В статье приведены результаты изучения влияния процессов старения битума на показатель адгезии в присутствии ряда адгезионных добавок.
В асфальтобетоне битум является и вяжущим, и гидроизолирующим материалом. При этом работоспособность битумного вяжущего во многом зависит от прочности при повышенных температурах (теплостойкости), эластичности при отрицательных температурах (морозостойкости), сопротивления сжатию, удару, разрыву под воздействием движущегося транспорта, сохранения в течение длительного времени первоначальных реологических характеристик, а также сцепления с поверхностью минеральных материалов.
Используемые в дорожном строительстве нефтяные битумы характеризуются разнообразием состава и сложностью химической структуры, которые зависят как от природы нефтяного сырья, так и от технологии его переработки. Нередко применяемые в России битумы в силу подверженности процессам окисления при производстве не позволяют обеспечить необходимое качество по показателю сцепления с кислыми каменными материалами.
Строительство дорог: 7 ошибок, которые вы точно допустите
Кроме того, асфальтобетонные покрытия работают в условиях агрессивного воздействия воды (дождь, талый снег), длительность и интенсивность которого зависит от климатических условий региона. Одним из вариантов повышения эксплуатационных свойств асфальтобетона является модификация битума путем увеличения адгезии вяжущего к каменным материалам.
Это возможно за счет использования адгезионных добавок, способствующих усилению адсорбционных и хемосорбционных процессов на границе раздела фаз «битум — минеральный материал». Адгезия битума — это прочность его прилипания к скелетообразующим материалам органоминерального композита. Показателем величины адгезии является способность битума удерживаться на поверхности каменного материала под воздействием агрессивной среды, имитируемой кипячением в воде в течение определенного периода времени. Важно учесть, что ГОСТом 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» не предъявляются необходимые требования к оценке качества адгезии битума с каменными материалами.
Приготовление горячей битумоминеральной смеси на практике производится путем перемешивания битума с каменным материалом при 160-170°С. При этих температурах происходит взаимодействие тонкого слоя битума с кислородом воздуха, приводящее к интенсивному старению битума. Реологические характеристики битума после кратковременного воздействия высоких температур при объединении с каменным материалом изменяются значительно больше, чем после последующего многолетнего нахождения в составе дорожного покрытия при температурах не более 70°С. Процесс старения — это результат сложных структурных и химических превращений, происходящих в результате воздействия на материал различных факторов, в том числе механических нагрузок [1].
Недостатком некоторых типов поверхностно-активных веществ (ПАВ) является потеря ими функциональных свойств при высоких температурах [2] в процессе подготовки битума. В связи с этим авторами статей [3-5] была выполнена оценка термостабильности наиболее часто вводимых в битум ПАВ.
Что такое дорожная одежда?
Для моделирования технологических условий проводилось стандартное испытание: выдерживание битума в тонком слое при температуре 163°С в течение 5 ч. Согласно полученным данным, принятый режим приводит к снижению адгезионных свойств чистого битума в 1,8 раз и несущественно снижает интенсивность взаимодействия в системе «модифицированный битум — минеральный материал». При этом наиболее высокие показатели адгезии до и после старения вяжущего с гранитом были получены при его модификации такими добавками, как Дорос АП, Амдор-10, Техпрогресс-1, Секабаз, Амдор-9 и ДАД-1 [4,5].
Существует несколько методик определения адгезии битума к минеральным материалам. Наиболее распространенным методом является качественный (визуальный) метод определения согласно ГОСТу 11508-74. В соответствии с его требованиями производили оценку сцепления исходного и модифицированного битума с каменным материалом. При этом на первом этапе работы выполняли оценку влияния адгезионных поверхностно-активных веществ на показатель адгезии битума, а затем оценивали термостабильность модифицированного вяжущего. В ходе исследования использовали следующие материалы:
♦ отсев дробления гранита Павловского карьера фракции 2,5 мм;
♦ битум марки БНД 60/90 Рязанской нефтеперерабатывающей компании;
♦ присадки: Амдор-10, Адгезол 3-тд, ДАД- 1, Evotherm. На основании паспортных данных производителя вышеперечис-ленные добавки в битум вводились в количестве, представленном в табл. 1.
Адгезионные добавки широко применяются для производства асфальтобетона как модификатор [6-12], улучшающий свойства нефтяного битума и повышающий эффективность его сцепления с каменными материалами различных фракций и происхождения, что положительно влияет на качество асфальтобетонной смеси и конечного композита — асфальтобетона. ЗАО «АМДОР» была осуществлена раз-работка и организован промышленный выпуск нескольких марок адгезионных присадок. В последние годы наиболее широкое применение нашли адгезионные присадки Амдор-9 и Амдор-10 [13,14].
