Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) – Selena
В условиях увеличения интенсивности движения и роста нагрузок на дорожное покрытие, а также специфических условий эксплуатации объектов дорожного строительства в различных климатических условиях, возрастают и требования к материалам для строительства и ремонта дорожного полотна. Битумы нефтяные дорожные (БНД) в чистом виде не могут в полной мере соответствовать этим требованиям. Битум термопластичный материал, и при повышенных температурах он размягчается. При низких температурах битумы становятся твердыми и хрупкими, что приводит к образованию трещин на дорогах. Кроме того, битумы обладают недостаточно высокой адгезией к песку и щебню. Значительно повысить долговечность и качество дорожных покрытий позволяет применение полимерно-битумных вяжущих (ПБВ).
Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) — битумы, модифицированные добавлением полимеров. Также в состав ПБВ могут входить пластификаторы и адгезионные добавки.
ПБВ имеет ряд преимуществ перед применением БНД:- высокая эластичность;
- более широкий интервал пластичности;
- более сильная адгезия с минеральными компонентами асфальтобетонной смеси;
- улучшенные низкотемпературные свойства;
- снижение колееобразования дорожных покрытий;
- повышение коррозионной стойкости дорожных покрытий.
Вследствие повышения качества, срок службы дорожного покрытия повышается в 2 – 3 раза, с 6 лет при использовании БНД до 12 – 18 лет при использовании ПБВ. Это позволяет значительно снизить затраты на эксплуатацию и ремонт дорог.
При производстве ПБВ в качестве полимера могут использоваться термопласты, каучуки и термоэластопласты.
Термопласты отличаются способностью к многократному размягчению при повышении температуры и отвердеванию при ее снижении. Среди термопластов в процессах модификации битума участвуют полиэтилены, полипропилены, атактические полипропилены, поливинилхлориды, полистиролы, этиленвинилацетаты и вископласты.
Каучуки, или эластомеры имеют спиральное строение макромолекул, что дает возможность удлинения до 10 раз при прикладывании растягивающей нагрузки и возвращение в исходное состояние при ее снятии. Из этого класса модификаторов для улучшения свойств битума используются бутадиен-стирольные, полихлоропропеновые и этиленпропиленовые полимеры, а также бутилкаучук.
Термоэластопласты – полимеры, обладающие в условиях эксплуатации эластичными свойствами, а при повышенных температурах обратимо переходящие в пластическое или вязкотекучее состояние. Выделяют три типа термоэластопластов – полимеры стирол-бутадиен-стирол (СБС), полимеры стирол-изопрен-стирол (СИС) и полимеры стирол-этилен/бутилен-стирол (СЕ/БС).
Для модификации дорожных битумов чаще всего используют СБС. Это обусловлено их способностью не только повышать прочность битума, но и придавать полимерно-битумной композиции эластичность – 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.
Способы производства ПБВВ настоящее время наиболее эффективным методом производства ПБВ можно считать процесс с использованием такого устройства, как коллоидная мельница.
Это устройство позволяет измельчать полимер в процессе приготовления ПБВ. При измельчении полимера увеличивается удельная поверхность контакта смешиваемых компонентов, и соответственно ускоряются процессы набухания и растворения полимера.
Существует два способа приготовления ПБВ.
По первому основному способу все компоненты ПБВ, согласно рецептуре, перемешиваются в одной емкости.
Сперва в емкость подают битум, предварительно обезвоженный и подогретый до 110 – 120 °С. Затем туда же подают необходимое количество пластификатора, нагретого до 90 – 100 °С, и перемешивают до однородного состояния, после чего, при постоянном перемешивании, порционно вводят полимер и постепенно нагревают смесь до 155 – 160 °С. Далее смесь поступает в коллоидную мельницу. В мельнице полимер дробится на мелкие частицы и эффективно вмешивается в битум. Из мельницы смесь попадает в емкости созревания, где в течение нескольких часов происходит окончательное набухание полимера.
После этого полимерно-битумное вяжущее готово к использованию.
По второму способу предварительно готовят раствор полимера в пластификаторе той концентрации, которая была установлена при подборе состава ПБВ, а затем раствор вводят в обезвоженный и нагретый битум, после чего в конце процесса – ПАВ и перемешивают смесь до однородного состояния. Если вязкость раствора полимера высока и возникают трудности при перемешивании и перекачке в расходные емкости, то в него добавляют битум в количестве, равном содержанию раствора в емкости. Получается битумосодержащий раствор полимера, который затем вводят в битум и перемешивают до однородного состояния.
