные значения поверхностного натяжения изменяются в такой последовательности: уменьшаются при введении в чистый битум добавки; нарастают при введении в него полимера и приближаются к значениям, характерным для овв чистого битума, когда в БМП вводится адгезионная добавка.

Краевой угол смачивания с ростом температуры понижается (рис. 1). Это вполне соответствует температурным зависимостям вязкости и поверхностного натяжения, что обусловлено единым для всех зависимостей механизмом - межмолекулярным взаимодействием. Зависимости 0 от температуры на достаточно протяженном участке имеют линейный характер. Тангенс угла их наклона колеблется в пределах от 0,110 - 0,128 для вяжущих на основе битума меньшей консистенции (БНД 130/200) до 0,123 - 0,136 для вяжущих на битумах большей консистенции (БНД 40/60). Модификация битумов полиме-

ром приводит к существенному росту 0, а введение в чистый и модифицированный битум АД снижает значение 0. При этом больший рост 0 за счет введения полимера и большее его уменьшение за счет введения добавки при температурах 160 - 180 °С наблюдается для БМП на основе менее вязкого исходного битума БНД 130/200 меньшей консистенции. Это хорошо согласуется с усиливающим действием полимера как в отношении когезии, пенетрации и температуры размягчения по отношению к исходным битумам разной консистенции.

Значения 0 модифицированного битума БНД 130/200 после введения SBS ближе к значениям БНД 130/200 с добавкой, а значения 0 модифицированного битума БНД 40/60 после введения добавки ближе к значениям 0 чистого битума. Использование метода «сидячей» капли не дает достаточных оснований настаивать на абсолютной объективности полученных данных. Однако эти результаты объективны в отношении тенденции, заключающейся в том, что использование катион-ной адгезионной добавки сопровождается снижением 0, как битума, так и БМП. Это в свою очередь свидетельствует о возможности управлять смачиванием БМП поверхности каменных материалов.

До настоящего времени как в странах ЕС, а также в России, Украине и Белоруси, в качестве главного критерия качественного перемешивания асфальтобетонных смесей считается температура критической вязкости: 0,5 Па-с в странах бывшего Советского Союза и 0,2 Па-с в странах ЕС [9].

Таблица 2 Влияние температуры, полимерной и адгезионной добавок на поверхностное

натяжение битумных вяжущих

Марка Вяжущее Поверхностное натяжение при температуре (°С), мДж/м2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Содержание добавки и полимера 110 120 130 140 150 160

Ч. К РЧ о Чистый битум 36,8 34,4 33,0 32,3 31,8 31,5

0,7 % АД 35,5 33,5 32,3 31,6 31,0 30,7

о <м 3 % 8Б8 38,5 35,3 34,0 33,2 32,7 32,4

о СП 0,7 % АД + 3 % 8Б8 37,5 35,0 33,4 32,7 32,3 31,8

о ю Чистый битум 38,8 36,3 35,0 34,3 33,8 33,5

о ^ 0,7 % АД 38,5 35,7 34,3 33,7 33,0 32,5

к РЧ 3 % 8Б8 39,5 37,1 36,2 35,7 35,4 35,2

0,7 % АД + 3 % 8Б8 39,0 36,4 35,3 34,5 34,2 33,8

Температура перемешивания смесей должна быть не ниже той, которая обеспечивает такую вязкость. Такой подход является обязательным, но недостаточным, поскольку не учитывает взаимодействия фаз: битума и минеральной подложки.

Пары из несмачивающих жидкостей и лио-фобных поверхностей по определению не могут обеспечить хорошее смачивание и качественное перемешивание. Асфальтовые смеси содержат битумофильные материалы. Однако степень битумофильности, измеряемая краевым углом смачивания (0), различна для подложек из разных горных пород: она больше (0-меньше) для карбонатных горных пород и меньше (0-больше) для кислых пород. В то же время, как показывают ранее полученные [10] и приведенные выше данные, смачивание зависит и от качества вяжущего.

Следовательно, еще одним и, может быть, главным критерием эффективности перемешивания смеси является некоторое критическое значение краевого угла смачивания. При этом температура нагрева вяжущего должна обеспечивать критическое значение 0. В настоящей работе, на основе предыдущего опыта, в качестве критического принят

0=15°. Тогда критические температуры (Те)

для рассмотренных здесь систем, будут иметь значения указанные на рис. 1 и приведенные в табл. 1.