По заявлению производителя адгезионных добавок, для большинства используемых битумов и минеральных материалов, в том числе тех, поверхность которых заряжена отрицательно, эффективная концентрация присадок по массе битума находится в интервале 0,2-0,5%. При этом обеспечивается сцепление на уровне контрольного образца № 1 при испытании по ГОСТу 11508-74.
Адгезионная присадка Амдор-10, являющаяся усовершенствованным аналогом присадки адгезионной присадки Амдор-9, характеризуется меньшей вязкостью и более низкой температурой потери текучести (до -3°С), что позволяет использовать ее в условиях пониженных температур. Наиболее важным фактором эффективности адгезионной присадки Амдор-10 является улучшение свойств асфальтобетонных смесей, приготовленных на основе битумов с присадкой. Кроме того, по мнению разработчиков добавки, адгезионная присадка Амдор-10 отличается технологичностью, сохраняет свои модифицирующие свойства при введении в битум при температуре до 160°С и времени смешивания при данной температуре до 72 ч.
Научно-производственное предприятие «БАЗИС», специализирующееся на производстве и поставках материалов для строительства, ремонта и содержания покрытий автомобильных дорог, предлагает продукцию Адгезол 3-тд — адгезионную добавку для снижения температуры укладки асфальтобетона. Производитель добавки рекомендует применять ее при производстве горячих асфальтобетонных смесей на су-ществующем оборудовании асфаль-тобетонного завода (АБЗ).
При этом использование добавки Адгезол 3-тд позволит снизить температуру уплотнения смеси на 30-40 °С. Процесс ввода добавки прост и аналогичен процессу введения жидкой адгезионной добавки. Добавка Адгезол 3-тд в количестве 1-1,5% от массы битума может вводиться непосредственно в линию горячего битума АБЗ или в рабочую емкость горячего битума.
При этом применение присадки Адгезол 3-тд позволяет не только снизить температуру производства горячих смесей, но и продлить дорожно-строительный сезон, увеличить расстояние перевозки смеси, снизить энергоемкость, улучшить пластичность асфальтобетона при низких температурах. В 2005 г. компанией «Селена» был организован промышленный выпуск адгезионной добавки ДАД-1.
Добавка была разработана в рамках НИОКР, выполнявшихся НПО «Синтез ПАВ» в течение 5 лет путем изучения различных партий адгезива (более 20 вариантов) и варьирования состава сырья и технологических факторов. По утверждению представителей производственной лаборатории компании «Селена», благодаря замене исходного синтетического сырья на возобновляемое натуральное сырье, образующееся при переработке растительных масел, удалось получить универсальную, экологически чистую адгезионную добавку, содержащую анионные и катионные функциональные группы, что позволяет улучшать сцепление битума независимо от состава горной породы и ее происхождения [15].
Рекомендуемая к применению концентрация ДАД-1 составляет 0,3-0,8% по массе битума, в то время как сопоставимые по цене отечественные аналоги применяются в концентрации 0,6-1,2%, зарубежные же аналоги стоят в несколько раз дороже. Сочетание возможности снижения дозировки и низкой рыночной стоимости продукта делают его более привлекательным по сравнению с конкурентами. Присадка Evotherm (производства Асфальтовой инновационной компании) — эмульсиобразное модифицирующее вещество с химическими добавками в своем составе. Благодаря высокой адгезии эта композиция помогает асфальтобетону образовывать устойчивое сцепление со щебнем даже при наличии влаги. Следует отметить, что Evotherm также способствует смачиванию каменного материала битумом, повышая технологичность и уплотняемость асфальтобетонной смеси.
Согласно представленным фотоснимкам, сцепление исходного битума с минеральным материалом является неудовлетворительным. После кипячения битумоминеральной смеси в течение 30 мин. значительная часть битума отделилась от поверхности каменного материала. По мнению авторов статьи, это вызвано низким качеством исходного битума, что подтверждает необходимость применения адгезионных добавок для получения асфальтобетона с высокими физико-механическими характеристиками.
В соответствии с рисунком 1, увеличение показателя адгезии наблюдается при использовании таких добавок, как Амдор-10, ДАД-1 и Evotherm. Битумо- минеральные смеси с указанными добавками после кипячения соответствуют контрольному образцу № 1 согласно ГОСТу 11508-74.
