Где используется битум: Битум — Что такое Битум?

Содержание

Битум в строительстве — Garantia-Stroy.ru

Битум, как строительный материал, имеет большое распространение в строительстве, а также развивается и вытесняет не которые строительные материалы. Битум – это продукт, который получают после переработки нефти, он обладает низкой теплопроводностью и устойчив тепловому воздействию. Производиться битум в основном на нефтеперерабатывающих заводах, на многих из них для этих целей стоит устаревшее оборудование. Причем устаревшее не только по возрасту , но и по нормам качества и технологии. Камнеугольный и сланцевый битум получают извлечением битума из твердого топлива с помощью органических растворителей. Нефтяные битумы применяют в строительстве дорог, гидроизоляции, кровель. Битумы, получаемые из твердого топлива, применяются в литейном производстве, а также при отделке изделий из дерева. Хотя сланцевый битум также применяется для изготовления мягких кровель(черепицы).

Для улучшения свойств битума, таких как прочность и теплоустойчивость, применяются различные добавки и наполнители. Главным качеством битума является его вязкость, так как он часто используется как связующее в материалах. Технология производства битумных мастик: нагревание битума, добавление наполнителей, продолжение варки битума. Битумные мастики можно готовить непосредственно на строительной площадке, либо покупать готовые мастики, но готовые мастики лучше применять на небольших участках производства. Также различаются способы нанесения, мастики предназначение для герметизации и гидроизоляции наносятся кистью, мастики применяемые на крыше иногда используют наливным способом, для антикоррозийной защиты кузова автомобиля используется мастика наносимая распылителем.

Основным применением битумных мастик является гидроизоляция кровель и приклеивание рулонных материалов к крыше. Но битум может использоваться как самостоятельный материал, это зависит от его свойств и характеристик. Также битум используется при производстве рулонных кровельных материалов, таких как рубероид, гидроизол, пергамин. Для герметизации ненаплавляемых рулонных материалов используется битумная мастика, для герметизации швов после сварки.

Утилизировать битумосодержащие отходы можно экономично, отходы служат для производства рулонных наплавляемых материалов. Можно отремонтировать поврежденную кровлю отходами, сейчас при наличии современных битумоплавильных установок, это можно сделать прямо на крыше. Но такой способ применим только на плоских крышах. На наклонных крышах используется битумная черепица. Это стеклоткань, обильно пропитанная битумом либо мастикой, с присыпкой из минеральной крошки и кремниевого песка. Битумную черепицу применяют при работе с дымоходами, для приклеивания черепицы по краю.

Долговременное воздействие низких температур неблагоприятно влияет на битум, ведет к его загустению, что неприемлемо, если нет возможности подогреть битум. Поэтому главным фактором производства качественной продукции является место хранения битума.

битум дорожный, битум , битум строительный

Битум БНД 60/90 битум нефтяной дорожный вязкий ГОСТ 22245-90 Природа продукта Слово «битум» переводится с латинского, как «горная смола». Этот материал представляет собой «микс» из органических веществ в жидком или твердом состоянии. Различают марки битума, в зависимости от сферы использования. Условные обозначения – это заглавные буквы: — БН (битум нефтяной), — БНК (битум нефтяной кровельный), — БНД (битум нефтяной дорожный). Затем идут цифры в формате» */*», которые обозначают диапазон вязкости дорожного битума, так называемой пенетрации. Чем меньше число, тем более вязкий, твердый материал. Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие. Битум нефтяной дорожный вязкий БНД 60/90 (ГОСТ 22245-90) – это смесь гетероорганических соединений и углеводородов, не выкипающая при температурах перегонки нефти. Область применения Области применения зависят от типа битумов и их пенетрации при 25°С. Укладка дорог производится в основном в теплое время года, поэтому и используется вязкий дорожный битум. Битум применяется в качестве вяжущего материала при строительстве, ремонте и содержании дорожных и аэродромных покрытий в качестве вяжущего материала, а также на асфальтобетонных заводах при производстве асфальтобетонных смесей.

Битум БНД 60/90 предназначен для пропитки и поверхностной обработки твердых дорожных щебеночных покрытий, а также для приготовления горячих асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в районах с теплым климатом. Основное его назначение – связывание минерального остова смеси в единое целое, для обеспечения технологи- ческих и эксплуатационных характеристик дорожного покрытия при воздействии на него движения и климатических факторов. Использование асфальтного покрытия на основе битума этой марки в несколько раз увеличивает срок эксплуата- ции дорожного полотна, позволяя длительное время избегать на дорогах провалов и трещин. Битум марки БНД 60/90 рекомендован к применению во второй-пятой дорожно-климатических зонах при среднемесячной температуре наиболее холодного времени года в пределах от -10 до +5°С. Физико-химические свойства Химический состав и метод изготовления битума определяют его свойства. Битум марки БНД отличаются хорошим сцеплением с каменными материалами и имеют достаточно высокую пла- стичность при отрицательынх температурах, стойки к лиматическим воздействиям.
В соответствии с ГОСТ 22245-90 вырабатываются вязкие битумы типов: БНД и БН. Все битумы маркируются по пенетрации при 25°С. При равной пенетрации при 25°С битумы БНД имеют более высокую температуру размягчения, более низкую температуру хрупкости и большие значения пенетрации при 0°С, чем битумы БН. Для битумов БНД устанавливаются требования по дуктильности при 25°С менее строгие в стравнении с битумами БН. А требования к термостабильности битумов БНД более жесткие. В этом и состоят их основные отличия. Свойства дорожного битума обусловлены особенностями его состава и структуры. Главными показателями этого материала является вязкость, пластичность и теплостойкость. Эти показатели взаимосвязаны. Вязкими битумы получаются только с добавлением определенных растворителей для увеличения текучести. С увеличением содержания масел, повыше- нием температуры и длительности воздействия нагрузок понижается вязкость и возрастает пластичность. Смолы обуслав- ливают вяжущие свойства битумов и дегтей, придают им пластичность, увеличивают клеящую способность.
Асфальтены в битумах и свободный углерод в дегтях повышают температуру размягчения и твердость. Соотношение физико-химических показателей битумов БНД обеспечивает дорожному покрытию наибольшую сдвигоустойчивость, трещиностойкость, длительную водо- и морозостойкость. Техническая карта

1. Технические требования

1.1. Вязкие нефтяные дорожные битумы изготавливаются окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов (асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки), а также компаундированном указанных окисленных и неокисленных продуктов или в виде остатка прямой перегонки нефти в соответствии с требовани- ями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.2. Характеристики Вязкие дорожные нефтяные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки выше 220 °С и минималь- ной температурой самовоспламенения 368 °С по ГОСТ 12.1.044. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов битумов в воздухе рабочей зоны 300 мг/    м³ — в соответствии с ГОСТ 12. 1.005. Содержание паров углеводородов в воздушной среде определяют по ГОСТ 12.1.014. Битумы являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Помещение, в котором производится работа с битумом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. При загорании небольших количеств битума его следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары битума следует тушить пенной струёй.

1.3. Требования охраны природы Эффективными мерами защиты природной среды является герметизация оборудования и предотвращение разливов битума.

2. Приемка

2.1. Вязкие дорожные нефтяные битумы принимают партиями. Партией считают любое количество битума, однородное по показателям качества и сопровождаемое одним документом о качестве.

2.2. Объем выборки — по ГОСТ 2517.

2.3. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания вновь отобранной пробы, взятой из той же партии.

2.4. Растяжимость при 0°С и изменение температуры размягчения после прогрева изготовитель определяет периодически не реже одного раза в 10 дней, температуру вспышки — не реже одного раза в месяц.

3. Методы контроля

3.1. Пробы вязких дорожных битумов — по ГОСТ 2517. Масса объединенной пробы каждой марки битума должна быть не менее 0,5 кг.

3.2. Температуру хрупкости битумов марок БН допускается определять по номограмме.

4. Маркировка, транспортирование и хранение

4.1. Маркировка, транспортирование и хранение битумов — по ГОСТ 1510. Дорожный битум перевозится на битумовозах, специально предназначенных для этого. Они представляют собой цистерны-термосы с двойными стенками и слоем теплоизоляции между ними. Такое устройство цистерн позволяет сохранять температуру, обеспечивающую подвижность и другие свойства битума до двух суток. При перевозке битума на значительные расстояния на железнодорожные цистерны устанавливаются специальные подогреватели, которые обеспечи- вают разогрев битума перед его выгрузкой.

5. Гарантии изготовителя

5.1. Изготовителв гарантирует соответствие качества битумов требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

5.2. Гарантийный срок хранения битумов — один год со дня изготовления. Технические характеристики N п/п Наименование показателя Норма по ГОСТу Метод испытаний 1. Глубина проникания иглы, 0.1 м: при 25 °С при 0°С, не менее 61 — 90 20 по ГОСТ 11501 2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже 47 по ГОСТ 11506 3. Растяжимость, см, не менее: при 25°С при 0°С 55 3.5 по ГОСТ 11505 4. Температура хрупкости, °С, не выше -15 по ГОСТ 11507 с дополнением по п.3.2 5. Температура вспышки, °С, не ниже 230 по ГОСТ 4333 6. Изменение температуры размягчения после прогрева,°С, не более 5 по ГОСТам 18180, 11506 с дополне- нием по п. 3.3 7. Индекс пенетрации -1.0 — +1.0 по приложению 2 Примечание — Вязкие битумы относятся к той или иной марке на основании трех основных показателей: глубины проникания иглы, температуры размягчения и растяжимости.

Глубина проникания иглы и растяжимость нормируются при двух температурах: 25 °С и 0 25 °С. — Показатель «температура хрупкости» битума характеризует время до начала интенсивного трещинообразования дорожно- го полотна, так как его определение показывает наиболее опасное состояние дорожного покрытия при резких перепадах температур в зимнее время.

по вопросу реализации битума звоните 8-918-749-08-33

Особенности структуры и свойств битумов, модифицированных полимерами

Нефтяные битумы находят широкое применение в дорожном и гражданском строительстве, благодаря высокой пластичности, способности выдерживать без разрушений воздействие низких температур, температурных перепадов, различных деформационных нагрузок. Основным потребителем нефтяных битумов является дорожное строительство, в настоящее время до 90% производимого во всем мире объема товарных битумов потребляется дорожной отраслью. Специалисты разных государств сходятся во мнении, что нефтяной битум является самым дешевым и наиболее универсальным материалом для применения в качестве вяжущего при устройстве дорожных покрытий.

Разрушение покрытия начинается уже в первый год эксплуатации по причине недостаточной способности битумного вяжущего к растяжению.

Необходимо отметить тот факт, что дорожные битумы российского и зарубежного производства принципиально различаются по качеству, что предопределено различием нормативных требований к этому виду товарной продукции в нашей стране и за рубежом. Практика дорожного строительства в России, состояние дорог даже федерального значения опровергает мнение о безукоризненности существующих требований к дорожным битумам, сформулированных в ГОСТ 22245-90. Многолетний опыт устройства и содержания дорожных покрытий с использованием битумов дорожных вязких марки БНД, изготавливаемых российскими НПЗ, свидетельствует о том, что, например, при значении показателя температуры хрупкости битума, равном −27°C (что намного превышает предел, указанный ГОСТ 22245-90), разрушение покрытия начинается уже в первый год эксплуатации по причине недостаточной способности битумного вяжущего к растяжению (и это при соответствии значения показателя растяжимости битумов при 25 и 0°C нормативным требованиям).

Положительные результаты применения в последние 10 лет при строительстве и ремонте дорожных покрытий в Санкт-Петербурге и Ленинградской области битумов, характеризующихся иными, чем битумы марок БНД, свойствами, например фирм «NESTE», «NYNAS», БДУ (Ухтинский НПЗ), позволяют сделать вывод о том, что в основе своей для повышения эксплуатационной надежности дорожных покрытий оказывается достаточным изменить качество дорожного битума. Использование битумов зарубежного производства и битума дорожного улучшенного марки БДУ (ТУ 38.1011356-91) в составе асфальтобетонных смесей взамен битума дорожного вязкого марки БНД (ГОСТ 22245-90) обеспечило возможность заказчику требовать, а подрядным организациям Санкт-Петербурга принимать на себя гарантийные обязательства на устроенные верхние слои дорожных одежд сроком до 5-7 лет.

Для повышения эксплуатационной надежности дорожных покрытий оказывается достаточным изменить качество дорожного битума. Например, применять битум марки БДУ (ТУ 38.1011356-91).

Более высокая эксплуатационная надежность асфальтобетонов, изготовленных с применением вышеуказанных марок битума, обусловлена оптимальным комплексом реологических свойств последнего. Это достигается регламентацией зарубежными стандартами требований к таким показателям качества битумов, как кинематическая вязкость при 135°С, динамическая вязкость при 60°С, и установлением пределов изменения глубины проникания иглы, растяжимости при 25°С, динамической вязкости при 60°С в процессе испытания битума на термостабильность по методике ASTM D 1754 (или ASTM D 2872), имитирующей условия воздействия на битумную пленку кислорода воздуха при повышенной температуре в асфальтосмесителе при изготовлении горячих асфальтобетонных смесей.