Введение добавки в битум БНД 40/60 приводит к снижению Т0 от 140 °С до 117 °С, а модификация его SBS повышает Т0 до 177 °С. Активация БМП адгезионной добавкой понижает Те до 154 °С. В случае битума БНД 130/200 такие же технологические приемы изменяют Т0 следующим образом: 103, 78, 145, 87 °С. Таким образом, использование адгезионной добавки понижает Т0 для битума БНД 40/60 модифицированного SBS, на 23 °С, а битума БНД 130/200, модифицированного SBS, на 58 °С.

Нельзя априори утверждать, что именно так нужно изменить температуры перемешивания смесей на основе БМП, содержащих адгезионные добавки, но тенденцию к уменьшению температур перемешивания для рассматриваемых систем можно оценить как вполне реальную.

Рис. 1. Влияние ПАВ на значения краевого угла смачивания: а - битумов без полимеров: + - БНД 40/60; □ - БНД 40/60 + 0,7 % АД; " - БНД 130/200; □ - БНД 130/200 + 0,7 % АД; б - битумополиме-ров: □ - БНД 40/60 + 3 % SBS; • - БНД 40/60 + 3 % SBS + 0,7 % АД; △ - БНД 130/200 + 3 % SBS; О - БНД 130/200 + 3 % SBS + 0,7 % АД

Существенная разница значений Т0 для вяжущих на модифицированных 3 % SBS битумах БНД 40/60 и БНД 130/200 и содержащих добавки обусловлена, прежде всего, отличием Т0 матричных битумов, а также разной степенью структурированности их за счет ас-фальтенов и полимера.

Сцепление битумов, БМП и БМП, содержащих адгезионные добавки, со стеклянной подложкой

Первым этапом этого исследования было изучение битумов, модифицированных малым содержанием полимера, что отвечает возможностям финансирования дорожной отрасли Украины и ее техническим возможностям. Введение 3 % SBS лишь незначительно повысило сцепление: на 11 % для БНД 130/200; 6 % - БНД 90/130 и 6 % для БНД 40/60. Это подтверждает правило, согласно которому, чем ниже консистенция исходного битума, тем эффективнее модифицирующее действие полимера в отношении механических и физических свойств БМП. Однако это не означает, что полученные абсолютные показатели битумополимера на низ-

коконсистентном, с 3 % SBS, битуме могут превосходить те, что имеют место для систем того же состава на более консистентном битуме.

Малая эффективность действия полимера может быть связана с тем, что дисперсной средой в принятых системах является битум, а фазой полимер. При этом адгезионное сцепление обеспечивается главным образом тем, что, из-за адсорбции углеводородов битума полимером, повышается клеящая способность смолообразной среды вяжущего. Сами же цепи SBS, вероятно, практически не участвуют в адгезионном процессе. Это хорошо согласуется с фактом, установленным в [11]. Он заключается в том, что сцепление смол с поверхностью гранита и известняка почти в два раза больше, чем масел. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что битум (№ 25, табл. 1) и битум с 3 % SBS (№ 14) при пенетрации соответственно 540,1 мм (№ 25) и 68*0,1 мм характеризуется практически одинаковым сцеплением 25 и 23 % (табл. 1).

Введение адгезионной добавки за 15-20 минут до прекращения процесса получения БМП приводит к ощутимому изменению ситуации: адгезионное сцепление для всех испытуемых систем резко возрастает уже при содержании ее 0,4 %. С введением 0,7 % добавки сцепление достигает почти 100 % уровня (образцы № 9, № 21, № 28). Такой же уровень сцепления чистого битума обеспечивается при содержании добавки 1,0 % (табл. 1, образы 7, 19). Это свидетельствует о хорошей совместимости добавки с битумополи-мерной средой и совместном вкладе обоих компонентов в обеспечение сцепления. Характер взаимодействия БМП с твердой подложкой и последствия такого взаимодействия существенно меняются при увеличении содержания полимера в битуме. Сцепление резко увеличивается: уже при 6 % оно составляет 72 - 74 %, а при 9 % достигает 97 - 100 % (рис. 2). Роль добавки по мере увеличения содержания полимера сводится практически на нет. Это приводит к тому, что для достижения максимального сцепления (100 % в соответствии с принятым методом его определения) БМП требуется существенно меньший расход добавки, чем в случае чистого битума. Можно предположить, что нарастание сцепления в этом случае связано с

переходом БМП из системы битум-полимер в систему полимер-битум, когда средой становится полимер, а фазой - битум [12, 13]. При этом фактически образуется полимер -битумный клей, в котором, вероятно, практически все углеводороды поглощаются полимером, и который обладает не только огромной адгезией, но и когезией (тк= 0,25 МПа при 20 °С и скорости деформирования при сдвиге 1 с-1 по сравнению с тк= 0,11 МПа чистого битума БНД 90/130).