Применение Адгезола 3-тд при различной концентрации не привело к значительному увеличению показателя сцепления битума с минеральным материалом по сравнению с другими добавками. Вероятно, это может быть связано с недостаточным количеством в их составе активных полярных групп в результате использования некачественного сырья для их производства.
Одним из основных условий применения адгезионных ПАВ является улучшение смачиваемости минерального материала битумным вяжущим и увеличение сцепления битума с минеральным материалом. Однако с технологической точки зрения их применение требует тщательного соблюдения температурного режима и однородности перемешивания.
Известно, что смешение компонентов асфальтобетонной смеси на практике производится путем перемешивания битума с каменным материалом при температурах 160-170 °С. При этом происходит взаимодействие тонкого слоя битума с кислородом воздуха, приводящее к интенсивному старению битума.
Реологические характеристики битума после кратковременного воздействия высоких температур при объединении его с каменным материалом изменяются значительнее, чем после 19-ти лет эксплуатации в составе материала дорожного покрытия, температура которого не превышает 70°С [1]. Кроме того, известно, что недостатком некоторых типов ПАВ является их низкая термостабильность [16].
Поэтому было целесообразно изучить склонность исходного битума к старению, а также влияние адгезионных добавок на температурную деградацию модифи-цированного вяжущего. Оценку склонности битумов к старению осуществляли по ГОСТу 18180 [17]. Принятые интервалы определения изменений показателя адгезии битума в процессе старения составили 5, 10 и 15 ч термостатирования образцов вяжущего. Результаты представлены на рисунках 2-4.
По полученным результатам можно сделать следующие выводы. В процессе состаривания исходного битума не наблюдается существенного изменения показателя адгезии (рис. 2-4). Прогрев битума с адгезионными присадками Адгезола 3-тд различных концентраций (рис. 2-4г), а также Evotherm (рис.
2-4е) в течение 5, 10 и 15 ч способствовал постепенному снижению величины адгезии по отношению к гранитному отсеву. Однако даже после 15 ч термостатирования образцов модифицированного битума не зафиксировано существенного снижения адгезионных свойств вяжущего вещества по сравнению с исходным битумом.
Важно отметить, что Evotherm относится к добавкам комплексного действия: во-первых, она повышает адгезию вяжущего к каменному материалу; во-вторых, позволяет снижать температуру приготовления асфальтобетонной смеси на 20-30 °С. Поэтому производитель этой рекомендует уменьшать температуру асфальтобетонной смеси с 145-155 °С до 115-135 °С. Выдерживание присадки Evotherm в битумном котле при рабочей температуре (115-135 °С) не привело к снижению ее адгезионных свойств [18]. Исходя из этого, можно сделать вывод, что изучение устойчивости битума в присутствии данной добавки при температуре 163 °С является нецелесообразным.
Битум с добавкой Амдор-10 не претерпел существенных изменений при прогреве в тонком слое в течение 10 ч и обладал наибольшей термостабильностью. Показатель адгезии может быть охарактеризован контрольным образцом № 1 (рис. Зв). Дальнейшее выдерживание образца при температуре 163 °С привело к снижению адгезии (рис. 4в).
Битум, модифицированный добавкой ДАД-1, заметно теряет адгезионные свойства после 10 ч прогрева при температуре 163°С (рис. 36), дальнейшее выдерживание образца в сушильном шкафу не привело к изменению данного показателя.
Таким образом, можно заключить, что использование рассматриваемых адгезионных добавок приводит к более интенсивному взаимодействию битума с каменным материалом. Это проявляется в улучшении показателя адгезии всех образцов модифицированного битума и подтверждает эффективность использования исследуемых адгезионных присадок. По результатам определения устойчивости модифи цированного битума к длительному воздействию высоких температур исследуемые добавки можно расположить в следующей последовательности, начиная с наиболее термоустойчивой: Амдор-10, ДАД-1, Адгезол 3-тд и Evotherm.
Необходимо также обратить внимание на то, что при прогреве в статичном состоянии, согласно российскому стандарту — ГОСТ 18180, на поверхности пробы может возникать тонкий слой битума, значительно изменившего свои свойства, в то время как основной объем пробы из-за отсутствия взаимодействия с воздушной средой не отразит влияние процессов старения. В рамках программы «Superpave» (США) было разработано два метода определения старения битума. Первый из них — метод RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test, т.е. «вращение тонкой пленки в печи») предназначен для моделирования процессов старения битума на технологических этапах (в США метод нормирован стандартами AASHTO Т420 и ASTM D2872), а второй — PAV (Pressure Aging Vessel, т.е. «сосуд для старения под давлением») — для моделирования старения битума в период эксплуатации покрытия автомобильной дороги. Этот метод нормируется в США стандартом
AASHTO R28. В странах ЕС и в РФ метод не применяется [19]. Главной особенностью этих методик является то, что при испытании вяжущий материал непрерывно нагревается и обдувается воздухом, что препятствует образованию поверхностной пленки, замедляющей старение. При прогреве же в статическом положении по ГОСТу 18180 на поверхности пробы может возникать тонкий слой битума, значительно изменившего свои свойства, в то время как основной объем пробы не претерпит заметных изменений из-за отсутствия взаимодействия с воздушной средой.
