Битумнорезиновое композиционное вяжущее Битрэк, его свойства и особенности » ООО НПГ «Инфотех»

1. Битумнорезиновое композиционное вяжущее определяется как однородная смесь окисленного дорожного битума (или смеси битумов) с достаточно мелкодисперсной крошкой из резин общего назначения, подвергнутая специальной химической обработке в процессе приготовления. При этом частицы резины полностью не разлагаются и не растворяются, а связываются с компонентами битума прочными, но достаточно подвижными химическими связями и проявляют свои качества уже в составе нового материала. В отличие от обычных битумов, новые вяжущие, сочетающие полезные свойства двух различных компонентов (главным образом, резины), неоднородны по фазовому и химическому составу и по своей природе относятся к классу композиционных материалов. В их составе битум выполняет функции жидкой или псевдожидкой термопластичной матрицы, а частицы резины создают упругий силовой каркас в объеме вяжущего.

2. При наличии вышеназванной химически сшитой молекулярной структуры вяжущего, имеющиеся как в битуме, так и в резине опасные и токсичные соединения, по-видимому, заключены в полимерную сетку и химически связаны, поэтому их выделение затруднено. Санитарно-гигиенические испытания подтверждают, что вяжущие такой структуры выделяют значительно меньшее количество токсичных веществ, чем битум и отвечают самым жестким экологическим требованиям.

3. Химическая технология, по которой такие вяжущие производятся, основана на добавлении в смесь битума с резиновой крошкой специальных реагентов-катализаторов, регулирующих радикальные процессы деструкции и сшивки каучуковых цепей резины и высокомолекулярных компонентов битума. Происходит это при создании в объеме битума и на поверхности частиц резиновой крошки условий для химически инициированной ступенчатой радикальной полимеризации в режиме «живых» цепей.  В результате частицы резины объединяются как между собой, так и с высокомолекулярными компонентами битума в гетерогенную, армирующую, полимерную пространственную структуру с помощью достаточно прочных химических связей. Стабильность всей дисперсной гетерогенной системы, высокую и долговременную адгезию вяжущего обеспечивают полярные молекулярные группы, также вводимые в большом количестве в химическую структуру материала в процессе его приготовления.

4. Битумнорезиновые экологически чистые композиционные вяжущие (далее сокращенно БИТРЭК), полученные по вышеназванной технологии, имеют повышенную устойчивость к старению при воздействии агрессивных факторов окружающей среды. Связано это, во-первых, с влиянием мелкодисперсных частиц резины и имеющихся в ее составе присадок различного назначения. Во-вторых, с дополнительным введением в битумную основу вяжущего ряда компонентов, которые были потеряны в процессе нефтепереработки и присутствие которых создает условия для химической репарации повреждений молекулярной структуры вяжущего. Резина в виде мелкодисперсных частиц и частично сшитых каучуковых молекул является субстратом, с помощью которого осуществляются эти процессы и благодаря которому становится возможным некое подобие возвращения к свойствам природных нефтей и битумов.

За счет своего состава и структуры вяжущее устойчиво к воздействию высоких технологических температур, а также имеет достаточную деформативность при низкой температуре.

Резиновая крошка в композиционном вяжущем материале (не менее 7% по массе) выступает в роли частиц полимерного компонента, который в асфальтобетонах выполняет функцию полимерного дисперсно-эластичного армирования. Установлено, что асфальтобетоны на вяжущем БИТРЭК имеют высокую устойчивость к циклическим нагрузкам, возникающих при движении транспортных средств.

5. Приготовление вяжущих путем химического объединения битума с резиновой крошкой по вышеназванной технологии, как правило, приводит к следующим результатам по сравнению с исходными битумами:

— уменьшается пенетрация, исходные битумы марки 90/130 переходят в марки вяжущего 60/90 и 40/60, битум марки 60/90 переходит в марку 40/60;

— происходит увеличение температуры размягчения битумного вяжущего и некоторое снижение температуры хрупкости (расширение температурного интервала пластичности);

— происходит улучшение физико-механических и усталостных свойств битумного вяжущего;

— происходит значительное улучшение сцепления битумного вяжущего с поверхностью минерального материала;

— происходит повышение устойчивости к старению, направление изменения температуры размягчения после прогрева меняется на противоположное.