Для ускорения процесса измельчения и набухания полимера, уменьшения температуры протекания процесса и соответственно для минимизации затрат, целесообразно применять комплексные полимерные добавки, в состав которых, кроме полимера, входят специальные поверхностно-активные вещества. В этом случае снижается или вовсе исключается необходимость введения пластификатора, что также снижает себестоимость производимого ПБВ.
При введении термоэластопластов в битум без пластификаторов для получения ПБВ с оптимальными свойствами требуется как минимум 5 – 6% полимера по массе. При этом вязкость получаемого вяжущего существенно выше вязкости битумов, что может привести к технологическим затруднениям при приготовлении асфальтобетонных смесей на АБЗ. Повышать же температуру приготовления более 160 °С не рекомендуется, так как в России применяются окисленные битумы, которые подвержены интенсивному старению при температурах выше 160 °С. Для получения ПБВ требуемого качества без лишних затрат полимера и энергии важно правильно подобрать пластификатор.
Рынок производства пластификаторов для ПБВ расширяется из года в год. И если раньше в качестве пластификаторов использовали индустриальные масла, экстракты селективной̆ очистки, машинные масла и т.д., то в настоящее время подобные пластификаторы не рекомендованы к использованию, и на смену им выпускается множество эффективных пластификаторов на основе экологически безопасного сырья.
К таким относится Унипласт, производимый ООО «Селена». Использование пластификатора Унипласт позволяет обеспечить требуемый температурный режим (не выше 160°С) и существенно повысить эффективность вводимого полимера, т. е. получить ПБВ с развитой пространственной структурной полимерной сеткой при минимальном содержании полимера 2 – 2,5 %, а также, в некоторых случаях, исключить из необходимого комплекта оборудования коллоидную мельницу.
Адгезионные добавки для ПБВ
ПБВ должны характеризоваться необходимой адгезией к поверхности минеральных материалов, используемых в данной полимерасфальтобетонной смеси, чтобы как минимум обеспечить требуемый коэффициент длительной водостойкости материала и его длительную эксплуатацию в покрытии или в другой конструкции без шелушения и выкрашивания. Однако введение только полимера типа СБС в битум в большинстве случаев не позволяет получить требуемую адгезию ПБВ. Необходимо введение эффективных адгезионных добавок.
ООО «Селена» предлагает ряд высокоэффективных дорожных адгезионных добавок ДАД, отличающихся по своему химическому составу и структуре. При этом выбор конкретной марки ДАД зависит от производственных условий приготовления ПБВ, химической природы применяемого вяжущего и используемых каменных материалов.
Варьируя соотношением компонентов, можно получить ПБВ высокого качества с любыми требуемыми характеристиками.
Технология производства полимер-модифицированного битума — Добыча
2 мин
…
Использование полимер — модифицированного битума (ПМБ) или полимер- битумного вяжущего (ПБВ) растет во всем мире.
Перспективы
Использование полимер — модифицированного битума (ПМБ) или полимер- битумного вяжущего (ПБВ) растет во всем мире.
Использование ПМБ существенно увеличивает срок службы дорог в регионах с большим перепадом температур и повышенной нагрузкой на дороги.
Для приготовления ПМБ используются установки установки модификации битумов.
Модифицированный битум с повышенными технологическими характеристиками по теплостойкости, морозостойкости и др. изготавливают из дорожного, строительного и других видов битума с использованием полимерных добавок — термоэластопластов.
Технология изготовления модифицированного битума:
Исходные материалы вводятся в установку раздельно.
Битум нагревается в котлах или в постоянном течении через теплообменник до температуры около 180оС и закачивается в один из смесителей установки до расчетного уровня.
Полимер, поступающий в мешках, загружается из мешков в смеситель.
Установка позволяет готовить модифицированный битум как с пластификатором, так и без него.
В ряде случаем одно или несколько ароматических масел вместе с адгезионными реагентами может быть введено в битум для улучшения свойств конечного ПМБ. Дозировка всех жидкостей осуществляется расходомерами. Актуальное значение регистрируется системой управления и автоматически регулируется в соответствии с заданным рецептом.
Полимеры вводятся посредством автоматизированной весовой системы дозирования. Она состоит из весов расположенных ра тензодатчиках. Тензодатчики соединены с компьютером, к который управляет дозировкой полимеров. Точность системы очень высокая.
Далее компоненты через коллоидную мельницу поступают в смеситель 2.
Смеситель 2 оснащен своей насосной станцией.
После окончания смешения с помощью насосной станции производится перекачка готовой массы в битумные котлы для готовой продукции или в смеситель 3 для производства битумной мастики.