Поэтому, по мнению авторов, методики RTFOT и PAV позволяют получать более объективную картину влияния негативных процессов старения битума на его показатели свойств во время приготовления горячих асфальтобетонных смесей и укладки их в покрытие.
ВЫВОДЫ АДГЕЗИОННЫЕ ДОБАВКИ:
♦ 1. Анализ результатов свидетельствует о положительном влиянии исследуемых добавок на показатель сцепления битума с каменным материалом, причем наибольший эффект достигается при использовании ДАД-1, Амдор-1, Evotherm.
♦ 2. Анализ склонности битумов к старению в соответствии с ГОСТом 18180 показал, что в присутствии Адгезола 3-тд различных концентраций, а также Evotherm при термостатировании модифицированного вяжущего в течение 5, 10 и 15 ч наблюдается постепенное снижение величины адгезии к каменному материалу. Битум, модифицированный добавкой ДАД-1, заметно теряет адгезионные свойства уже после 10 ч прогрева при температуре 163 °С. Наиболее термостабильным является битум с добавкой Амдор-10, поскольку не происходит его существенных изменений при прогреве в тонком слое.
♦ 3. В настоящее время назрела необ-ходимость в гармонизации нормативной документации, регламентирующей методики оценки старения битумов, с зарубежными аналогами, позволяющими полностью имитировать процессы, происходящие в дорожном покрытии при определенных климатических условиях. ■
А. И. Траутваин, к.т.н., В. В. Ядыкина, д.т.н., профессор, Д. В. Землякова, аспирант (Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова)
1.Колбановская А. С. Дорожные битумы /А. С. Колбановская, В. В. Михайлов. — М.: Транспорт, 1973.— 264 с.
2.Худякова Т.С. Сравнительный анализ эффективности адгезионных добавок разных марок/Т. С. Худякова //Дорожная держава.— 2008,— № б. — С. 66-69.
3.Соломенцев А. Б. Использование азотосодержащих адгезионных ПАВ в органических вяжущих и в асфальтобетоне / А. Б. Соломенцев // Наука и техника в дорожной отрасли.— 2002.— № 2. — С. 24-26.
4.Ядыкина В. В. Изменение сцепления битума с минеральным материалом при старении в присутствии адгезионных добавок /
В.Ядыкина, А.И.Траутваин, Е.А. Лукаш, З.Д. Черкашина//Сборник статей и докладов ежегодной научной сессии Ассоциации исследователей асфальтобетона. — М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2012. —30-35.
5.Кудряшов П. А. Исследование термостабильности адгезионных добавок / П. А. Кудряшов, В. Г. Гермашев, В. А. Мартынов//Сборник докладов ежегодной научной сессии Ассоциации Исследователей Асфальтобетона МАДИ (ГТУ). — М„ 2011. — С. 23-31.
6.Порадек С. В. Вопросы технологической обработки битума / С. В. Порадек // Мир дорог.— 2010.— № 46. — С. 74-75.
7.Ворожейкин В. М. У каждой добавки свой характер / В. М. Ворожей- кин // Автомобильные дороги.— 2009.— № 12. — С. 58-61.
8.Руденский А. В. Битумное вяжущее улучшенного качества, модифицированные, комплексные, композиционные/А.В. Руденский: Научно-технический информационный сборник // Информационный центр по автомобильным дорогам. — М., 2008.— № 5. — С. 47-51.
9.Ядыкина В. В. Эффективность применения адгезионной добавки ДАД-1 / В.В. Ядыкина, A.M. Гридчин, М.А. Высоцкая, И.В. Якимович // Строительные материалы.— 2009.— № 5. — С. 2-4.
10.Мардиросова И. В. Комплексное модифицированное вяжущее для холодных асфальтобетонных смесей / И. В. Мардиросова, С. А. Чернов //ДОРОГИ И МОСТЫ: сб. статей / ФГУП «РОСДОРНИИ». — М„ 2010. — Вып. 23/1. — С. 228-237.