Анализ результатов испытания (в том числе и по методикам ASTM) битумов дорожных российского производства (табл. 1) показывает, что при идентичности значений показателя глубины проникания иглы при 25°С и других битумы, изготовленные из остатков переработки разных по химическому составу нефтей, принципиально различаются по вязкости. При работе в составе дорожного асфальтобетона наиболее устойчивым к воздействию сдвиговых усилий в теплое время года оказывается битум марки БНД 60/90, характеризующийся более высокой динамической вязкостью при 60°С. Однако, трещиностойкость асфальтобетонных покрытий при прочих равных условиях зависит от способности битума выдерживать без разрушения растягивающие усилия. Битумы дорожные разных марок характеризуются разным уровнем значений показателя растяжимости при 25°С: для битума дорожного вязкого растяжимость при 25°С, как правило, низкая (менее 100 см). В условиях испытания на термостабильность по методике ASTM D 1754 резко изменяются значения показателей физико-механических свойств, в том числе и обусловливающих работоспособность нефтяного вяжущего. В результате, наименьшей растяжимостью характеризуется битум дорожный вязкий БНД 60/90, что обусловливает и более низкую трещиностойкость асфальтобетона, изготовленного с использованием битума этой марки, особенно при переходах температуры через 0°С.

В химических процессах, протекающих при высокой температуре в присутствии кислорода воздуха, наиболее активно участвуют соединения, входящие в состав битума марки БНД 60/90, о чем свидетельствует значительная потеря массы образца при испытании по методике ASTM D 1754. Известно, что при смешении с минеральным материалом битум переводится в пленочное состояние, причем толщина пленки в зависимости от фракционного состава асфальтобетонной смеси достигает 5-15 мкм. Фактически 1 тонна битума распределяется по поверхности, равной 10 000 кв. м. Следовательно, в асфальтосмесителе создаются все условия для окисления битума и удаления летучих компонентов, т. е. для химического старения битума. С повышением температуры скорость реакции окисления соединений, входящих в состав битума, возрастает. По данным фирмы «SHELL» (рис. 1), интенсивность процесса старения битума на стадии приготовления асфальтобетонных смесей намного выше, чем при транспортировке и эксплуатации.

На основании вышеизложенного, следует подчеркнуть, что проблема качества дорожных битумов, с точки зрения их эксплуатационной надежности в составе дорожных покрытий, в России реально существует, однако для ее решения недостаточно добиться соответствия показателей товарных свойств битумов дорожных вязких марки БНД требованиям действующего ГОСТ 22245-90. Необходимо так же, как и за рубежом, регламентировать изменение таких свойств битума, как глубина проникания иглы, растяжимость и изменение массы в технологических условиях приготовления горячих асфальтобетонных смесей, а также дополнительно ввести в перечень нормируемых показателей качества параметры вязкости.

В условиях постоянного роста интенсивности движения, нагрузок на ось проблема повышения эксплуатационной надежности дорожных битумов в покрытиях в нашей стране приобретает все большую остроту. Следует принимать меры для увеличения срока службы дорожных покрытий на мостах и искусственных сооружениях — объектах, на которых, как показывает зарубежный опыт, потенциальных возможностей нефтяного битума даже оптимизированного качества оказывается недостаточно.

Все это обусловливает необходимость не только корректировки нормативных требований к физико-механическим свойствам товарных дорожных битумов отечественного производства, но и разработки, внедрения в практику дорожного строительства на основе битумов улучшенного качества новых материалов, способных обеспечивать более высокую прочность, долговечность дорожных покрытий, по сравнению с потенциальными возможностями нефтяных битумов.

Изучением вопроса придания битумам специфических свойств ученые всего мира занимаются более 55 лет. За прошедшие годы накоплен богатейший багаж знаний, основывающийся не только на результатах научных исследований, но и на практическом опыте использования модифицированных битумов, в том числе и в дорожном строительстве.

Установлено, что экономически эффективными модификаторами свойств нефтяных битумов являются те, которые доступны и недороги. С технической точки зрения для создания на основе битумов композиционных материалов с заданным комплексом свойств могут применяться только те модификаторы, которые:

  • не разрушаются при температуре приготовления асфальтобетонной смеси;
  • совместимы с битумом при проведении процесса смешения на обычном оборудовании при температурах, традиционных для приготовления асфальтобетонных смесей;
  • в летнее время повышают сопротивление битумов в составе дорожного покрытия к воздействию сдвиговых напряжений без увеличения их вязкости при температурах смешения и укладки, а также не придают битуму жесткость или ломкость при низких температурах в покрытии;
  • химически и физически стабильны и сохраняют присущие им свойства при хранении, переработке, а также в реальных условиях работы в составе дорожного покрытия.

В настоящее время в зарубежной практике для устройства и ремонта дорожных покрытий при необходимости используются композиционные материалы на основе битума и модификаторов, таких как сера, каучук (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен и др.), органомарганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат — EVA), термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры, а также блоксополимеры стирол-бутадиен-стирола — СБС). Целесообразность применения в составе дорожного асфальтобетона битума, модифицированного тем или иным видом модификатора, в каждом конкретном случае обосновывается с технической и экономической точки зрения.

По данным ЕАРА (табл. 2), доля модифицированных битумов от общего объема битумов, используемых для строительства и ремонта дорожных покрытий, в разных странах различна. Следует отметить рост потребления этого вида материалов к 2001 г., по сравнению с 1995 г.

В среднем в 2001 г. количество модифицированных битумов, использованных в дорожном строительстве в европейских государствах, составило 7% (рис. 2). Характер распределения объема потребления модифицированных битумов по видам модификаторов (рис. 2) свидетельствует о том, что наибольшее применение находят полимеры: полиолефины (9%), EVA (12%), полибутадиен (14%), типа СБС (41%). Производство битумов, модифицированных полимерами типа СБС, в европейских государствах к 2001 г. возросло в среднем до 50% и составило, например, во Франции 80%, в Германии — 95%, в Испании — 65%, Бельгии — 80%, в Италии — 100% от всего объема изготавливаемых модифицированных битумов (сведения предоставлены фирмой «KRATON POLYMER»).

Рост объемов потребления дорожной отраслью полимеров типа СБС обусловлен их способностью не только повышать прочность битума, но и придавать полимерно-битумной композиции эластичность — свойство, присущее полимерам, причем при небольшой концентрации (3-5% от массы битума). Использование в рецептуре асфальтобетонной смеси битума, модифицированного полимером типа СБС, обеспечивает дорожному покрытию способность к быстрому снятию напряжений, возникающих в покрытии под воздействием движущегося транспорта. В настоящее время за рубежом композиции битума с разным содержанием полимера типа СБС находят широкое применение для устройства дорожных одежд на искусственных сооружениях (мостах, дорожных развязках и пр.) и, как показывает опыт, обеспечивают длительные сроки работы покрытий, несмотря на особо сложные условия их эксплуатации. Кроме того, на основе полимеров типа СБС изготавливаются битумные мастики для разных видов дорожных ремонтных работ (заливки деформационных швов на мостах, трещин на асфальтобетонных покрытиях и др.), а также для герметизации площадок, предназначенных для сбора бытовых и др. отходов. Применению битумов, модифицированных полимером, предшествует в каждом конкретном случае технико-экономическое обоснование, поскольку стоимость модифицированного битума намного превосходит стоимость битума.

Модифицирующий эффект от введения полимера в битум зависит от правильности проведения процесса приготовления полимерно-битумной композиции.

Анализ известных способов приготовления битумов, модифицированных полимерами, показывает, что все они предусматривают, как правило, повышенную температуру процесса (150-200°С) и интенсивное перемешивание компонентов. Температура разложения большинства используемых для модификации битумов полимеров (полиэтилена, полипропилена, этилен-пропиленовых каучуков, термоэластопластов и др.) значительно превышает температуру совмещения их с битумом. Следовательно, реакции термо— и механодеструкции полимеров в массе битума не происходят, а если и имеют место, то протекают в очень незначительной степени.

Битумы при нагревании размягчаются, а термопластичные полимеры, независимо от того, были они кристаллическими или аморфными, переходят в вязкотекучее состояние. Таким образом, смесь полимера и битума при повышенной температуре представляет собой смесь двух жидкостей, различающихся по вязкости, а следовательно, процесс их смешения в основном должен сводиться к диспергированию жидкости в жидкости.

Известно, что степень дисперсности таких систем при прочих равных условиях определяется соотношением вязкости компонентов, а также взаимной растворимостью. В случае термодинамически несовместимых (нерастворимых или частично растворимых) компонентов предельный размер частиц в смеси зависит только от соотношения вязкостей и условий перемешивания, а смесь при повышенной температуре представляет собой эмульсию (рис. 3). При приложении нагрузки к таким системам происходит деформация (вытягивание) капель полимера в массе битума по направлению действия силы, и в зависимости от молекулярной массы, пластичности полимера разрушение, дробление их на капли или вытягивание в нити (рис. 4). Низкая вязкость полимера способствует лучшему диспергированию его в битуме. При повышении содержания полимера размер капель в массе битума возрастает, так как растет вероятность их коалесценсии (слияния), приводящей к обращению фаз в системе. Так, этилен-пропиленовый каучук СКЭПТ-Э-30 образует непрерывную фазу в битуме при введении в количестве не менее 9% масс (рис.  5).

Для взаимно растворимых компонентов степень дисперсности системы дополнительно возрастает за счет взаимодействия компонентов на границе раздела фаз. К таким полимерам относятся блоксополимеры типа СБС: KRATON D, ДСТ-30. Наличие в структуре стирол-бутадиен-стирольного полимера ароматических блоков обусловливает его сродство с нефтяным битумом, содержащим значительное количество ароматических соединений. В результате структура битумов, модифицированных полимером типа СБС, принципиально отличается от структуры битумных композиций с алифатическими полимерами. При температуре смешения (175-185°С) вследствие растворения полимера в мальтенах образуется гомогенная композиция, и, как показывают оптические исследования, однородная— при увеличении в 600 раз. Концентрационный предел взаимной растворимости компонентов (битума и полимера) снижается с увеличением молекулярной массы полимера. Так, при технологической температуре битум образует оптически однородные композиции с высокомолекулярным дивинил-стирольным термоэластопластом (М=150 000) при содержании последнего до 5% масс, в то время как с низкомолекулярным ДСТ-30 (М=45 000) — до 9% масс. При дальнейшем повышении концентрации ДСТ-30 в битуме происходит выделение в отдельную фазу асфальтосмолистой части битума, не являющейся растворителем для полимера (рис. 6).

Таким образом, процесс смешения при высокой температуре битума с полимерами любой химической природы протекает в две стадии: эмульгирование размягченного полимера в жидком битуме и последующее частичное (набухание) или полное растворение. Глубина процесса диспергирования полимера в битуме при прочих равных условиях определяется химической природой и молекулярной массой полимера, химическим составом битума, а также соотношением компонентов в смеси.

На практике для модификации свойств дорожных битумов должны использоваться полимеры, априори способные совмещаться с нефтяным битумом при повышенной температуре за минимальный период времени. Фирма «KRATON», например, специализирующаяся на производстве полимеров типа СБС, рекомендует для этих целей несколько марок: «KRATON D1101», «KRATON D1192», «KRATON D1116» и др.

Степень дисперсности полимерно-битумной композиции в значительной степени зависит и от способа смешения компонентов. Наилучшие результаты достигаются при использовании высокопроизводительных аппаратов — коллоидных мельниц, время пребывания компонентов при высокой температуре в которых минимально, что предотвращает старение битума и способствует созданию высокодисперсных систем, характеризующихся наиболее оптимальным комплексом физико-механических свойств. При проведении процесса приготовления битума, модифицированного полимером, в аппарате с мешалкой длительность процесса перемешивания компонентов достаточно велика и в зависимости от конструкции смесителя и количества вводимого полимера составляет до 5 и более часов, что, безусловно, оказывает негативное влияние на качество конечного продукта вследствие старения битума под воздействием высокой температуры в присутствии кислорода воздуха, а также приводит к образованию более грубых дисперсных систем.

Структура битумов, модифицированных рассмотренными выше видами полимеров, созданная при технологической температуре, как правило, сохраняется и после охлаждения. Это обусловлено резким увеличением вязкости приготовленного полимерно-битумного материала при понижении температуры, препятствующим расслоению дисперсной системы. Следовательно, понятие «совместимость полимеров с битумами» включает две составные части: термодинамическую совместимость компонентов, а также совместимость на уровне двухфазных структур.

При комнатной температуре и в реальных условиях эксплуатации битумы, модифицированные полимерами, представляют собой, как правило, микро— или макро— неоднородные системы, т. е. являются композиционными материалами. Свойства их определяются фазовой структурой смеси, в частности механические — преимущественно, свойствами непрерывной фазы. Именно поэтому способностью придавать битуму эластичность (свойство, присущее в том числе и олефиновым полимерам, например полиэтилену, полипропилену, этилен-пропиленовому каучуку и др. ) обладают лишь те полимеры, которые образуют непрерывную фазу в массе композиции. Роль полимера, образующего дисперсную фазу в массе битума, сводится лишь к упрочнению материала за счет наполнения его частицами. Варьируя видом, концентрацией полимера, можно получать композиционные материалы с заданным комплексом физико-механических свойств.

Качество битума не оказывает существенного влияния на характер модифицирующего действия полимеров, который обусловлен, преимущественно, химической природой полимера. Однако химический состав и структура битума влияют на совместимость с полимерами и свойства конечного продукта. С повышением степени окисленности битума совместимость его с полимерами любого химического строения и молекулярной массы ухудшается, что обусловлено увеличением содержания в битуме асфальтенов и высокомолекулярных смол, снижением количества масел и низкомолекулярных смол, которые принимают непосредственное участие в процессе растворения полимеров. Использование в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумных композиций битумов, обогащенных ароматическими соединениями, благоприятствует совместимости компонентов, что согласуется с известными положениями теории физической химии полимеров и обусловлено лучшей растворимостью полимеров в ароматических соединениях.