Водоустойчивость асфальтобетонов на основе битумов, содержащих полимер и адгезионную добавку

Принятая методика определения сцепления вяжущих основана на использовании идеализированной модели. Эта модель отражает наиболее жесткие условия работы битумной пленки на твердой подложке: неблагоприятный химический состав; абсолютная гладкость и плотность подложки; высокая температура испытания. Для приближения условий испытаний к реальным была исследована водостойкость асфальтобетона крупностью зерен 5 мм, с содержанием минерального порошка 8 % и несколько заниженным содержанием битума 5,5 - 6,0 %. Последнее было сделано с целью обеспечить достаточно большую остаточную пористость и водона-сыщение асфальтобетона, что должно способствовать большему разрушающему действию воды.

Раздельное введение в смеси полимера (табл. 3; № 2, 6, 10) и добавки (табл. 3; № 3, 7, 11) приводит к росту прочности на сжатие при всех трех температурах, а также коэффициентов водоустойчивости асфальтобетонов. Адгезионная добавка повышает коэффициент водоустойчивости на 0,02 - 0,03 на 15-е сутки и на 0,02 - 0,04 на 30-е сутки. Такое повышение водостойкости можно считать недостаточно большим на фоне увеличения сцепления битума с добавкой со стеклянной поверхностью на 65 - 73 %. В случае использования в битуме 3 % полимера, наоборот, коэффициент водоустойчивости повышается на 0,02 - 0,05 на 15-е сутки и на 0,03 - 0,05 на 30-е сутки. Такой прирост водоустойчивости представляется слишком большим на фоне незначительного прироста сцепления (6 - 11 %) тех же вяжущих со стеклом.

100

90

80

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

70

%

,е 60

и

н е 50

л

п

е а 40

С

30

20

10

0

Вкл ад ад

Вк лад А Д ;

Вк лад А Д

у

о--- -о— БМП на битуме БНД 130/200 -в- БМП с 0,4 % ПАВ -А- БМП с 0,7 % ПАВ

.....

0123456789 Содержание полимера, %

Рис. 2. Влияние содержания полимера и адгезионной добавки на сцепление БМП со стеклянной поверхностью

Таблица 3 Влияние модификации битумов полимером и адгезионной добавкой на водные

свойства асфальтобетонов

Состав вяжущего Средняя плотность, кг/м3 Водонасыщение, % по объему Предел прочности, МПа, при температуре, °С Коэффициент водостойкости через

1 сутки 15 суток 30 суток 0 20 50 15 суток 30 суток

БНД 130/200 2301 6,8 8,2 8,7 6,41 2,62 1,13 0,73 0,68

БНД 130/200+3 % СБС 2300 6,6 7,7 8,1 6,81 2,96 1,28 0,78 0,73

БНД 130/200+0,7 % ПАВ 2292 6,8 8,2 8,6 7,99 3,15 1,20 0,76 0,72

БНД 130/200+0,7 % ПАВ+3 % СБС 2305 6,5 7,2 7,5 7,60 3,84 1,59 0,82 0,78

БНД 90/130 2274 7,8 9,4 10,1 8,88 4,25 1,38 0,77 0,72

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

БНД 90/130+3 % СБС 2285 7,3 8,4 9,1 9,61 4,90 1,73 0,82 0,77

БНД 90/130+0,7 % ПАВ 2278 7,5 8,9 9,6 9,20 4,59 1,75 0,79 0,74

БНД 90/130+0,7 % ПАВ+3 % СБС 2290 6,9 8,1 8,5 11,71 5,73 2,60 0,85 0,81

БНД 40/60 2280 6,8 8,5 9,0 9,58 4,76 1,73 0,83 0,78

БНД 40/60+3 % СБС 2292 6,4 7,9 8,0 10,98 5,12 2,09 0,85 0,81

БНД 40/60+0,7 % ПАВ 2289 6,2 8,1 8,3 10,54 5,02 2,01 0,85 0,81

БНД 40/60+0,7 % ПАВ+3 % СБС 2314 5,5 6,8 7,0 11,89 5,99 2,70 0,88 0,84

Это противоречие может бать связано с условиями формирования пленки вяжущего и условиями взаимодействия вяжущего и контактной зоны с водой в асфальтополимербе-тоне. Это касается: шероховатости, пористости и полиминеральности каменных материалов (гранита), когда темноцветные минералы (роговая обманка, авгит и др.) лучше взаимо-