11.Опанасенко О. Как улучшить битум? Влияние добавок на устойчивость битума к термоокислению / О. Опанасенко, О. Лукша // Автомобильные дороги.— 2008.— № 6. — С. 122-124.
12.Василенко Н. А. Присадка улучшает битум / Н.А. Василенко//Автомобильные дороги.— 2010.— № 1. — С. 62.
13.Повышение сцепных свойств нефтяного дорожного битума с поверхностью минеральных материалов за счет применения поверхностно-активного вещества «Амдор-9» // Каталог эффективных техно¬логий, новых материалов и современного оборудования дорожного хозяйства. — М., 2009. — С. 99.
14.Руководство по применению поверхностно-активных веществ при устройстве асфальтобетонных покрытий. — Взамен ВСН 59-68. — М„ 2003 — 40 с.
15.Улучшаем битум: круглый стол / А. В. Данилов, Э. А. Сандлер, П. А. Кудряшов, О. Н. Киндеев, С. И. Дубина // Мир дорог.— 2011. — Май.— № 54. — С. 2-8.
16.Худякова Т.С. Влияние аминных адгезионных добавок на товарные характеристики дорожных битумов /Т.С. Худякова, Д. А. Розенталь,
И. А. Машкова // Химия и технология топлива и масел.— 1990.— №12, —С. 28-29.
17.ГОСТ 18180-72* Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева. — Введ. с 01.01.74. — Москва: Изд-во стандартов, 1980.—4 с.
18.Чернов С. А. Вопросы энергосбережения при использовании щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси повышенной долговечности / С. А. Чернов, А. В. Каклюгин, М.В. Максименко // ДОРОГИ И МОСТЫ: сб. статей /ФГУП «РОСДОРНИИ». — М„ 2013. — Вып. 29/1. — С. 268-276.
19.Быстрое Н. В. Методы испытаний дорожных битумов / Н. В. Быстрое. — М.: Авторская книга, 2012.— 160 с.
Источник: www.pretor-road.ru
Адгезия битума
Качество дорожного покрытия и срок его эксплуатации во многом определяется сцеплением битума с минеральными материалами. Если оно плохое, то со временем на дороге образуются трещины, а в самом полотне начинаются процессы эрозии, шелушения и изменения цвета. Это приводит к снижению стойкости на низкую температуру и воду. Адгезией называют взаимодействие между двумя контактирующими поверхностями разной природы.
Во время строительных работ поверх нижней прослойки минеральной подложки кладётся битумная смесь. Отличная прочность связи этих слоев и определяет качество покрытия.
Возникновение адгезионной связи
Адгезионная связь возникает в два этапа. На первом происходит перемешивание молекул битума к поверхности субстрата и их ориентирование в межфазном слое. Данная стадия именуется транспортной. Для появления возможности протекания процесса битум переводится в жидкое агрегатное состояние с помощью плавления.
Второй этап характеризуется взаимодействием битумной смеси и минеральной подложки. Оно происходит за счёт сил различной природы. Это и химические, и Вандерваальсовы силы. Завершение происходит после полного затвердевания битума, то есть окончанием межмолекулярного взаимодействия контактирующих фаз.
Проблема адгезии
Для возникновения адгезии необходимо появление на границе раздела фаз двух слоев двойного электрополя. Здесь большую роль играют полярности асфальтенов и мальтенов, входящих в состав битумной смеси. Полярность характеризуется проводимостью электричества приведенных веществ в неполярных растворителях.
Несмотря на наличие в составе битума компонентов гидрофильного характера (асфальтеновые и нафтеновые органические кислоты), в целом он гидрофобен. Однако именно эти органокислоты способны взаимодействовать с минералами по механизму хемосорбции.
Остальные компоненты битумной смеси, среди которых выделяются смолы, ароматические полициклические вещества и гетероатомные соединения не в состоянии обеспечить должную адгезию. Незначительное влияние на минералы оказывают и кислородсодержащие соединения.
Методы решения проблемы
Одним из распространенных способов повышения качества дорожного покрытия является предварительная обработка минеральных компонентов. При использовании в качестве подложки смесей, в состав которых входят песок и гравий, производится обработка их растворами солей железа и алюминия. Гидроксильная группа силикатов связывается с катионами металлов, что ведёт к упрочнению битумной пленки. Это в свою очередь в несколько раз повышает сцепление и обеспечивает улучшение характеристик асфальтобетонного покрытия.