Свойства композиций, приготовленных в одинаковых технологических условиях из разных по химической природе битумов (БДУ — из тяжелой ярегской нефти; БДУС — из смеси западно-сибирских нефтей) при использовании полимера KRATON D1101 (фирмы «SHELL»), различны (табл. 3). Введение полимера приводит к резкому снижению значений показателя растяжимости битума при 25°С. За счет более высокой способности к растяжению битума марки БДУ композиция последнего с KRATON D1101 характеризуется также более высокими значениями показателя растяжимости, по сравнению с материалом, приготовленным на битуме марки БДУС. Для придания битуму, модифицированному полимером, способности выдерживать без разрушения растягивающие усилия в реальных условиях эксплуатации дорожных покрытий в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумной композиции следует применять битумы, характеризующиеся высоким уровнем значений показателя растяжимости при 25°С (более 100 см) как до, так и после смешения с минеральным материалом.

За счет лучшей растворимости в массе битума дорожного улучшенного марки БДУ полимер типа СБС способен в несколько большей степени реализовывать присущую ему эластичность. Этим же объясняется и более высокая вязкость композиции полимера с битумом, полученным из остатков переработки тяжелой ярегской нефти.

Битумы, модифицированные полимерами (в том числе и блоксополимерами), являются дисперсными (неоднородными) системами, а следовательно, термодинамически неустойчивыми, что является причиной их расслоения (разрушения), особенно при повышенной температуре в статических условиях (в отсутствие перемешивания). Чем выше сродство полимера к битуму, чем выше степень дисперсности полимера в массе битума, тем выше устойчивость композиционного материала к расслаиванию. Вследствие худшей совместимости компонентов композиция, приготовленная на битуме марки БДУС с полимером KRATON D1101, характеризуется наибольшим различием в значениях показателя температуры размягчения верхнего и нижнего слоев массы композиции (табл.  3) после испытания на термостабильность в статических условиях, по сравнению с битумом марки БДУ, модифицированным равным количеством этого же полимера, приготовленным в идентичных условиях.

При использовании высокоэффективных смесителей, позволяющих достичь более высокой степени дисперсности полимера в битуме, устойчивость композиционных материалов к расслаиванию возрастает (температура размягчения массы полимерно-битумного вяжущего в верхнем и нижнем слоях после термостатирования практически одинакова), вот почему за рубежом приготовление полимернобитумных материалов осуществляется с помощью коллоидных мельниц.

Для обеспечения заданного качества товарной продукции, достижения максимальной эффективности от ее использования в дорожном строительстве нормативные требования к битумам, модифицированным полимерами, обязательно должны предусматривать контроль не только за однородностью свежеприготовленной композиции, но и за устойчивостью к расслаиванию при повышенной температуре. Учитывая тот факт, что полностью предотвратить расслоение композиции битума с полимером типа СБС на стадии хранения при повышенной температуре невозможно, необходимо лимитировать длительность хранения, а также осуществлять механическое перемешивание массы изготовленной товарной продукции на стадии хранения.

В связи с тем, что механизм распределения в битуме полимера заключается в растворении последнего в мальтеновой части битума, на первый взгляд кажется, что для достижения наилучшей совместимости компонентов необходимо увеличить количество масляных компонентов в битуме, например за счет дополнительного введения минеральных масел. Однако следует напомнить, что нефтяные дорожные битумы, как коллоидные системы, также термодинамически неустойчивы во времени. Введение масел приводит к нарушению относительной стабильности структуры битума, сформировавшейся на стадии изготовления последнего. В зависимости от химической природы соединений, входящих в состав минерального масла, последнее может являться хорошим или плохим растворителем по отношению к битуму. Кроме того, уместно напомнить, что процесс совмещения битума с минеральным маслом не так прост, поскольку механизм его также заключается в смешении жидкостей, различающихся по вязкости. Следовательно, получение при повышенной температуре гомогенной массы на основе нефтяного битума и минерального масла само по себе представляет непростую технологическую задачу. Использование полимерно-масляных концентратов в качестве исходного компонента для приготовления модифицированного битума не упрощает процесс получения материала с заданным комплексом физико-механических свойств, в том числе и по причине переменного (от партии к партии) качества исходного битума, поступающего на предприятия дорожной отрасли нашей страны.

Использование пластификаторов (масел) на стадии приготовления битумов, модифицированных полимерами, не только не повышает устойчивость последних к расслаиванию, но и способствует разрушению вяжущего в составе дорожного покрытия, вследствие выпотевания (отторжения) масел, в первую очередь, введенных дополнительно. Для получения полимерно-битумных материалов, характеризующихся более высокой пластичностью, достаточно использовать в качестве исходного сырья битумы с более высокими значениями показателя глубины проникания иглы при 25°С, что имеет место в зарубежной практике.

Таким образом, битумы, модифицированные полимерами, представляют собой композиционные материалы, структура и свойства которых при прочих равных условиях зависят от вида и концентрации полимера, марки битума, а также от технологии смешения компонентов.

Для получения модифицированных битумов с заданным комплексом свойств в каждом конкретном случае необходимо осуществлять правильный выбор полимерного модификатора, битумного сырья, выполнять комплекс лабораторных работ по оптимизации рецептуры композиционного материала. Для обеспечения стабильности структуры и свойств битума, модифицированного полимером, при изготовлении разных партий товарной продукции следует использовать полимер и битум постоянного качества, а также строго соблюдать технологический регламент процессов приготовления и хранения модифицированного битума.

Анализ зарубежного и отечественного опыта применения битумов, модифицированных полимерами, показывает принципиальные отличия в подходах к выбору исходных компонентов, к проектированию составов полимерно-битумных вяжущих, к регламентированию комплекса физико-механических свойств ПБВ, к выбору объектов, на которых наиболее целесообразна замена битума дорожного на новый вид вяжущего.

Для объективной оценки зависимости долговечности дорожных покрытий, работающих в сложных климатических условиях Санкт-Петербурга, от вида нефтяного вяжущего, используемого в составе горячей асфальтобетонной смеси, в 1998 г. было проведено опытное строительство участков дорожного покрытия на особо грузонапряженных трассах: Северном проспекте, Дворцовом проезде, а также на Гакелевской улице, с применением битума дорожного улучшенного марки БДУ 70/100 (производства Ухтинского НПЗ) и полимерно-битумного вяжущего. В качестве производителя полимерно-битумного вяжущего был выбран концерн «КОСМОС» (г. Москва), имеющий опыт по устройству дорожного покрытия с применением полимерно-битумного вяжущего на кольцевой дороге в Москве. ПБВ изготавливалось в соответствии с требованиями ОСТ 218.010-98 на промышленной установке концерна «КОСМОС» и доставлялось в Санкт-Петербург битумовозами. Процесс производства и укладки горячих полимер-асфальтобетонных смесей курировался представителями концерна «КОСМОС» и ФГУП «СоюздорНИИ».

Визуальный осмотр, проведенный в 2002 г., показал, что состояние дорожных покрытий на опытных участках Дворцового проезда и Гакелевской улицы, устроенных с применением ПБВ и битума марки БДУ, удовлетворительное. Независимо от вида использованного нефтяного вяжущего, на дорожном покрытии появились отдельные продольные и поперечные трещины, а также разрушения вокруг колодцев (по сравнению с 2001 годом, количество разрушений увеличилось). На всех остановках общественного транспорта, где под верхний слой асфальтобетона укладывалась армирующая сетка «Хателит», наблюдается незначительная колея по полосам наката, которая, по сравнению с 2001 годом, также несколько увеличилась.

Асфальтобетонное и полимер-асфальтобетонное покрытие на опытных участках, устроенных на Северном проспекте, находится в хорошем состоянии: трещин и разрушений нет, перед перекрестком с ул. Есенина в зоне торможения пластические деформации отсутствуют. Наблюдается равномерный незначительный износ покрытия по полосам наката.

По истечении 4 лет эксплуатации в одинаковых условиях принципиальных различий в состоянии покрытий на основе битума марки БДУ и ПБВ не обнаружено. Обращает на себя внимание тот факт, что ПБВ не повысило устойчивость дорожного покрытия к различного рода пластическим деформациям, не предохранило верхний слой покрытия от образования трещин, как отраженных, так и другого характера появления, причиной которых является состояние инженерных сетей и недостаточная несущая способность конструкции дорожной одежды.

Таким образом, по результатам четырехлетнего наблюдения за состоянием полимер-асфальтобетонных покрытий пока не представляется возможным сделать вывод об эксплуатационных преимуществах полимерно-битумного вяжущего, по сравнению с битумом марки БДУ, а следовательно, и целесообразности замены битума БДУ на полимерно-битумное вяжущее для устройства дорожных покрытий на грузонапряженных трассах г. Санкт-Петербурга.

На сегодняшний день одной из важнейших задач, стоящих перед дорожниками Санкт-Петербурга, является повышение срока службы дорожных покрытий на мостах, приведение в порядок трамвайных путей. Условия работы дорожного покрытия на указанных объектах намного более сложные, чем на обычных адресах, в связи с постоянным пребыванием материала под воздействием вибраций, усилий сдвига, растяжения, сжатия и пр. Как показывает опыт Санкт-Петербурга (Финляндии, Германии и др. государств), в таких случаях технически и экономически оправдано применение битумов, модифицированных полимером типа СБС.

В 1999 г. на ОАО «АБЗ-1» (Санкт-Петербург) была введена в эксплуатацию установка по модификации битума периодического действия, разработанная научноконструкторским бюро Минэкономики РФ. По технологии ЦНКБ модификация битума полимером осуществляется в двух смесителях объемом 2,5 т каждый. Для гомогенизации смеси конструкцией предусмотрены перемешивающие устройства: рама (48,9 об. /мин), шнек (34,5 об./мин), а также циркуляция. Окончание процесса приготовления полимерно-битумного вяжущего определяется визуально путем оценки однородности массы при температуре смешения (175-180°С).

В 1999 г. были выпущены по рецептуре, предложенной ЦНКБ, опытные партии полимерно-битумного вяжущего марки ПБВ-90 на основе битума марки БНД 60/90, полимера ДСТ-30 и индустриального масла, которые уложены на Ждановской набережной напротив Петровского стадиона и повороте на Малый проспект.

Анализ физико-механических характеристик ПБВ в пробах, отобранных из опытных партий товарной продукции, показал нестабильность свойств полученного материала, в ряде случаев даже несоответствие требованиям ОСТ 218.010-98. Из-за различия свойств исходных компонентов, поступающих на асфальтобетонный завод (в частности, разных партий битума и ДСТ-30), возникали сложности при проектировании в лаборатории АБЗ рецептуры полимерно-битумного вяжущего, полимер-асфальтобетонной смеси, а также с распределением полимера в массе битума в промышленном смесителе в течение времени перемешивания компонентов, рекомендованном Технологическим регламентом (3-4 часа).

Для обеспечения стабильности качества товарной продукции возникла необходимость в разработке оптимальной рецептуры битума, модифицированного полимером, и в корректировке технологического режима его приготовления.

Учитывая то, что битум дорожный, изготавливаемый из остатков переработки тяжелой нефти Ярегского месторождения (Республика Коми), характеризуется не только стабильностью значений показателей физико-механических свойств в разных промышленных партиях товарной продукции, но и большей растяжимостью, а также повышенной термостабильностью в условиях изготовления горячих асфальтобетонных смесей (по сравнению с битумом марки БНД 60/90), представлялось целесообразным произвести замену битума марки БНД 60/90 в рекомендованной ранее рецептуре полимерно-битумного вяжущего на битум дорожный улучшенный марки БДУ 70/100. В качестве полимерного модификатора для дальнейших работ по выпуску на установке ОАО «АБЗ-1» битума, модифицированного полимером, был выбран полимер «KRATON D1101», широко использующийся для этих целей за рубежом. Комплекс показателей физико-механических свойств указанного полимера как товарного продукта фирмы «KRATON» определенного назначения обусловливает стабильность качества и предопределяет способность его к образованию с нефтяными битумами при температуре 175-180°С гомогенных композиций.

С целью получения максимальной отдачи от введения в битум дорогостоящего полимера корректировке были подвергнуты и нормативные требования к битуму, модифицированному полимером. В 2000 г. были разработаны, а в 2001 году зарегистрированы в органах Госстандарта ТУ 0256002-03218295-2001 на битум, модифицированный полимером (марки БМП).

В связи с тем, что полимер СБС способен придавать битуму эластические свойства, представлялось целесообразным ужесточить требования к показателю эластичности, по сравнению с требованиями ОСТ 218.010-98: для БМП эластичность определяется через 10 минут, а не после полного прекращения сокращения образца ПБВ, подвергнутого испытанию на растяжимость на дуктилометре. Повышенная эластичность вяжущего обусловливает практически моментальное эластическое восстановление дорожного покрытия после снятия прилагаемой нагрузки до ее повторного приложения, а следовательно, создает предпосылки для повышения долговечности дорожного покрытия.