действуют с вяжущим, чем светлые минералы (кварц, полевые шпаты); капиллярной и закрытой пористости асфальтобетона, которая препятствует свободному доступу воды к зоне контакта вяжущего с поверхностью минеральных материалов; неоднородности пленок вяжущего по толщине; водонепроницаемости пленок вяжущих.

Кроме того, есть еще две специфические особенности. Первая - это температура испытания: 85 °С при испытании на сцепление и 20 °С при испытании на водоустойчивость асфальтобетона.

Ранее [14] было показано, что снижение температуры от 95 °С до 70 °С приводит к росту сцепления от 10 % до 90 %, а снижение температуры термостатирования асфальтобетона от 85 °С до 20 °С повышает коэффициенты его водоустойчивости от 0,64 до 0,82.

Вторая - условия формирования пленок вяжущего при испытании на сцепление. При формировании пленки на стекле осуществляется практически свободное растекание пленки, а при формовании асфальтобетона, в нашем случае, используется очень высокое давление (30 МПа). Такое давление должно улучшить условия распределения полимерных цепей на поверхности подложки. Это следует из многочисленных данных по обеспечению адгезии полимеров к твердой подложке. Согласно ним [15], чем выше давление, тем больше адгезия.

В некоторой степени иллюстрацией этого являются результаты определения водоустойчивости асфальтополимербетонов, уплотненных под одинаковой нагрузкой в течение разных промежутков времени. При практической неизменности водонасыщения - около 0,7, что является свидетельством подобия структурно-текстурных характеристик асфальтобетонов, коэффициенты водостойкости на 15-е сутки с увеличением времени формования существенно возрастают от 0,92 при 2 минуте до 0,95 при 7 минутах.

Комплексное использование в битуме полимера и добавки приводит к складыванию эффектов, полученных от каждой составляющей. Для асфальтобетонов на БМП (исходный битум БНД 130/200) с добавкой экспериментально установленный (табл. 3; №2, 3, 4) и «суммарный» прирост водостойкости составили соответственно 0,09 и 0,08 (на 15-е сутки), а на тридцатые сутки соответственно 0,1 и 0,09.

В случае применения для асфальтобетонов битумов БНД 90/130, модифицированного теми же полимером и добавкой, расхождение между экспериментальным и «суммирован-

ными» значениями коэффициентов водоустойчивости на 15 сутки не превышает 0,01. Общий прирост коэффициентов водоустойчивости за счет комплексной модификации битума добавкой и полимером может достигнуть 0,1. Это должно существенно сказаться на стойкости асфальтополимербетонов против шелушения и выкрашивания под действием воды.

Выводы

Влияние адгезионной добавки на поверхностное натяжение и краевой угол смачивания битумов, модифицированных полимерами, принципиально такое же, как и ее влияние на чистые битумы. При этом эффект уменьшения овв и 0 тем больше, чем меньше консистенция исходного битума.

Использование в качестве критерия эффективного перемешивания, наряду с критической вязкостью, критического значения краевого угла смачивания, позволяет более объективно определить температуру эффективного перемешивания асфальтобетонных смесей, поскольку учитывает особенности поверхностных свойств вяжущих и минеральных материалов.

Введение адгезионной добавки, практически не влияет на технические свойства и консистенцию битума и БМП, снижает температуру равноценного (эквивалентного) смачивания (Те) битума на 23 - 25 °С, модификация битума полимером повышает ее на 37 - 42 °С, а введение добавки в БМП понижает эту температуру на 23 - 58 °С. Благодаря адгезионной добавке температура равноценного смачивания (Те) приближается к Т0 чистого битума.

Использование такого механизма действия адгезионной добавки может способствовать снижению энергоемкости битумополимер-ных технологий. При этом понижение температуры приготовления БМП должно быть обеспечено за счет использования высокоэффективных смесительных установок.