Другим методом улучшения адгезионной связи служит применение ПАВ (поверхностно-активные вещества). Они снижают поверхностное натяжение и усиляют адсорбцию и хемосорбцию в области соприкосновения.
Часто при проведении дорожно-строительных работ для этих целей используются отходы химической пищевой и лесотехнической промышленности. Эффективность применения таких веществ низкая, так как качество подобных реагентов не слишком высоко, а состав их непостоянен. Поэтому для прокладки асфальта требуется наличие чистых соединений с постоянным составом и контролируемым качеством.
На сайте компании можно найти информацию о производимой нами продукции. Для получения ответов на имеющиеся вопросы клиенты могут связаться со службой поддержки по телефону или электронной почте, указанной во вкладке «Контакты».
Источник: bitumtech.ru
«Адгезионные добавки. Вопросы Круглого стола».
«Специально для отраслевого журнала «Мир дорог» на вопросы круглого стола по адгезионным добавкам ответил главный специалист направления битумных технологий и строительной химии ГК «КОРРУС-ТЕХ» Дементьев Н.В.»
1 Какие адгезионные добавки предлагает ваша компания? Насколько эффективно улучшается адгезия вяжущего как к кислым, так и основным минеральным материалам в составе асфальтобетонной смеси при их использовании? Выпускает ли ваша компания добавки для производства теплых смесей?
Наша компания является официальным представителем Итальянской фабрики Star Asphalt в России и СНГ. Фабрика Star Asphalt занимается производством дорожно-строительной и строительной химии и является одним из мировых лидеров в сфере производства химических добавок для дорожного строительства. Фабрика выпускает широчайший ассортимент добавок и, конечно же, адгезионные добавки являются одним из основных продуктов. Star Asphalt производит как традиционные адгезионные добавки, имеющие амидную, либо фосфорную основу, так и инновационные, на основе силановых кремнеорганических соединений. Большой выбор добавок позволяет подобрать наиболее подходящий усилитель адгезии к любому каменному материалу, как к кислым минералам (гранит, кварцит, песчаник), так и к основным (мрамор, известняк, базальт, габбро-диобаз).
Причем, помимо добавок, которые наиболее эффективно взаимодействуют с конкретными типами инертных материалов, фабрика производит ряд универсальных добавок, эффективность адгезии которых зависит лишь от небольших изменений их дозировки и от качества битума. Вся линейка адгезионных добавок STARDOPE обеспечивает долговечную адгезию, что подтверждается лабораторными тестами как битума с щебнем, так и асфальтобетона, при испытании которого добавки показывают повышение влагостойкости при длительном водонасыщении. Адгезионные добавки фабрики Star Asphalt имеют торговое название STARDOPE, и отличаются в первую очередь тем, что все они термостабильные, а значит, предварительно могут быть добавлены непосредственно в емкости для хранения битума, до начала производства асфальта. Стоит отметить, что термостабильность адгезионных добавок не ограничена по времени, а значит производитель асфальта может не переживать о времени и не беспокоиться о необходимости израсходовать всю емкость битума с предварительно размешанной в ней адгезионной добавкой.
Присутствие добавок STARDOPE в асфальте обеспечивает наилучшую связь между битумом и инертными материалами, показывая эффективность адгезии не ниже 4-5 баллов, и, как следствие увеличивает устойчивость к деформациям конечного продукта — асфальта. Новое поколение силановых добавок STARDOPE 500-й серии отличается от традиционных добавок в первую очередь тем, что они образуют в разы большое количество химических связей между битумом и поверхностью инертных материалов. Таким образом, адгезия получается более прочной и, что самое главное, более долговечной, улучшая различные показатели асфальта, например водостойкость. Кремнеорганические соединения отличаются высокой эффективностью, что позволяет добавке STARDOPE 510, самой концентрированной добавке силановой серии, обеспечивать отличное покрытие каменного материала и долговечную адгезию при дозировке в 10 раз меньше, чем у всех остальных адгезионных добавок. STARDOPE 510 дозируется от 0,01 % до 0,05 % от массы битума.
При осуществлении подбора адгезионной добавки наша компания рекомендует испытывать как добавки, наиболее подходящие к конкретной породе инертных, так и универсальные. Такой метод позволит найти оптимальное решение с точки зрения экономии, ведь большое влияние на затраты оказывает дозировка, а не стоимость добавки за килограмм, а точнее говоря стоимость за килограмм с учетом дозировки.
Качество адгезии зависит от многих факторов, битум имеет слабое химическое взаимодействие с каменным материалом, а камни очень сильно подвержены влагонасыщению при хранении на открытом воздухе. Именно поэтому прилипание битума может быть серьезно нарушено с присутствием влаги на поверхности инертных.