Для изготовления битумов, модифицированных полимером, способных работать в условиях воздействия разных по виду и величине прилагаемых нагрузок, в ТУ включены несколько марок БМП, различающихся значениями таких показателей качества, как глубина проникания иглы, температура размягчения и др. За основу взяты нормативные требования к качеству модифицированных битумов зарубежного производства. Для обеспечения практической возможности изготовления в условиях асфальтобетонного завода модифицированных битумов разных марок предусмотрено использование в рецептуре композиционного материала специальной добавки, обладающей химическим сродством к битуму дорожному улучшенному — БДУ.

В августе 2000 г. ОАО «АБЗ-1» выпустило в соответствии с ТУ 0256-002-03218295-2001 первую опытную партию вяжущего марки БМП-65 и на его основе изготовило полимер-асфальтобетонную смесь. Для отработки тех нологии укладки смеси с новым видом нефтяного вяжущего в качестве объекта был выбран участок протяженностью 120 м на ул. Бадаева, интенсивность движения по которой не велика. При осмотре опытного участка в 2002 г. разрушений покрытия не обнаружено.

Основным направлением использования битума, модифицированного полимером типа СБС, отработкой технологий изготовления и применения которого, начиная с 2000 г., занимается ОАО «АБЗ-1», является применение его в составе литого асфальтобетона. В 2000 г. было изготовлено 47,5 т БМП, литым асфальтобетоном отремонтированы трамвайные пути по ул. Расстанной (опытный участок 70 м), ул. Инженерной (от здания цирка до Садовой ул.), Большому Сампсониевскому проспекту, Заневскому проспекту до моста Александра Невского и др. Для оценки работоспособности литого асфальтобетона, приготовленного с использованием битума, модифицированного полимером, в более жестких условиях эксплуатации в 2000 г. отремонтированы трамвайные пути на Сампсониевском мосту. При осмотре указанных выше объектов в 2002 г. разрушений не обнаружено.

В 2001 г. для проведения работ по устройству гидроизоляции и дорожного покрытия по металлической ортотропной плите на разводной части моста Александра Невского в зоне проезжей части трамвайных путей и тротуаров ОАО «АБЗ-1» совместно с финскими специалистами фирмы «Леминкяйнен» были использованы литые асфальтобетонные смеси и мастики, изготовленные на основе битума, модифицированного полимером, отвечающего требованиям ТУ 0256-00203218295-2001. По результатам лабораторных исследований, проведенных финскими специалистами в Финляндии, битум, модифицированный полимером марки БМП в пробах, отобранных из опытных партий, изготовленных на промышленной установке модификации битума ОАО «АБЗ-1», и литые асфальтобетонные смеси на его основе, полностью отвечали требованиям финских норм. По мнению финских специалистов, применение полимерно-битумного вяжущего позволяет обеспечить гарантийный срок службы покрытия на мосту в течение 3 лет.

В 2002 г. ОАО «АБЗ-1» совместно с немецкой фирмой «FLH Consult G&R» проводило работы по гидроизоляции Троицкого моста через реку Нева. На разводной части моста дорожная одежда была устроена по ортотропной металлической плите (предварительно обработанной эпоксидным праймером) из 2 слоев литого асфальтобетона, изготовленного на промышленной установке ОАО «АБЗ-1» на битуме, модифицированном полимером марки БМП-85 (ТУ 0256-002-032182952001). На стационарных пролетах моста литой асфальтобетон на основе БМП использовался как защитный слой. Гарантийные обязательства ОАО «АБЗ-1» на дорожную одежду разводной части моста составляют 3 года, а на гидроизоляцию — 10 лет.

В 2002 г. литые асфальтобетонные смеси применялись также для ремонта трамвайных путей (по ул. Садовой, ул. Б. Дворянской, Среднему проспекту, Каменноостровскому проспекту, Московскому проспекту (угол Обводного канала), площади Восстания, площади Труда, Сенной площади), для устройства покрытий технологических проходов на Автовском путепроводе. Общий объем выпуска БМП на установке модификации битума ОАО «АБЗ-1» в 2002 г. составил около 315 т.

Одним из перспективных направлений применения битума, модифицированного полимером (марки БМП), является использование в качестве вяжущего при изготовлении щебнемастичных асфальтобетонных смесей (SMA), дорожное покрытие из которых характеризуется повышенной прочностью. Щебнемастичный асфальтобетон широко применяется в верхних слоях дорожных покрытий в Швеции, Норвегии и других странах.

Возрастающий спрос на битум, модифицированный полимером, марки БМП для устройства и ремонта дорожных покрытий на объектах Санкт-Петербурга, об условлен положительными результатами опытного использования этого вида нефтяного вяжущего в сложных условиях эксплуатации.

Трехлетний опыт производства БМП на промышленной установке модификации битума ОАО «АБЗ-1» показал, что работоспособность БМП в составе дорожного покрытия зависит от:

  • качества исходных материалов;
  • соблюдения рецептуры;
  • квалификации обслуживающего персонала;
  • соблюдения технологических режимов приготовления и хранения.

Специалисты ОАО «АБЗ-1» отмечают, что установка по приготовлению битума, модифицированного полимером, далека от идеальной модели устройства по приготовлению такого вида композиционного материала для промышленного использования. При этом указывают, что при хранении БМП в статических условиях (без перемешивания) при температуре 150-200°С (технологических температурах изготовления полимерно-битумного вяжущего и укладки литых асфальтобетонных смесей) наблюдаются необратимые изменения в структуре вяжущего, происходит расслоение («желатинизация») массы вяжущего вблизи нагревательных элементов, приводящие к ухудшению физико-механических свойств (снижению значений показателей глубины проникания иглы, температуры размягчения, растяжимости, эластичности). В течение первых суток изменения незначительны и после интенсивного перемешивания могут быть устранены с малым ущербом для качества. При более длительном хранении процесс разрушения структуры БМП становится необратимым.

Таким образом, выводы, сделанные производителями и потребителями промышленных партий битумов, модифицированных полимером типа СБС, полностью совпадают с заключениями, сформулированными российскими и зарубежными учеными на основании результатов научных исследований структуры и свойств этого вида нефтяного вяжущего. При работе с битумами, модифицированными полимерами, нельзя не учитывать особенности их структуры и свойств. Игнорирование этих знаний приведет к снижению эффективности использования полимеров в качестве модифицирующих добавок к битуму, получению некачественных полимерно-битумных материалов, а следовательно, и к неоправданным затратам вследствие применения дорогостоящих полимеров в такой материалоемкой отрасли, как дорожное строительство. При выборе промышленной установки по производству полимерно-битумных вяжущих следует руководствоваться не только соображениями ценовой политики, но и техническими, технологическими возможностями установки, которые должны обеспечивать минимальное влияние на качество товарной продукции известных факторов риска.

Рекомендуем ознакомиться с оборудованием для модификации битумов различной производительности.

КРТИ и ЛУКОЙЛ будут сотрудничать в сфере применения битумных материалов

15 мая Комитет по развитию транспортной инфраструктуры Санкт‑Петербурга (КРТИ) и ООО «ЛЛК-Интернешнл» (100% дочернее предприятие ПАО «ЛУКОЙЛ») заключили соглашение о сотрудничестве. Документ подписали председатель КРТИ Сергей Харлашкин и генеральный директор ООО «ЛЛК-Интернешнл» Кирилл Верета.

Сотрудничество будет направлено на улучшение качества ремонтов дорожного полотна в Санкт‑Петербурге, увеличение срока службы городских автотрасс. В частности, стороны обязуются сотрудничать по вопросам применения в дорожном комплексе битумов нового поколения, в том числе полимерно-битумных вяжущих, битумных эмульсий и других материалов, производимых на основе битума.

Как отметил Сергей Харлашкин, в рамках реализации пункта 8 Указа Президента РФ Владимира Владимировича Путина от 07. 05.2018 №204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации» требуется решить ряд задач по повышению качества дорожных покрытий и увеличению срока их службы, применению новых механизмов развития и эксплуатации дорожной сети.

«Решение этих задач невозможно без серьезного подхода к качеству изготовления и применения дорожно-строительных материалов, в частности, битумных вяжущих и битума. Этот материал является одним из важнейших компонентов асфальтобетонной смеси. Именно качество битума определяет показатели прочности и деформативности асфальтобетона, а значит и долговечность дорожных асфальтобетонных покрытий», – отметил после подписания соглашения Сергей Харлашкин. 

По его словам, соглашение между Комитетом и ЛУКОЙЛом, который занимает лидирующие позиции среди производителей битумов в России, позволит проводить совместные лабораторные испытания, обмениваться информацией и опытом, разрабатывать совместные методики и создавать высококачественные битумы, а также будет способствовать сотрудничеству в сфере повышения квалификации, подготовки и переподготовки профессиональных кадров в области производства и применения битумных материалов.

 «Наша компания постоянно работает над расширением линейки битумов. В прошлом году мы создали научно-исследовательский центр, который уже разработал более 20 продуктов нового поколения. Оборудование его лабораторий позволяет проводить самый широкий в России спектр испытаний битумов и асфальтобетонов. Я уверен, что совместная работа с Комитетом поможет не только улучшить качество вяжущего, но разработать инновационные битумы, ориентированные на строительство и ремонт дорог непосредственно в сложных климатических условиях Санкт‑Петербурга», – добавил генеральный директор ООО «ЛЛК-Интернешнл» Кирилл Верета.

Подчеркнем, что соглашение между КРТИ и ЛУКОЙЛом не устанавливает для сторон каких-либо финансовых обязательств.

 

Справочная информация

Битум – это продукт переработки нефти. В дорожной отрасли он применяется как один из важнейших компонентов асфальтобетона. Чем качественнее битум, тем дольше сроки службы дорожных асфальтобетонных покрытий и, соответственно, меньше затраты на их ремонт и содержание. В связи с этим одна из основных задач – это организация производства и применения битумных вяжущих нового поколения, в которых битум служит основным базовым компонентом, а необходимый уровень качества достигается за счет введения разного рода модифицирующих компонентов.

При производстве асфальтобетона, применяемого в Санкт‑Петербурге, используется битум с показателями, которые соответствуют требованиям второй климатической зоны России. 

**

Контроль качества материалов, изделий и оборудования, применяемых   при строительстве и ремонте дорог, где заказчиком является СПб ГКУ «Дирекция транспортного строительства», возложен на Управление контроля качества и внедрения инноваций. В его составе в конце 2017 года была запущена современная дорожно-строительная лаборатория. Ее основная задача – в проведении испытаний материалов и конструкций, применяемых при ремонте и строительстве дорог. Оценивается качество асфальтобетона, щебеночно-мастичного асфальтобетона и смеси, органических вяжущих, грунтов, щебня, минерального порошка, бетонных смесей и изделий, гидроизоляционных и лакокрасочных материалов, арматуры – как по российским, так и по зарубежным стандартам. Лабораторный комплекс принимает непосредственное участие в освоении новейших методов испытаний не только для контроля за состоянием асфальтобетонных покрытий, но и для проектирования новых составов смесей.

Руководитель проекта и технический надзор СПб ГКУ «Дирекция транспортного строительства» подписывают акты о приемке выполненных работ по государственным контрактам только после получения визы Управления контроля качества и внедрения инноваций (по результатам контроля качества материалов, изделий и оборудования). Кроме того, контроль осуществляют эксплуатирующие организации, на территории которых выполняются ремонтные работы.

Битум нефтяной дорожный

Органический вяжущий материал (битум) является основным структурообразующим компонентом асфальтобетона, который предопределяет его свойства. Благодаря ему отдельные минеральные зерна образуют прочный монолит, который противостоит механическим усилиям и воздействию атмосферных факторов и при этом вяжущий материал придает асфальтобетону необходимую пластичность.

Наибольшее распространение в дорожном строительстве получили нефтяные битумы.

Свойства битумов зависят от свойств нефти и способа их получения. Наилучшим сырьем для производства дорожных битумов являются высокосмолистые малопарафинистые нефти.

По способу производства различают следующие виды битумов:

1) окисленные;

2) остаточные;

3) компаундированные.

Наибольшее распространение в нашей стране получили окисленные битумы.

Перспективным направлением является применение компаундированных битумов в плане улучшения качества битума, т.е. получение битумов с требуемыми свойствами за счет рационального соотношения компонентов с использованием как модифицирующих добавок так и адгезионных присадок.

Битумы характеризуют по количественному содержанию в них определенных групп химических соединений. Основными группами соединений являются: асфальтены, смолы и масла.

С увеличением количества асфальтенов в битуме повышаются его вязкость (уменьшается глубина проникания и растяжимость) и теплоустойчивость. Температура размягчения битумов увеличивается с увеличением количества асфальтенов. Присутствие смол в битуме обуславливает эластические свойства битума. С увеличением количества смол повышается растяжимость битумов. Увеличение количества масел в битуме снижает вязкость битума (повышается глубина проникания, снижается температура размягчения и уменьшается его растяжимость).

Групповой состав битума не является стабильным. Под влиянием различных факторов (температура, окисление) групповой состав может существенно изменяться за счет превращения масел в смолы, а смол в асфальтены.

Такие изменения происходят при нагреве битума во время приготовления асфальтобетонной смеси , а также в результате воздействия на битум атмосферных факторов. Эти изменения отражаются на основных физических свойствах битума.

Соотношение между основными группами, входящими в состав битума , определяют его важнейшие свойства: вязкость, восприимчивость к изменению температуры, хрупкость, эластичность.