Поверхностные свойства вяжущих не влияют непосредственно на их сцепление с твердой поверхностью в эксплуатационных условиях. Несмотря на повышение оВВ и 0 при введении в битум полимера, его сцепление с мине-

ральной поверхностью несколько повышается, а введение адгезионной добавки в битум и БМП приводит к гораздо большему эффекту повышения сцепления при понижении оВВ и 0. Понижение консистенции битума улучшает смачивание, но ухудшает сцепление. Степень повышения сцепления тем больше, чем больше в битуме полимера. Совместное введение полимера и адгезионной добавки усиливает сцепление битума с подложкой. Равный уровень сцепления в этом случае достигается при меньшем расходе добавки. Чем больше содержания в битуме полимера, тем меньше влияние на сцепление оказывают адгезионные добавки.

Эффективность полимеров в отношении повышения водостойкости асфальтобетона выше, а адгезионной добавки ниже по сравнению с их влиянием на сцепление, определяемым по принятому здесь методу. Совместное использование полимера и адгезионной добавки в битуме приводит к складыванию индивидуальных эффектов от каждой добавки и существенному росту водоустойчивости асфальтополимербетона.

Литература

1. Гохман Л.М. и др. Полимерно-битумные

вяжущие материалы на основе СБС для дорожного строительства // Автомоб. дороги. Обзорная информация / Инфор-мавтодор. - М. - 2002. - Вып. 4. -112 с.

2. Wegan V., Brule B. Compаraison entre la mi-

crostructure des bitumes-polymere tels quells et dans les enrobes speciaux. - Bull. de Labo. des Pëonts et Chaussees. - 1999. - № 219. - P. 3 - 16.

3. Martin J.-V., Orange G., Baumgardner G. En-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

robes routiers des performances par modification chimique et association modification chimique et polymere. - RGRA. -2005.- № 843. - P. 97 - 106.

4. Лабораторные работы и задачи по колло-

идной химии. - М.: Химия, 1986. -С. 216.

5. Zolotarev V.A., Pissanko A.A.Adhesive

activity of bitumen with adhesion agent and its influence on asphalt concrete water-resistence // Proceedings of the 6th Interna-

tional Rilem Symposium, Zurich, Switzerland, 2003. - P. 184 - 190.

6. DSTU-BV 2.7-81-98. Viscous Road Oil Bitu-

mens. The method to determine the surface of glass and rock materials.

7. EN 12697-12. Melanges bitumineux. - Me-

thodes d'essai pour melange hydro-carbone a chaud. - Partie T2: Determi-nation de sensibilite a l'eau des eprouvettes bitumineuses.

8. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные

вещества. - Л.: Химия, 1975. - 248 c.

9. Koenders B.G., Stoker D.A., Bowen C., de

Groot P., Larsen O., Hardy D., Wilms K.P. Innovative process in asphalt production and application to obtain lower operating temperatures. 2nd Eurasphalt and Eurob-itume Congress, Barselona, 2000. -P. 830 - 840.

10. Золотарев В.А. Особенности смачивания

битумом поверхности каменных материалов // Известия ВУЗов // Сер. Строительство и архитектура. - 1991. - № 8. -С. 47 - 50.

11. Гохман Л.М., Гурарий Е.М., Амосова Н.В. Сопоставительные исследования французских и отечественных битумов, проведенные СоюздорНИИ // Автомобильные дороги. Информ.сб. / Инфор-мавтодор. - М. - 1997. - Вып. 10. - 56 с.

12. Les enrobes bitumineux. - Tom 1. RGRA.

Paris U.SIRF, 2001. - Р. 90 - 91.

13. PrEN 13632: 2003 Bitume et liants bitumi-

neux - Visualisation de la dispersion des polimers dans les bitumes modifies par polymeres.

14. Zolotarev V.A., Ageeva E.N., Zinchen-ko V.N. Quantitative evaluation of bitumen's adhesion by the method of its displacement by water // Proceedings of the fifth international RILEM Symposium. MTBM 97, France. 1977. - Р. 47 - 52,

15. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии

полимеров. - М.: Химия, 1969. - 321 с.

Рецензент: В.И. Братчун, профессор, д.т.н., Донбасская национальная академия строительства и архитектуры.

Статья поступила в редакцию 15 декабря 2007 г.