Адгезионные добавки фабрики Star Asphalt работают таким образом, что они вытесняют воду, присутствующую на поверхности инертных. Качество и эффективность адгезионных добавок STARDOPE подтверждается многочисленными лабораторными испытаниями и успешным опытом применения их дорожно-строительными компаниями.
Помимо добавок, основной функцией которых является усиление адгезии, в ассортименте фабрики есть добавки выполняющие две функции. Речь идет о добавках STARDOPE ACF, которые усиливают адгезию и восстанавливают свойства окисленного битума в отфрезерованном асфальте, позволяя применять его в составе новой асфальтовой смеси и о добавках STARDOPE WMX, которые помимо усиления адгезии позволяют производить теплые смеси. Фабрика так же производит добавки WARM-MIX, функцией которых является только снижение температуры производства, либо укладки асфальтовой смеси. Данное направление очень актуально, особенно для нашей страны, где в преобладающем большинстве регионов затяжные холодные зимы, ведь именно такие добавки, понижающие температуру производства, либо укладки асфальтобетонных смесей, позволяют осуществлять дорожное строительство, либо текущий ремонт дорожных покрытий при низких температурах.
Стоит отметить, что это не единственное предназначение данных добавок, они так же позволяют экономить денежные ресурсы. Снижая температуру при производстве, пропорционально снижается расход топлива, затрачиваемого на подогрев материалов на АБЗ, что положительно сказывается на экологии.
Возможность снизить температуру укладки асфальтобетонной смеси позволяет приготовить асфальт при традиционных температурах, но увезти его дальше от АБЗ, ведь асфальт может остывать ниже пограничных значений температуры укладки, таким образом, увеличивается транспортное плечо. Учитывая, что добавка позволяет снижать температуру на 30 – 40 ℃, транспортное плечо увеличивается практически в два раза.
Еще одно направление применения так называемых «теплых» асфальтобетонов, особенно актуальное для России – это снижение окисления битумного вяжущего в процессе приготовления смеси на АБЗ за счет снижения температуры производства и, как следствие, уменьшение скорости старения данного вяжущего в асфальтобетоне. Для нашей страны, использующей исключительно окисленные битумы данный вопрос особенно важен. Одним из ключевых моментов является то, что добавки для снижения температуры фабрики Star Asphalt уменьшают поверхностное натяжение битума, соответственно уменьшается вязкость асфальта, не влияя на такие характеристики битума, как: пенетрация, температура размягчения (КиШ), точка хрупкости по Фраассу, вязкость. Именно поэтому их применение не повлечет за собой какие-то существенные изменения в подборе смеси и необходимость корректировать свойства битума.
2 Если говорить о взаимодействии ПБВ с вводимыми адгезионными добавками, возникает вопрос: поскольку температура приготовления и использования ПБВ выше, чем при использовании обычных дорожных битумов, не требуется ли вводить при применении ПБВ какие-то особые адгезионные добавки, более термостойкие? Если говорить наоборот — о влиянии на свойства битума самих адгезионных добавок, не могут ли они приводить к его старению? Проводят ли, в связи с этим, ваши специалисты испытания по определению устойчивости к старению асфальтобетонов с адгезионными добавками в соответствии с ОДМ 218.3.021-2011?
На данный момент большинство производителей, как отечественных, так и импортных добавок, выпускают термостабильные адгезионные присадки, соответственно для работы с ПБВ нет необходимости в применении каких-то особых добавок. Однако стоит обратить внимание на то, что рабочие температуры ПБВ выше, чем у обычных дорожных битумов, так же и температуры хранения ПБВ.
Соответственно для достижения наилучшей адгезии при применении ПБВ необходимо быть уверенным, что термостабильность, заявленная производителем будет сохраняться с течением времени. Если возможности и желания производить испытания термостабильности добавок нет, можно запросить протоколы испытаний у производителя, либо поставщика добавок.
Адгезионные добавки STARDOPE испытывались после недели нахождения в битуме и ПБВ при температуре 160 — 180℃ и показали отсутствие изменений своих свойств и силы адгезии. Наши специалисты убеждены в том, что на старение битума влияют факторы температуры, а не присутствие адгезионных добавок.