Изучение физических свойств битумов, наиболее важных для оценки их как дорожно-строительных материалов, возможно через определение реологических характеристик в интервале технологических и эксплуатационных температур. Но принимая во внимание сложность проведения таких определений в производственных условиях принято оценивать реологические свойства битумов по условным показателям:

1) вязкость битума, которая изменяется от химического состава и температуры;

2) температура хрупкости, означает ту низшую температуру, при которой битум в данных условиях испытания теряет вязко-пластичные свойства и становится хрупким;

3) растяжимость оценивается по способности растягиваться в нить под действием нагрузки;

4) пенетрация характеризует консистенцию битума ;

5) температура размягчения – это температура, при которой битум из относительно твердого состояния переходит в капельно-текучее;

6) старение битума или изменение свойств битумов под действием атмосферных факторов, температурного режима приготовления асфальтобетонной смеси;

7) температура вспышки при которой происходит воспламенение паров битума при контакте с пламенем.

Самыми массовыми потребителями нефтяных битумов в России являются предприятия дорожного строительства.

В зависимости от температуры битум может находиться в 3-х физических состояниях: вязко-пластичном, вязко-текучем и стеклообразном, переход из одного состояния в другое происходит в определенном диапазоне температур.

В мировой практике дорожного строительства наиболее часто используются остаточные дорожные битумы. В нашей стране в основном используются окисленные битумы. Технология окисления характеризуется простотой, гибкостью, большим диапазоном используемого сырья. Вместе с тем, окислительная технология имеет ряд недостатков: экологически грязное производство, нестабильность качества сырья. Большая часть российских нефтеперерабатывающих заводов не заинтересована в получении качественных битумов:

1) российские НПЗ перерабатывают легкие западносибирские нефти с высоким содержанием светлых нефтепродуктов до 55%;

2) светлые нефтепродукты (они являются приоритетным продуктом всех НПЗ) в четыре раза дороже битумов;

3) свойства западносибирских нефтей не позволяют выпускать битумы высокого качества.

Для улучшения физико-механических свойств асфальтобетонов необходимо изменить качество битума дорожного. Этого можно достичь путем введения в битум различных добавок, а также за счет улучшения


качества исходного сырья. При использовании различных полимерных добавок, резиновой крошки, минеральных наполнителей для модифицирования битума получают композиционные битумные вяжущие, отвечающие повышенным требованиям. По данным результатов испытаний «Центра лабораторного контроля, диагностики и сертификации» ФДС России видно, что 68% битумов марок БНД, используемых для производства асфальтобетонных смесей, не удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90. В мировой практике дорожного строительства применяют остаточные битумы, это позволяет увеличить в 3-4 раза срок службы дорожных покрытий.

Плохие адгезионные показатели битума могут привести к выкрашиванию компонентов асфальтобетонной смеси, а также отсутствию сцепления между слоями дорожной одежды. Для повышения адгезии битума с минеральной частью смеси применяют адгезионные присадки.

Качество дорожного битума влияет на долговечность асфальтобетонных покрытий, а также на показатели прочности и деформативности асфальтобетона.

В последнее время постоянно растут требования к эксплуатационным характеристикам асфальтобетонных покрытий из-за увеличения транспортных потоков, на этом фоне отчетливо проявляется проблема качества дорожного битума, т.к. это напрямую влияет на уменьшение сроков службы асфальтобетонных покрытий, а также на развитие повреждений : колейность, появление трещин и выбоин.


Исп. ведущий инженер Пагнуева Е.П.

Использованная литература:

1. Л.Б. Гезенцвей «Дорожный асфальт»

2. Справочник дорожника

3. Технология переработки нефти.ч.1.tehnoinfa.ru

Битум | Цены на битум

Битум – это чрезвычайно сложное вещество, которое состоит из смеси различных органических соединений с углеводородами  разной степени конгломерации. Получается он из тех веществ, которые не выкипают в процессе перегонки сырой нефти. Другими словами, можно сказать, что битум – это самая тяжелая нефтяная фракция.

В химический состав битума входят различные смолы, асфальтены и прочие нефтяные масла, которые отличаются очень тяжелой молекулярной структурой. Первая группа компонентов обеспечивает битумным смесям чрезвычайно хорошие показатели твердости, вторая – эластичность и цементирующие свойства, третья хорошо выполняет роль разжижителя для первых двух компонентов.

В России производиться довольно много битумных смесей, причем подавляющее их большинство приходится на дорожные марки битума. Около семидесяти процентов всех битумов, выпускаемых у нас в стране, имеют дорожное предназначение. Пятая часть от общего объема (двадцать процентов) – это кровельные битумы, а оставшиеся десять процентов приходится на все остальные марки.

Самой важной технической и эксплуатационной характеристикой битумных смесей является из дуктильность. То есть возможность, во время растягивания, превращаться в нить, какой-либо протяженности. Дуктильность измеряется в заводских лабораторных условиях следующим образом. Берется определённый, стандартный по размерам, образец битума, той, или иной марки, и затем растягивается в нить, вплоть до её разрыва. Толщина нити в момент разрыва и будет определять дуктильность.

Следующий важный показатель, которому должна соответствовать битумная смесь – это пенетрация. Данная характеристика показывает вязкость битумной смеси, которая определяется следующим образом. Стальная игла, с давлением в сто граммов на квадратный сантиметр воздействует на образец в течение пяти секунд. Глубина проникновения иглы и есть показатель пенетрации.

Также, очень важными для производства и эксплуатации битумных покрытий являются его показатели плотности, температуры размягчения и температуры вспышки.
В промышленном производстве выпускаются несколько сортов битумных смесей. Это жидкие, полутвердые и твердые битумы.

Для ремонта и сооружения новых автомобильной дороги и путей сообщения используется битум нефтяной дорожный (БНД 60/90, 90/130, БНДУ -100/130, БВ 50/70). Кроме того, данные сорта битума  используются на асфальтобетонных предприятиях, для изготовления асфальтобетона.

Содержание битума в смесях и асфальтобетонах в соответствии с ГОСТ 9128-97, %
Вид и тип смесей и асфальтобетонов Содержание битума, % по массе
Горячие
высокоплотные 4,0-6,0
плотных типов:
А 4,5-6,0
Б 5,0-6,5
В 6,0-7,0
Г, Д 6,0-9,0
пористые 3,5-5,5
высокопористые щебеночные 2,5-4,5
высокопористые песчаные 4,0-6,0
Холодные типов:
Бх 3,5-5,5
Вх 4,0-6,0
Гх, Дх 4,5-6,5

По своей сути – асфальтобетон, это строительный материал, который представляет собой уплотненную взвесь из щебня, песка, битума и минерального порошка. Перед тем как смешать составные части асфальтобетона – они предварительно разогреваются до температур в сто-сто шестьдесят градусов Цельсия. После чего – подаются в специальную машину «миксер», где под воздействием высоких температур смесь спекается, и становиться однородной.

Асфальтобетонные покрытия используются в гражданском дорожном строительстве, для сооружения эксплуатируемых кровельных покрытий и в гидротехнической инженерии. Кроме того, из асфальтобетона делают покрытия для взлетно-посадочных полос в аэропортах и на аэродромах. В зависимости от того, какие предполагаются эксплуатационное нагрузки на покрытие, изготовленные из асфальтобетона, а также принимая во внимание климат, в котором оно располагается, к нему выдвигаются соответствующие требования. Они касаются, преимущественно, сдвигоустойчивости покрытия, его водостойкости, прочности и плотности. Для того чтобы изготовить асфальтобетон применяются специальные фракционированные минеральные породы и битумные смеси. Все компоненты, должны строго соответствовать производственным стандартам, которые устанавливаются государственными нормативными актами.

В последнее время, на рынке битумных и асфальтобетонных смесей, приобретает большую популярность современные разновидности классического асфальтобетона, «горячего» типа. К ним можно отнести литой асфальтобетон и щебеночно-мастичный. В соответствии, с установленными государственными стандартами, которые определяют главные параметры различных конструкционных асфальтобетонных смесей, их можно разделить на несколько видов. Разделение проводиться по критерию минерального наполнителя, который используется в рецептуре изготовления. Таким образом бывают гравийные, песчаные и щебеночные асфальтобетоны.

Также, существует критерий, по которому разделяют смеси в зависимости от типа, битума, который в них применяется, его вязкости и температуры. Таким образом можно выделить:

  • Холодные асфальтобетонные смеси. Их приготавливают с применением специальных жидких и вязких сортов дорожного нефтяного битума. Такие смеси укладываются при температурах не меньше пяти градусов Цельсия

  • Существуют также горячие асфальтобетонные смеси. Они также, состоят из нефтяных битумных смесей жидкого и полужидкого типов, однако их укладка происходит при температурах не меньше ста двадцати градусов Цельсия.

Однако это тоже ещё не конец классификации. Холодные смеси, можно разделить на несколько типов, зависимо то того, зерна какого наибольшего размера, присутствуют в наполняющем веществе. Таким образом, к крупнозернистым холодным смесям относят те асфальтобетоны, в которых размер зерен достигает сорока миллиметров. Мелкозернистые смести – с размеров среднего зерна в двадцать миллиметров. Существуют также песчаные смеси, которые применяются для самых качественных покрытий, в них, наибольший размер зерна не превышает пяти миллиметров.

Горячие смеси также, можно разделить на песчаные, мелкозернистые и крупнозернистые, по тому же принципу, что и холодный асфальтобетон.

Также существует классификация, которая опирается на величины остаточной пористости, образовывающейся в смеси. Горячие асфальтобетонные смеси делятся на высокопористые, пористые, плотные и высокоплотные. Показатели остаточной пористости высокопористых смесей находятся на уровне десяти-восемнадцати процентов, пористые асфальтобетонные смеси имеют около пяти-десяти процентов. У плотных асфальтобетонных смесей остаточная пористость значительно ниже – около двух с половиной – пяти процентов. Наименьшим показателем остаточной пористости обладают высокоплотные марки асфальтобетонных смесей, у которых она находится на уровне одного-двух процентов.

Холодные смеси дифференцированы по такому показателю и имеют остаточную пористость в шесть-десять процентов.

Гравийные и щебневые смеси асфальтобетон разделяются на большое количество разнообразных типов, в зависимости от содержания битума, процента содержания минеральных смесей в общей массе и большому количеству других характеристик.
Помимо битумных смесей, применяемых для укладки дорожных покрытий, используют также некоторые другие сорта битумных смесей.

Битум кровельный – это специальный пропиточный и покровный материал, который используется при производстве кровельных материалов. В зависимости от того, для каких целей он будет применяться – используются несколько видов жидких битумных составов разной степени плотности.

Битум строительный  — используется во время разнообразных гидротехнических строительных и инженерных работ.

Битум изоляционный —  предназначен для обеспечения гидроизоляции трубопроводов и прочих инженерных коммуникаций. Такая смесь имеет хорошую водоустойчивость, обеспечивает теплоизоляцию. Вместе с тем она пластична и имеет хорошую адгезивность к металлам, что значительно облегчает монтажные работы с использованием этих материалов.

Также смотрите:

База знаний ТЕХНОНИКОЛЬ — Виды битумного вяжущего для гибкой черепицы

Битум

Битум – жидкие, полутвердые или твердые соединения сложных органических веществ, состоящих из смеси углеводородов и их соединений с кислородом, серой, азотом.

Битумы могут быть природного происхождения или получены при переработке нефти, торфа, углей и сланцев.

Для производства рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов используют искусственные битумы, полученные при переработке нефти.


Окисленный битум


Окисленный битум – самый эффективный способ повышения теплостойкости битумов – окисление. При этом в битуме образуется структура из жестких частиц — асфальтенов.

При образовании такой структуры резко повышается вязкость смеси (об этом свидетельствует уменьшение пенетрации), повышается жесткость и теплостойкость. Теплостойкость окисленного битума повышается до +110° что позволяет применять материалы с применением таких битумов во всех климатических зонах.


Битум, модифицированный полимерами

При модификации полимерами происходит изменение свойств битума за счет придания им новых свойств, аналогичных свойствам полимера-модификатора.

Битум сохраняет начальную пластичность, и смесь наследует уникальные свойства полимера.

СБС-модифицированные битумы

Получают путем введения в битумную массу стирол-бутадиен-стирол. СБС — искусственный каучук, относящийся к термоэластопластам, представляет собой полистирольные блоки, соединенные между собой полибутадиеном, выполняющим роль эластичной «пружинки».

При введении в битум полимер адсорбирует ароматические соединения масел, набухая в них. СБС активно влияет на свойства битума, понижая его температуру хрупкости (до — 25°С), повышая теплостойкость (до +100°С).

Кроме того, СБС-модифицированные битумы отличаются высокой эластичностью (удлинение при разрыве – более 600%).

Гибкая черепица ТЕХНОНИКОЛЬ производится из вяжущего на окисленном битуме и битуме модифицированном СБС-полимерами.

АПП-модифицированные битумы

Получают путем введения в битумную массу атактического и изотактического полипропилена (изомеров полипропилена).

АПП довольно легко растворяется в битуме, и для производства качественного материала достаточно высокоскоростного миксера. При перемешивании полимер с растворенными в нем маслами образует защитную оболочку вокруг мелких частиц битума.

Чем равномернее распределен полимер в битуме, тем выше защита битума от преждевременного старения.

АПП–модифицированные смеси, применяемые для производства битумно-полимерных материалов, имеют высокую теплостойкость — до +140°С и относительно небольшое удлинение при разрыве – около 150 %. Температура хрупкости по Фраасу находится в пределах от — 15 до — 20 °С.