В целом, по сравнению с исходными битумами, происходит значительное улучшение физико-механических и усталостных свойств битумного вяжущего, а также улучшение его адгезии к минеральным компонентам асфальтобетона.

6. К композиционным битумнорезиновым вяжущим, в связи с присущими им специфическими свойствами и в соответствии с указанными положениями, предъявляются более высокие требования, чем к дорожным битумам, по таким показателям как температура размягчения, температура хрупкости и растяжимость при 0°С, т.е. по показателям, определяющим повышенную устойчивость к изменениям окружающей температуры.

Введен показатель эластичности при низких температурах, который отсутствует у дорожных битумов. Величина этого параметра, характеризующего упругость  композиционного вяжущего, достаточна, чтобы обеспечить релаксацию возникающих в асфальтобетонных покрытиях циклических деформаций.

Кроме того, в обязательном порядке в состав технических требований включен показатель сцепления со щебнем, как один из важнейших эксплуатационных показателей, контролирующих устойчивость связей вяжущего с минеральной поверхностью в условиях воздействия воды.

Поскольку новые вяжущие являются композиционными и содержат гетерогенные включения резиновых частиц, введен показатель максимальных размеров неоднородностей в составе вяжущего, который напрямую связан с распределением частиц используемой резиновой крошки по размерам и однородностью ее распределения в объеме вяжущего.

С учетом этих положений основные технические требования, предъявляемые к выпускаемым битумнорезиновым композиционным вяжущим, приведены в таблице

Таблица 1

*) Показатели глубины проникания иглы при 25 и 0°С приняты как основа для экспресс-определения усредненных реологических характеристик вяжущих и их классификации, хотя для неоднородных композиционных вяжущих, каковыми являются материалы БИТРЭК они не являются полностью адекватными, особенно при низких температурах.

**) Показатель растяжимости при 25°С для неоднородных композиционных вяжущих материалов принят как факультативный (необязательный). Этот показатель косвенным образом может характеризовать степень абсобции жидких фракций битумов резиновой крошкой и соотношение асфальтеновых и смоляных фракций в остающейся дисперсионной среде.

7. Дополнительные технические требования к вяжущим БИТРЭК приведены в таблице 2 и характеризуют их высокую устойчивость к циклическим деформациям при определенном значении истинной вязкости. Эти параметры могут измеряться факультативно для проверки качества вяжущего при наличии соответствующего приборного обеспечения.

Таблица 2

8. При изготовлении вяжущих БИТРЭК в качестве исходных применяют битумы нефтяные дорожные вязкие марок БН, БНД по ГОСТ 22245-90 или их смеси с жидкими битумами марок МГ и МГО по ГОСТ 11955-82.

9. В составе вяжущих используется мелкодисперсная резиновая крошка из резин общего назначения, в том числе получаемая дроблением изношенных автомобильных шин или других РТИ. Крошка должна иметь размеры частиц в диапазоне 0,2-0,6 мм и отвечать требованиям технических условий ТУ 38.108035-97 к крошке РД 0,5 или специальным требованиям, устанавливаемым по согласованию с потребителем.  Резиновая крошка в готовом вяжущем должна быть распределена равномерно, не должно быть не покрытых битумом частиц. Должны отсутствовать комки резиновой крошки и посторонние включения. Содержание резиновой крошки в битумнорезиновом композиционном вяжущем должно быть не менее 7% по массе. Следует отметить, что улучшение сцепления вяжущего с поверхностью минерального материала заметно возрастает при введении в исходный битум не менее 6% резиновой крошки.

10. Транспортирование и хранение вяжущего БИТРЭК осуществляется также как транспортирование и хранение битумов нефтяных дорожных вязких в соответствии с ГОСТ 1510-84. Битумнорезиновое композиционное вяжущее транспортируют к месту применения в битумовозах, автогудронаторах или обогреваемых цистернах.

11. Хранение битумнорезинового композиционного вяжущего в битумных ёмкостях при рабочей температуре не более 160°С допускается в течение 2-х суток. При хранении следует осуществлять периодическое кратковременное перемешивание всего объема битумнорезинового композиционного вяжущего с помощью низкооборотных мешалок или путем рециркуляции через битумный насос.

Скачать — vyazhuschee.doc [63 Kb] (cкачиваний: 115)