Продолжительный нагрев битума и удержание высокой температуры, а так же нагревательные элементы, температура поверхности которых зачастую превышает в разы требуемую температуру битума, являются основными факторами, которые приводят к старению битума. Самым мягким способом нагрева битумного вяжущего является подогрев за счет термального масла. Мягкий, косвенный нагрев битумного вяжущего материала осуществляется за счет змеевиков, установленных в емкостях. Отсутствие контакта битума с нагревательными элементами, температура которых достигает, а зачастую превышает 500 ⁰C, исключает выгорание асфальтенов в битуме и ухудшение характеристик вследствие «старения» битума, что напрямую влияет на качество дорожных одежд. Специалисты нашей компании осуществляют все требуемые испытания для наших клиентов, в том числе в соответствии с ОДМ 218.3.021-2011.
3 Какие способы определения сцепления битумного вяжущего, в котором растворена адгезионная добавка, применяются более активно — по ГОСТ 11508-74 (метод А), по ГОСТ 12801-98 (раздел 24), по ГОСТ 12801-98 (раздел 28), используются ли другие способы?
Для определения силы сцепления битумного вяжущего, в котором растворена адгезионная добавка наиболее часто применяется ГОСТ 12801-98 (раздел 28) и ГОСТ 11508-74 (метод А). Данная методика испытаний на наш взгляд не является самой показательной для определения адгезии, так как кипячение инертных, покрытых битумом не воссоздает всех условий, при которых адгезионная добавка должна сохранять свои свойства и характеристики.
В Европейских и Американских нормативных документах существуют другие методики, которые позволяют более точно смоделировать полевые условия. Причем испытания на адгезию производят не только анализируя взаимодействие между каменным материалом и битумом, испытывают уплотненные асфальтобетонные смеси. Испытания проводят с применением специального лабораторного оборудования, которое, к сожалению, отсутствует практически во всех Российских дорожно-строительных лабораториях. Данные испытания проводятся в соответствии с Европейскими стандартами EN 12697-11, EN 12697-12, EN 12697-22 и Американскими стандартами ASTM D 3625-91, ASTM D 4867-92, ASTM D 1075-94. К сожалению, в России испытания по зарубежным методикам проводят только крупные лаборатории, имеющие в своем арсенале специальное оборудование и результаты данных испытаний можно применять лишь для внутреннего контроля и «поиска истины», чем зачастую необходимы заниматься при оценки эффективности той или иной технлогии.
4 Проводили ли специалисты вашей компании испытания горячих асфальтобетонных смесей на определение совместимости между заполнителем и битумом по нормам EN12697-11:2012 Bituminous mixtures – Test methods for hot mix asphalt – Part 11: Determination of the affinity between aggregate and bitumen?
Специалисты нашей компании оказывают технологическое сопровождение в подборе асфальтобетонных смесей, разрабатывают рецептуры битумных эмульсий, ПБВ, а так же помогают в проведении испытаний добавок Star Asphalt для дорожного строительства. Ежегодно наши специалисты проходят стажировки и курсы повышения квалификации в Европе и хорошо знакомы с зарубежными методиками и лабораторным оборудованием. В рамках данных мероприятий постоянно происходит обмен опытом между Российскими и Европейскими специалистами. Так же наша компания активно практикует привлечение специалистов лаборатории Star Asphalt для подбора смесей, определения наиболее подходящих добавок, корректировки составов. Мы высылаем образцы битума и инертных материалов и, в зависимости от поставленной задачи и сложности её выполнения, фабрика Star Asphalt не только проводит испытания в соответствии с Европейскими стандартами для выбора наиболее эффективного решения, но и существует практика, когда специалисты разрабатывают добавки для выполнения конкретного проекта.
5 Какая технология введения адгезионных добавок в битум или ПБВ наиболее эффективна с точки зрения получения оптимальной концентрации, практикуется ли применение добавок путем подачи в смеситель АБЗ (то есть, нанесением на поверхность минеральных материалов)?
На наш взгляд самым оптимальным является смешение адгезионной добавки в битумной емкости, оснащенной мешалками, так как данный метод является более менее доступным для дорожников. Не у всех АБЗ есть подобные емкости, однако дооснастить мешалками, либо циркуляционным насосом, можно практически любую расходную емкость АБЗ. Некоторые современные заводы оснащаются дозирующим устройством, которое осуществляет подачу жидких добавок непосредственно в смеситель АБЗ. Такие устройства так же позволяют четко соблюдать необходимую дозировку и равномерность концентрации добавки в асфальтобетонной смеси, особенно, если это устройство имеет форсунки, позволяющие напылять добавки даже с крайне малой дозировкой. Однако большинство линий ввода жидких добавок АБЗ работают по принципу подачи добавки в трубу с битумом и не гарантируют равномерности и точности дозирования.
Источник: dobavki-korrus.ru