АПП-битумы отличаются высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, а также химической стойкостью к щелочам и кислотам, более высокой тепловой стойкостью по сравнению с СБС-модифицированными битумами.

Материалы на битумно-полимерном вяжущем обладают более высокими физико-механическими свойствами вяжущего (более широкий диапазон между гибкостью и теплостойкостью), что обеспечивает лучшую долговечность на кровле и на фундаментах.

Материалы на СБС модификаторе рекомендуется применять в умеренном климате, материал остается гибким, эластичным и не растрескивается на морозе, при этом теплостойкость материала остается на высоком уровне.

Материалы на окисленном битуме имеют оптимальную теплостойкость +110°С, что позволяет применять их даже в регионах с жарким климатом и производить монтаж при высокой дневной температуре без опасения повреждения материала. Также гибкая черепица на основе окисленного битума имеет большую жесткость, чем материалы на модифицированном битуме, что придает им лучшую устойчивость к ветровым нагрузкам.


В соответствии с ГОСТ 32806-2014 требования к теплостойкости битумной черепицы не ниже +100°С, требования EN 544:2011 — не ниже +90°С (для справки: для рулонных битумных материалов, предназначенных для плоских кровель, теплостойкость должна быть не ниже +80°С), что обуславливает необходимость использования в производстве битума, обогащенного кислородом с показателями температуры размягчения от +110 до +120°С.

В настоящее время окислительные установки заводов ТЕХНОНИКОЛЬ способны синтезировать битум с необходимыми показателями теплостойкости и показателями морозостойкости без введения дополнительных полимерных добавок. Таким образом, черепица SHINGLAS на основе битума, обогащенного кислородом имеет итоговую теплостойкость +110°С, на основе битумно-полимерного вяжущего +100°С.

Была ли статья полезна?

Почему битум используется в дорожном строительстве? Свойства и преимущества

🕑 Время чтения: 1 минута

Почему битум используется в дорожном строительстве?

Битум используется в дорожном строительстве благодаря различным свойствам и преимуществам перед другими строительными материалами дорожного покрытия. Битум приобретает определенные уникальные свойства, которые закладываются в него при его производстве. Битум в качестве сырья для гибкого дорожного строительства и битум в качестве смеси (в составе других материалов, т.е. заполнители/ пуццоланы) имеет определенные преимущества, что побуждает к широкому использованию битума в дорожном строительстве.

Использование битума в строительстве гибких дорог Причины значительного применения битума в нежестких покрытиях объясняются ниже:

1. Производство битума экономичного Битум является побочным продуктом процесса перегонки сырой нефти. Сырая нефть сама по себе представляет собой смесь углеводородов. Основными продуктами, которые доступны, являются бензин, дизельное топливо, высокооктановое топливо и бензин.Когда эти виды топлива перерабатываются из сырой нефти, остается битум. Дальнейшая очистка побочного продукта от примесей дает чистый битум. Поскольку спрос на первичный продукт имеет первостепенное значение для общества, битум в качестве побочного продукта сохраняется надолго. Этот побочный продукт используется в качестве нового строительного материала, без использования каких-либо других новых ресурсов.

2. Физические и реологические свойства битума обеспечивают универсальность Установлено, что физические и химические свойства битума зависят от уровня нагрузки, температуры и продолжительности нагрузки.Это термопластичный и вязкоупругий материал. Эти зависимости позволяют нам по-настоящему получить доступ к дорожному движению, чтобы свойства битумной смеси можно было варьировать в зависимости от рассчитанных уровней напряжения. Эта универсальность битума приводит к большому разнообразию битумных смесей в зависимости от дорожного применения.

3. Низкая температура плавления битума Особо следует отметить тот факт, что битум имеет благоприятную температуру плавления, что с легкостью способствует как отделке поверхности, так и сопротивлению износу.Температура плавления битума не должна быть слишком высокой, чтобы его можно было легко расплавить при укладке дорожной одежды. В то же время битум имеет температуру плавления, что не даст уже отлитому дорожному покрытию расплавиться и деформироваться при высоких температурах. В районах с высокими температурами, наряду с этим качеством битума, состав заполнителя помогает скрыть влияние высокой температуры.

4. Битум подлежит переработке Поскольку температура плавления битума благоприятна, его можно расплавить до исходного состояния.Это называется процессом переработки асфальта. Разорванные куски асфальта отправляются на перерабатывающий завод, а не отправляются на свалки. Эта переработанная смесь может быть использована повторно. При необходимости старый битум смешивают с новым битумом и новыми заполнителями, чтобы снова оживить смесь.

5. Битумный клей Натуральный Как поясняется при производстве битума, он не содержит углеводородов и, следовательно, не токсичен. Побочный продукт максимально очищается, чтобы избавиться от органических материалов и примесей.Битум обладает высокой клейкостью, благодаря чему материалы в дорожной смеси прочно сцепляются друг с другом. Они становятся сильнее, когда смесь настроена, то есть готова к движению автомобиля.

6. Битум различных цветов Традиционный битум имеет черный цвет. Это связано с тем, что плотный органический материал в битуме имеет черный цвет. Теперь, когда к битуму добавляются определенные пигменты, можно получить желаемый цвет. Это цветной битум.Это дороже, чем обычный цветной битум. Недостатком цветного битума является то, что он требует большего количества химических добавок и материалов.

Требования к битумным смесям для дорожного строительства Общая битумная смесь используется при строительстве гибкого дорожного покрытия для удовлетворения следующих потребностей.
  • Прочность конструкции
  • Поверхностный дренаж
  • Поверхностное трение

1. Структурная прочность битумных покрытий На рисунке ниже показано типичное поперечное сечение гибкого покрытия, разработанного в США.Конструкционный битумный слой состоит из:
  • Битумная поверхность или слой износа
  • Битумный вяжущий слой
  • Битумный базовый слой
Основное назначение этих битумных смесей – обеспечение прочности конструкции. Это предполагает равномерное распределение нагрузки по слоям дорожного покрытия. Используемые нагрузки представляют собой динамические или статические нагрузки, которые передаются на базовое земляное полотно через слой заполнителя. Гранулированное основание с битумным покрытием предусмотрено только для дорог с низкой проходимостью.Этого достаточно и экономично. Отталкивающий эффект верхних слоев битума помогает противостоять высоким динамическим воздействиям из-за интенсивного движения. Свойство восстановления отражается жесткостью и характеристиками гибкости верхних слоев битума. При взгляде снизу вверх характеристики гибкости должны увеличиваться. Исследования показали, что указанные выше характеристики заполнителей достигаются при использовании плотнозернистых битумных смесей. В этой смеси должен использоваться заполнитель номинального максимального размера (NMAS), который должен уменьшаться по сравнению с базовым слоем-вяжущим слоем-поверхностным слоем.Номинальный максимальный размер заполнителя (NMAS) = Одно сито больше, чем первое сито, чтобы удерживать более 10% комбинированного заполнителя. В слое износа содержится большее количество битума, что делает слой более гибким. Это помогло бы увеличить долговечность.

2. Поверхностный дренаж битумных покрытий Подповерхностный дренаж можно облегчить, используя гранулированную подложку при строительстве нежесткого дорожного покрытия. Проницаемая асфальтобетонная основа (PATB) может использоваться для обеспечения положительного поверхностного дренажа на основных автомагистралях.Это будет вести себя как отдельный курс для облегчения подземного дренажа.

3. Поверхностное трение битумных дорог Крайне важно, чтобы дорожное покрытие обеспечивало достаточное сопротивление скольжению и трение во время движения транспортного средства, особенно в мокрых условиях. Это обеспечит безопасность пассажиров. Макро- и микротекстура поверхности асфальтобетонной смеси способствует поверхностному трению. Градация смеси, то есть открытая или плотная, будет способствовать макроструктуре поверхности.Смесь с открытым гранулометрическим составом имеет более высокую макроповерхность, чем смесь с плотным гранулометрическим составом. Вода выдавливается из нижней части автомобильной шины, когда реализуется высокая макротекстура поверхности. Микротекстура поверхности обеспечивается поверхностью заполнителя, которая обнажается при разрыве вышележащего битумного слоя.

Преимущества дорожного покрытия из битума перед бетонным покрытием

1. Гладкая дорожная поверхность Он не использует суставы; Поэтому обеспечьте гладкую поверхность для катания.Он также дает меньше шума по сравнению с бетонными покрытиями. Износ битумного покрытия меньше, что позволяет сохранить его гладкость.

2. Постепенный отказ Деформация и разрушение битумного покрытия – это постепенный процесс. Бетонное покрытие показывает хрупкие разрушения.

3. Быстрый ремонт У них есть возможность быстро отремонтировать. Они не тратят время на изменение пути для трафика; так как они быстро садятся.

4. Поэтапное строительство Это помогает при поэтапном строительстве в ситуации, когда возникают проблемы нехватки средств или проблемы с оценкой трафика.

5. Стоимость жизни меньше Первоначальная стоимость и общие затраты на техническое обслуживание битумного покрытия меньше по сравнению с бетонным покрытием.

6. Термостойкий Они устойчивы к высокой температуре от плавления и не подвержены влиянию противогололедных материалов.

Недостатки битумного покрытия
  1. Битумные покрытия менее долговечны
  2. Низкая прочность на растяжение по сравнению с бетонным покрытием
  3. Экстремальные погодные условия и неблагоприятные погодные условия делают битумное дорожное покрытие скользким и мягким.
  4. Битумы с примесями могут вызывать загрязнение почвы, а следовательно, и грунтовых вод путем их таяния. Они могут иметь углеводороды в небольших количествах.
  5. Засорение пор и дренажного тракта в процессе строительства и эксплуатации
  6. Больше соли для защиты от снега в зимний период
  7. Высокая стоимость строительства при экстремальных температурных условиях
Подробнее: Процессы в битумном дорожном строительстве Разрушение битумного покрытия Различные лабораторные испытания битума для дорожного покрытия Битумные материалы – типы, свойства и использование в строительстве Различные типы битума, их свойства и применение Классификация битума – Различные методы классификации битума

Типы битума – Типы битума – Типы асфальта

Типы битума

Типы битума

Битум имеет ряд применений, но на его использование для строительства и обслуживания дорог либо непосредственно, либо через асфальт приходится почти 90% всего спроса.Основные типы битума для дорожных работ, включая марки для дорожного покрытия, разжиженный битум и битумные эмульсии. Твердые, окисленные и вспененные сорта и битумная мастика используются для производства красок, герметиков, клеев, эмалей, гидроизоляции, электротехнических изделий, материалов для полов, напольных ковровых плиток, наземных и морских покрытий для труб и многих других внедорожных применений. Полимерно-модифицированный битум (ПМБ) — это недавняя инновация, которая находит все более широкое применение как в дорожном, так и внедорожном строительстве. Хотя существует множество внедорожных применений битума, они потребляют небольшие объемы, а дорожное покрытие является основным применением.В результате сокращение инфраструктуры значительно повлияло на мировой спрос на битум.

Доступны различные типы битума с различными свойствами, спецификациями и применением в зависимости от требований потребляющей отрасли.

Спецификация битума также показывает различия в безопасности, растворимости, физических свойствах и долговечности.

Чтобы понять характеристики битума во время эксплуатации, очень важно определить физические свойства материала.Для оценки качества битума используются стандартные методы испытаний.

Битум типы в зависимости от источника получения битума можно разделить на три категории: природные, нефтяные битумы, каменноугольные пеки:

1– Природные битумы или нативные асфальты представляют собой класс битумов, которые были произведены естественным путем в силу климатических условий с течением времени и используются без необходимости обработки дистилляционными способами; они очень разнообразны по своему составу и свойствам.
2– Каменноугольная смола Пеки представляют собой твердые вещества черного цвета, образующиеся в результате перегонки каменноугольной смолы. Их новая изломанная поверхность блестящая и при нагревании они, наряду с быстрым уменьшением вязкости, плавятся, и их температура плавления зависит от производственного процесса.
3– Нефтяные асфальты – это битумы, получаемые из нефти. Это твердые и полутвердые битумы, которые получают непосредственно перегонкой нефти или дополнительными операциями, такими как продувка воздухом.По сравнению с другими типами, они чаще используются и имеют больше применений.
Битумы типов В зависимости от их применения Битумы можно разделить на две группы: дорожно-строительные или тонкие битумы и строительные битумы и (кровельные изоляторы) или твердые битумы. Около 90 % производимого битума используется в дорожном строительстве, а 10 % — для изоляции. В Иране основная часть битума используется при строительстве дорог и муниципалитетами для покрытия улиц.Дорожный битум обычно классифицируют по степени проникновения. Скорость проникновения битумного материала представляет собой его прочность и твердость, которая определяется как количество единиц проникновения (одна десятая миллиметра) одной вертикальной стандартной иглы в один образец битума при определенном времени и весе иглы и температуре. Скорость проникновения битума обычно измеряется при 25 градусах Цельсия при 100-граммовом весе и за 5 секунд. Дорожно-строительный битум производства Ирана марки «60 на 70» и «85 на 100».Цифры обозначают диапазон скорости проникновения битума. Битум представляет собой углеводородное вещество от черного до темно-коричневого цвета, хорошо растворимое в сероуглероде. Он твердый при нормальной температуре окружающей среды, но при повышенной температуре сначала становится пастообразным, а затем жидким. Он обладает двумя важными свойствами: непроницаемостью для воды и клейкостью, что делает его важным материалом для применения.
Битум обычно получают при перегонке нефти. Такой вид битума называется нефтяным битумом или спиртовым битумом.Нефтяной битум – продукт двухступенчатой ​​перегонки нефти в перегонной колонне. На первом этапе дистилляции легкие материалы, такие как бензин и пропан, отделяются от сырой нефти. Этот процесс осуществляется при давлении, близком к атмосферному давлению. На втором этапе извлекаются тяжелые соединения, такие как дизельное топливо и керосин. Этот процесс осуществляется при давлении, близком к давлению вакуума. Наконец, остается смесь твердых битов, называемых асфальтенами, которые плавают в жироподобной жидкости, называемой Мальтоном.
Некоторые виды битума получают из природы путем постепенного изменения нефти и испарения ее испаряющихся материалов в течение многих лет, такой вид битума называется природным битумом, и он более долговечен, чем нефтяные битумы. Такие битумы могут встречаться в природе в чистом виде (озёрные битумы) или извлекаться из шахт (минеральные битумы).
1) Битум с продувкой
Битум с продувкой получается путем продувки горячим воздухом чистого битума на последней стадии очистки. При этом горячий воздух с температурой 200-300 градусов по Цельсию обдувается битумной емкостью с пористыми трубками.В этом процессе атомы водорода в битумных углеводородах соединяются с кислородом воздуха и, образуя воду, происходит полимеризация. По сравнению с чистым битумом вспененный битум имеет низкую скорость проникновения и высокую точку мягкости. Этот вид битума используется при изготовлении кровельных листов, автомобильных аккумуляторов и покрытий.
2) Смешанный или растворенный битум
Смешанный битум – это термин, используемый для обозначения смеси битума и подходящей жидкости (например, керосина или бензина). Этот битум при нормальной температуре окружающей среды является жидким или превращается в жидкость при небольшом нагревании.Смешанный битум используется в различных видах щебня и асфальтобетонных покрытий. Скорость его свертывания или затвердевания зависит от вида жидкости. Например, из-за высокой скорости испарения бензина битум, растворенный в бензине, затвердевает быстрее. Этот битум называется битумом быстрого свертывания (RC). Битум, растворенный в керосине, называется битумом со слабой свертываемостью (MC), а битум, растворенный в газойле или мазуте, называется битумом с медленной свертываемостью (SC). Жидкие битумы классифицируют по показателю вязкости.
3) Битумная эмульсия
Битумная эмульсия производится путем смешивания битума, воды и материала, образующего эмульсию. Эмульсионный материал обычно представляет собой щелочную соль органической кислоты или соль аммония, которая заряжает битумные частицы. Так частицы битума отталкиваются друг от друга благодаря своим индукционным зарядам и всплывают в виде шариков диаметром от одной сотой до тысячной миллиметра. Использование такого битума снижает загрязнение окружающей среды, а так как не используются масла или легковоспламеняющиеся растворители, снижается опасность воспламенения при транспортировке.

Другие типы битума

Другие типы битума:

Битум с классом вязкости

Битум классифицируется по абсолютной вязкости при 60 ºC или кинематической вязкости при 135 ºC. Физической единицей динамической вязкости в системе СИ является Пуаз, а кинематическая вязкость выражается в сантистоксах. В спецификациях на битум с классом вязкости обычно указывается номинальная вязкость с префиксом V, например, V10.

Битум класса производительности

PG — это новейший стандарт.Этот относительно новый метод классификации битума основан на изменении температуры. Это полностью научный метод изучения механических характеристик битума. В этом методе для битума определяется температурный диапазон, и потребитель может легко выбрать желаемый продукт.
Компания RABIT (RAHA BITUMEN), установив системы ШРП, имеет возможность продавать битум своим клиентам по методу PG.
В настоящее время PG определяется для модифицированного полимером битума и чистого битума в зависимости от условий окружающей среды и температуры.Более широкий диапазон PG означает более высокое сопротивление и более благоприятные характеристики.

Битум с градацией пенетрации

Битум класса

классифицируется по глубине, на которую может проникнуть стандартная игла при определенных условиях испытаний. Эта классификация «ручкой» используется для определения твердости битума, при этом более низкая пенетрация указывает на более твердый битум. Спецификации для битумов с градацией пенетрации обычно указывают диапазон пенетрации для марки, т.е. 50/70. Другие тесты используются для классификации битума в целях спецификации, таких как температура размягчения, растворимость, температура вспышки и т. д.

Битум окисленный марки

Пропускание воздуха через битум при повышенной температуре может быть использовано для изменения его физических свойств в некоторых коммерческих целях. Степень окисления может варьироваться от очень незначительной, часто называемой воздушной ректификацией или полупродувкой, которая незначительно изменяет свойства битума, до «полной» продувки, при которой свойства битума значительно отличаются от степени пенетрации. битум. Номенклатура и классификация окисленных битумных продуктов основаны на сочетании температуры, при которой битум достигает определенной «мягкости» при нагревании, что выражается в испытании точки размягчения с помощью кольца и шарика, и значения пенетрации.Компания Eurobitume опубликовала документ, разъясняющий критерии, используемые для различения битума воздушной ректификации и окисленного битума.

Полимерно-модифицированный битум (PMD):

Полимерно-модифицированный битум (ПМБ) представляет собой смеси, полученные из: битумных полимеров, в которых полимеры изменяют вязкоупругие свойства битума и, таким образом, делают это вяжущее более подходящим для различных нагрузок.
Наиболее часто используемым полимером для модификации битума является стирол-бутадиен-стирол (СБС), за которым следуют другие полимеры, такие как стирол-бутадиен-каучук (СБК), этилен-винилацетат (ЭВА) и полиэтилен.Блок-сополимеры СБС относятся к эластомерам, повышающим эластичность битума. Хотя битум, модифицированный полимерами, стоит дороже, чем чистый битум, он считается более экономичным из-за экономической выгоды от более низких затрат на ремонт дорог.

 

Какие свойства делают битум идеальным для дорог

Битум часто используется в дорожном строительстве благодаря его преимуществам перед большинством материалов для дорожного покрытия. Битум обладает уникальными свойствами, обусловленными его производством, которые широко используются в дорожном строительстве.

Вот причины, по которым битум широко применяется при строительстве нежестких дорожных покрытий:

1. Универсален

Физические и реологические свойства битума зависят от уровня нагрузки, температуры и продолжительности нагрузки. Поскольку битум является термопластичным и вязкоупругим материалом, эти зависимости позволяют строителям оценивать и учитывать движение на дороге, чтобы использовать подходящие свойства битумной смеси на основе рассчитанных уровней напряжения.

Кроме того, эта универсальность позволяет строителям выбирать битумную смесь в зависимости от дорожного движения и других факторов. В результате они могут производить широкий спектр смесей в зависимости от дорожного покрытия.

2. Экономичен

Битум производится путем перегонки сырой нефти, которая сама по себе представляет собой углеводородный состав. Основные доступные продукты: высокооктановое топливо, бензин, дизельное топливо и бензин. Когда эти виды топлива перерабатываются из сырой нефти, остается только битум.

Затем битум подвергается дополнительной обработке для удаления примесей. Будучи жизненно важным продуктом для общества, битум в качестве побочного продукта останется на рынке в течение длительного времени. В основном используется как строительный материал.

3. Имеет низкую температуру плавления

Другим преимуществом битума является то, что он имеет низкую и благоприятную температуру плавления, что позволяет быстро обрабатывать поверхность и обеспечивает высокую износостойкость. Температура плавления битума не настолько низка, чтобы он легко плавился при нанесении на дорожное покрытие.

В то же время, благоприятная температура плавления битума предотвращает плавление и деформацию уже отлитой дороги при высоких температурах. Агрегатный состав материала помогает защитить его от воздействия более горячих зон.

4. Имеет клейкую природу

При производстве битума освобождается от углеводородов, что исключает его токсичность. Побочный продукт максимально очищается для эффективного удаления органических материалов и примесей. Адгезивная природа битума удерживает материалы в стержневой смеси прочными связями, которые становятся прочнее, когда смесь затвердевает и становится готовой для движения по ней.

5. Может быть переработан

Помимо того, что битум имеет низкую и благоприятную температуру плавления, его также можно расплавить до исходного состояния. Это называется процессом переработки асфальта. Разорванные куски асфальта могут быть доставлены на завод для переработки, а затем использованы повторно. При необходимости старый битум смешивают с новым битумом и новыми заполнителями, чтобы оживить смесь.

6. Доступны различные цвета

Хотя битум обычно имеет черный цвет (из-за плотного органического материала внутри него), в него можно добавлять пигменты для получения любого цвета по вашему выбору.Цветной битум обычно дороже стандартного битума и может быть немного невыгодным из-за количества химических добавок и материалов, необходимых для его изготовления.

Заключение

Битум обладает замечательными свойствами, которые делают его отличным материалом для дорожного строительства. Благодаря своей благоприятной температуре плавления и химическому составу он идеально подходит для воздействия суровых погодных условий, как это было проверено нашим австралийским летом.

KEE Group — самая эффективная и уникальная служба поддержки строительства и добычи полезных ископаемых в Австралии.Мы являемся многопрофильным, семейным и управляемым поставщиком услуг гражданской поддержки, который имеет продемонстрированный опыт предоставления исключительных услуг, которым, по нашему мнению, нет равных где-либо в Австралии. У нас есть собственное подразделение KEE Surfacing, занимающееся асфальтированием, профилированием, напылением и мощением основания. Если вам нужна надежная бригада по наплавке, свяжитесь с нами прямо сейчас! Мы очень уникальны, очень эффективны и уважаемы. Если вам нужна надежная строительная служба в Западной Австралии, обращайтесь к нам!

13 Требуемые свойства битума (общие свойства)

Битум представляет собой черную вязкую смесь углеводородов, получаемую естественным путем или в виде остатка при перегонке или очистке нефти.В этом посте мы обсудим свойства битума.

Битум используется при строительстве дорог, крыш, плотин и т. д. Он обладает высокой адгезией по своей природе и используется для связывания двух или более материалов вместе. Он также используется в влагонепроницаемом курсе (DPC).

Некоторые желаемые свойства битума приведены ниже.

 


 

  1.1. Желательные свойства битума

Хороший битум должен обладать следующими свойствами:

a.Адгезия:

Хорошее связующее вещество должно соединять весь строительный материал в единое целое. Таким образом, битум должен быть высококлейким по своей природе. Он должен правильно связывать материалы, не влияя на свойства других материалов.

Низкая адгезия приводит к отслаиванию материалов (например, отслаиванию заполнителей в нежестком дорожном покрытии), в то время как высокая адгезия обеспечивает длительный срок службы дорог, крыш и т. д., где используется битум.
Примеси, присутствующие в битуме, в большинстве случаев являются основной причиной плохой адгезии битума.

 

б. Водонепроницаемость:

В основном битум используется в открытых работах, таких как дорожное строительство, гидроизоляция, кровля и т. д. Он должен выдерживать различные климатические условия, включая дождь. Так, он должен быть нерастворим в воде и служить гидроизоляционным средством.

Низкое водоупорное свойство приводит к снижению долговечности и прочности битума. Это также приводит к низкой адгезии. Следовательно, битум должен быть очень устойчивым к воде.

 

в.Прочность:

Хотя минеральные или наполнители (такие как заполнитель) являются основным несущим компонентом; битум также должен иметь достаточную прочность, чтобы противостоять различным динамическим нагрузкам (например, колесным нагрузкам) и постоянным нагрузкам.

 

д. Прочность:

Битум должен связать все строительные материалы на длительный срок (около 20 лет) в неблагоприятных погодных условиях. Для незащищенных работ он должен иметь срок службы не менее 10 лет, а для незащищенных работ — около 20 лет.

 

e. Универсальность:

Битум должен обладать универсальностью. Он должен быть работоспособным на этапе строительства и должен быть жестким на этапе эксплуатации.

 

ф. Экономичность:

Битум должен быть экономичным в использовании.

Хотя стоимость битума зависит от сорта; он должен быть доступен по низкой цене.

 

г. Твердость:

Твердость битума определяется с помощью теста на проникновение.

Другими словами, проникающая глубина — это твердость.

лучшая твердость для разных работ:

жесткое покрытие асфальт — 10 мм глубина проникновения

кровельный асфальт — от 15 до 40 мм глубина проникновения

Гидроизоляционная битум — до 100 или более проникающих глубиной

битум должен быть достаточно жестким сопротивляться действию нагрузок.

 

час. Точка размягчения:

Чем выше значение точки размягчения, тем ниже чувствительность к температуре.Так, для жаркого климата предпочтительнее битум с высоким коэффициентом размягчения.

 

i. Пластичность:

Пластичность – это свойство битума, позволяющее ему подвергаться значительной деформации или удлинению.

Значение пластичности колеблется от 0 до более 150 в зависимости от типа битума.

Его значение также зависит от температуры, размера брикета, скорости вытягивания и т. д.

 

j. Вязкость и текучесть:

Вязкость не должна быть как очень низкой, так и очень высокой, поскольку высокая вязкость приводит к трудностям при нанесении битума, а низкая вязкость приводит к ненадлежащему связыванию материалов, поскольку битум быстро течет.

 

к. Содержание воды:

Битум должен содержать минимальное количество воды для предотвращения вспенивания битума при нагревании выше точки кипения воды.

 

л. Потери при нагревании:

Когда битум нагревается, он оставляет летучие вещества и вызывает потерю массы или веса. Так, потери битума при нагреве должны быть минимальными.

 

м. Химическая стойкость:

Битум должен прямо или косвенно противостоять различным химическим веществам (E.грамм. Он должен бороться с кислотами в виде кислотных дождей).

Таким образом, он должен обладать высокой устойчивостью к химическим веществам.

 


 

  1.2. Некоторые общие свойства битума

Вот некоторые другие свойства битума.

1) Он находится в твердом, полутвердом или жидком состояниях, черный и липкий по своей природе.

2) Плавится и размягчается при нагревании.

3) Обладает низкой диэлектрической проницаемостью и высокой изоляцией.

4) Медленно окисляется.

5) Химически инертен и гидрофобен по своей природе.

6) Нерастворим и очень устойчив к воде.

7) Коллоидный по своей природе.

 


 

  1.3. Заключение

Качество битума зависит от марки битума.

Высококачественный битум прочен, тверд, водонепроницаем, пластичен и всегда устойчив к переменным погодным условиям, химическим воздействиям и многому другому.Они также имеют период жизни от 10 до 20 лет.

Итак, использование высококачественного битума должно производиться на качественных работах.

При строительстве крыш, гидроизоляционных покрытий и дорог; предпочтение отдается качественным битумам.

 

 

 

Образовательная платформа при Институте Наба Будды

Типы битумов и значение битумных материалов в строительстве

 

 

Источник изображения: www.BusyTrade.com

Важность битумного материала:

Битум является важным компонентом любого дорожного покрытия и широко используется во всем мире. Его можно назвать строительным блоком дорожных покрытий, без которого все материалы дорожных покрытий будут вести себя независимо и, следовательно, будут считаться бесполезными. Почти девяносто процентов битума используется в дорожном строительстве. Обычно он доступен в темных тонах от коричневого до черного. Основная цель битума в нежестких дорожных покрытиях состоит в том, чтобы прочно связывать и удерживать вместе другие компоненты дорожного покрытия и обеспечивать гладкую и ровную поверхность для движущихся транспортных средств.Битум представляет собой природный материал, который содержится в больших количествах в твердых или полутвердых формах нефти. Он также производится искусственно в огромных количествах по всему миру.

Битум, смешанный с некоторыми другими материалами, всегда использовался в качестве герметика и клея на протяжении веков. Он также широко использовался для гидроизоляции лодок и кораблей, поскольку не растворяется в воде. Наибольшее применение битум находит в строительстве для строительства дорог, аэропортов и т. д., в области гидравлики для строительства резервуаров для воды, плотин, мостов и т. д., также используется в производстве аккумуляторов, шин и для тепловых и акустических систем. целей изоляции.

Виды битума:

В зависимости от температуры и других факторов во всем мире встречаются и используются различные типы битума.

Разбавленный битум:

Разбавленные битумы представляют собой битумы, приготовленные с добавлением летучих веществ для уменьшения толщины вяжущего.

Офлюсованный битум:

Разжиженные битумы — это те битумы, которые готовятся путем добавления относительно нелетучих масел для снижения вязкости вяжущего.

Модифицированный битум:

Модифицированное битумное вяжущее – это вяжущее, свойства которого, такие как когезионная прочность, адгезионные свойства, эластичность или вязкость, были изменены за счет использования одного или комбинированных химических реагентов.

Асфальт:

Асфальт представляет собой смесь заполнителей как мелких (песок и заполнитель), так и крупных (камень) и битумного вяжущего. Обычно он содержит примерно 4-7% битума. Асфальт в основном используется в дорожном строительстве, и его свойства зависят от типа, размера и количества заполнителя, используемого в смеси, все из которых можно регулировать, чтобы обеспечить требуемые свойства для желаемого применения.

Благодаря своим высоким термопластическим свойствам битум всегда рекомендуется использовать со всеми защитными приспособлениями. Даже небольшая капля сильно нагретого битума может вызвать сильные ожоги открытых частей тела. Поэтому при работе с битумом любого типа необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избежать каких-либо несчастных случаев во время работ на стройплощадке.

 

Почему битум используется в дорожном строительстве – масло Triple K

Использование битума в строительстве гибких дорог

Битум используется в дорожном строительстве из-за его свойств и характеристик, отличающихся от других материалов дорожного покрытия.Битум приобретает некоторые уникальные свойства, которые он несет в своих складках во время своего производства. Деготь в качестве сырья для гибкого дорожного строительства и битум в виде смеси (изготовленной из других материалов, таких как заполнители / пуццоланы) обладают определенными свойствами, которые приводят к широкому использованию битума в дорожном строительстве.

Ниже приводится объяснение причин важного применения битума в нежестких покрытиях:

1. Производство битума экономично.

Битум является побочным продуктом процесса перегонки сырой нефти.Сама сырая нефть состоит из углеводородов. Основными доступными продуктами являются бензин, дизельное топливо, высокооктановое топливо и бензин.

При переработке этого топлива из сырой нефти остается битум. Дополнительная обработка побочного продукта, чтобы очистить его от примесей, дает чистый битум.

Поскольку первичный спрос на продукт имеет чрезвычайно важное значение для общества, битум как побочный продукт сохраняется в течение длительного времени. Этот продукт используется в качестве нового строительного материала, не переходя на какой-либо другой новый ресурс.

2. Физические и реологические свойства битума Вносят изменения

Физические и химические свойства битума зависят от уровня нагрузки. Температура и продолжительность нагружения делают его термопластичным и вязкоупругим материалом.

Эти последствия действительно приводят нас к движению по дорогам, где свойства битумной смеси могут быть изменены на основе рассчитанных уровней напряжения. Большая и разнообразная группа битумных смесей является результатом разнообразия использования битума в зависимости от дорожного покрытия.

3. Низкая температура плавления битума

Тот факт, что битум имеет удобную температуру плавления, впечатляет, что помогает легко обрабатывать поверхность и сопротивляться износу.

Температура плавления битума не должна быть слишком высокой, иначе он может легко расплавиться во время укладки. В то же время битум имеет температуру плавления, не позволяющую формованной смеси плавиться и деформироваться при высоких температурах.

В районах с высокими температурами этот тип битума помогает общему составу заполнителя компенсировать воздействие высокой температуры.

4. Битум может быть переработан

Учитывая, что температура плавления битума удобна, его можно снова расплавить до исходного состояния. Это то, что называется процессом переработки асфальта.

Разорванные куски асфальта вывозятся вместо отправки на свалки. Эта переработанная смесь может быть использована повторно. При необходимости старый битум смешивается с новым битумом и снова агрегируется, чтобы оживить смесь.

5. Битум Gains Adhesive Nature

Как поясняется при производстве битума, он не содержит углеводородов и, следовательно, не токсичен.Побочный продукт очищается до предела, чтобы избавиться от органических материалов и примесей.

Битум обладает высокой клейкостью, что удерживает материалы дорожной смеси прочными связями. Они становятся сильнее, когда смесь контролируется и готова к движению транспортных средств.

6. Битум различных цветов

Традиционный битум черного цвета. Это потому, что плотный органический материал внутри битума имеет черный цвет. Теперь при добавлении в битум определенных пигментов можно получить нужный цвет.Это цветной битум.

Дороже, чем битум обычного цвета. Недостатком цветного битума является то, что он требует большего количества дополнительных материалов и химикатов.


Требования к битумным смесям для дорожного строительстваСтруктурная прочность битумных покрытий

Слой строительного битума состоит из:

  • Битумное покрытие или дорожное покрытие.
  • Средний слой.
  • Битумная основа.

 

Основным назначением этих битумных смесей является обеспечение прочности конструкции. Это требует равномерного распределения нагрузки на весь слой дорожной одежды. Включенные нагрузки являются динамическими или статическими нагрузками. Он передается на основной слой через общую дорогу.

Гранулированная основа предоставляется с битумным покрытием только для дорог с малой проходимостью, т.к. она достаточна и экономична.

Отталкивающий эффект верхних слоев битума помогает создать устойчивость к высоким динамическим воздействиям, вызванным интенсивным движением. Отскок отражается через свойства твердости и гибкости верхних слоев битума. Идя снизу вверх, характеристики гибкости должны увеличиваться.

Исследования показали, что вышеуказанные характеристики заполнителей достигаются при использовании битумной смеси с плотным гранулометрическим составом.В этой смеси должны использоваться заполнители максимального номинального размера, который должен уменьшаться от основного слоя – среднего слоя – поверхностного слоя.

Максимальный номинальный размер заполнителей = На одно сито больше, чем первое сито, чтобы удерживать более 10% комбинированного заполнителя.

В верхнем слое дороги больше битума, что делает этот слой более гибким. Это помогает увеличить долговечность.

2. Поверхностный дренаж битумных покрытий

Поверхностный дренаж может быть облегчен за счет использования гранулированного подстилающего слоя в конструкции нежесткого покрытия.Проницаемое основание, обработанное асфальтом, для обеспечения положительного поверхностного дренажа на основных автомагистралях. Это представляет собой отдельный курс для облегчения подповерхностного дренажа.

3. Поверхностное трение битумных дорог

Необходимо, чтобы слой дорожной одежды обеспечивал достаточное сопротивление скольжению и трению при проезде транспортных средств, особенно во влажных условиях. Это обеспечивает безопасность пассажиров. Макро- и микротекстуры поверхности асфальтовой смеси способствуют поверхностному трению.

Градация смеси, мелкозернистая или плотная, способствует макроструктуре поверхности. Рассыпчатая смесь имеет более высокую макроповерхность, чем плотная. Вода нагнетается снизу автомобильной шины при нанесении поверхности с высокой макроструктурой.

Общая поверхность вносит свой вклад в текстуру микроповерхности, которая обнажается, когда верхний битумный слой разрывается.

 


Преимущества строительства битумных дорог над бетонными покрытиями

1.Гладкое дорожное покрытие

Швы не используются, поэтому обеспечивается гладкая поверхность для движения. Он также излучает меньше шума по сравнению с бетонными покрытиями. Разрыв и износ битумного покрытия меньше, что делает его гладким.

2. Постепенное разрушение

Деформация и разрушение битумного покрытия – это постепенный процесс. Бетонное покрытие показывает хрупкие разрушения.

3. Быстрый ремонт

Доступен вариант быстрого ремонта, не требующий времени на возврат трафика, т.к. он быстро закладывается.

4. Поэтапное строительство

Это помогает выполнять строительство поэтапно в случае финансовых ограничений или проблем с оценкой трафика.

5. Меньшая стоимость срока службы

Первоначальная стоимость и общая стоимость обслуживания битумного покрытия меньше по сравнению с бетонным покрытием.

6. Термостойкость

Устойчив к высоким температурам и плавлению, не подвержен влиянию противогололедных материалов.

 


Недостатки битумных дорог:

  • Битумные дороги менее долговечны
  • Низкое сопротивление отрыву по сравнению с бетонным покрытием.
  • Плохая погода и неблагоприятные метеорологические условия делают битумное покрытие гладким и мягким.
  • Смола с примесями может вызывать загрязнение почвы и, таким образом, загрязнение подземных вод путем растворения. Эти материалы могут содержать небольшое количество углеводородов.
  • Засорение пор и дренажных путей в процессе строительства и эксплуатации.
  • Больше соли для предотвращения образования льда в зимний период.
  • Высокая стоимость строительства в условиях экстремальных температур.

 

Что такое асфальт — EAPA

Асфальт представляет собой смесь заполнителей, вяжущего и наполнителя, используемую для строительства и содержания дорог, стоянок, железнодорожных путей, портов, взлетно-посадочных полос аэропортов, велосипедных дорожек, тротуаров, а также игровых и спортивных площадок.

Заполнители, используемые для асфальтовых смесей, могут представлять собой щебень, песок, гравий или шлаки. В настоящее время некоторые отходы и побочные продукты, такие как строительный и сносный мусор, используются в качестве заполнителей, что повышает устойчивость асфальта.

Для связывания заполнителей в когезивную смесь используется вяжущее. Чаще всего в качестве вяжущего используется битум, хотя в настоящее время также разрабатывается ряд вяжущих на биологической основе с целью минимизации воздействия дорог на окружающую среду.

Среднее асфальтобетонное покрытие состоит из дорожной конструкции выше уровня пласта, включающей несвязанные и битумно-связанные материалы. Это дает дорожному покрытию возможность распределять нагрузки от транспорта до того, как он достигнет уровня формации.Обычно тротуары состоят из разных слоев:

Асфальт производится на асфальтовом заводе. Это может быть стационарная установка или даже мобильная смесительная установка. На асфальтовом заводе можно производить до 800 тонн в час. Средняя температура производства горячей асфальтобетонной смеси составляет от 150 до 180°C, но в настоящее время доступны новые технологии производства асфальта при более низких температурах. (Смотри ниже).

Горячая асфальтобетонная смесь (HMA)

Горячие асфальтобетонные смеси обычно производятся при температуре от 150 до 180 °C.В зависимости от области применения может использоваться разная асфальтобетонная смесь. Более подробную информацию о различных асфальтных смесях см. в разделе «Асфальтные изделия»

.

Теплая асфальтобетонная смесь (WMA)

Типичный WMA производится при температуре примерно на 20–40 °C ниже, чем эквивалентная горячая асфальтобетонная смесь. Затрачивается значительно меньше энергии и, следовательно, образуется меньше дыма (как правило, снижение температуры на 25°C приводит к уменьшению выделения дыма на 75%). Кроме того, при укладке асфальта температура материала ниже, в результате чего улучшаются условия работы бригады и раньше открывается дорога.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.