Смесь ПМБ должна выстояться 60 минут, чтобы произошло набухание гранулята.
Из хранилища модифицированный битум подается на собственное производство асфальтобетона или сторонним потребителям.
Мастика может заливаться непосредственно в заливщик или расфасовываться в тару для хранения в виде брикетов.
Смесители работают периодически и параллельно.
Загрузка сыпучих компонентов производится вручную, через загрузочные отверстия в емкостях.
Качество модифицированного битума проверяется визуально, а также анализом взятой пробы в аналитической лаборатории на пенетрацию, КиШ, эластичность, растяжимость и другие показатели в соответствии с ГОСТом.
Источник : Neftegaz.RU
Что такое битум, модифицированный полимерами (ПМБ)?
Последнее обновление: 28 октября 2020 г.
Что означает полимерно-модифицированный битум (ПМБ)?
Битум, модифицированный полимерами (ПМБ), представляет собой битум (асфальт) в сочетании с одним или несколькими полимерными материалами. Эта модификация проводится с целью улучшения механических свойств битумного материала. Полимерно-модифицированный битум обычно используется на дорожных покрытиях, особенно на тех, которые предназначены для работы в тяжелых условиях и в экстремальных погодных условиях. Этот материал также используется в качестве герметика в жилых кровлях.
ПМБ обычно изготавливают путем объединения битума с сополимером стирол-бутадиен-стирол (СБС). Добавление полимера делает битум более эластичным по своей природе. Некоторые из желательных свойств модифицированного полимером битума включают повышенную прочность, когезионную способность и устойчивость к усталости и деформации.
ПМБ также менее чувствителен к температуре, чем обычный битум. Это особенно важно для дорожных покрытий, поскольку материал не будет течь или становиться мягким при высоких температурах, сохраняя при этом свою удобоукладываемость и гибкость при более низких температурах.
Особое значение для коррозионной промышленности имеют улучшенные гидроизоляционные свойства ПМБ. При нанесении на стальные трубы PMB предотвращает контакт воды или других жидкостей, богатых электролитом, с металлической подложкой. Это свойство делает покрытия из ПМБ идеальными для барьерной защиты в агрессивных средах.
Реклама
Corrosionpedia объясняет Полимерно-модифицированный битум (ПМБ)
Битум веками использовался в качестве строительного материала и продолжает оставаться ценным конструкционным материалом для многих современных применений. За прошедшие годы были проведены многочисленные исследования с целью улучшения характеристик битума в полевых условиях.
Одним из усовершенствований, давших желаемые результаты, является добавление полимера к битуму. Полимеры служат для улучшения эластичности битума, что обеспечивает многочисленные преимущества при использовании в битумных системах.
Стирол-бутадиен-стирол (СБС), который действует как модифицирующий связующий агент, как известно, увеличивает срок службы дорожных покрытий, которые ежедневно подвергаются ряду обременительных нагрузок, включая высокие транспортные нагрузки и высокие термические нагрузки.
Другие преимущества PMB при использовании в дорожном покрытии включают:
- Повышенная жесткость
- Повышенная устойчивость к деформации
- Повышенная устойчивость к растрескиванию и отслаиванию
- Повышенная долговечность
- Повышенная водостойкость
Стоимость Преимущества использования модифицированного полимером битума в потенциальной экономии затрат при использовании в некоторых приложениях. Улучшение механических свойств позволяет наносить ПБВ более тонкими слоями, чем немодифицированный битум, без снижения эффективности. Улучшения прочности, гибкости и ударной вязкости вяжущего значительно улучшают сопротивление усталости асфальта даже в твердых вяжущих.
Лаборатория дорожных исследований Делфтского технологического университета в Нидерландах провела исследование по сравнению модифицированного и немодифицированного битума с использованием модели конечных элементов (МКЭ). Исследование в конечном итоге показало, что уменьшение толщины до 40% может быть достигнуто при использовании модифицированного битума.
Модель МКЭ также показала, что даже при уменьшенной толщине ожидаемое повреждение модифицированного полимером битума было значительно ниже, чем у немодифицированного битума при одинаковых условиях нагрузки.
Рис. 1. Рабочий наносит полимерно-битумное водонепроницаемое покрытие на крышу. (Источник: Imagesines / Dreamstime.com)
Реклама
Поделись этим термином
Связанные термины
- Эластомер
- Эластомер
- Защитное покрытие
- Асфальт
- Битумное покрытие
- Полимер
- Модуль упругости
- Точка размягчения
- Синтетическая смола
Похожие материалы
- ВИДЕО: Джон Оливер о разрушающейся инфраструктуре Америки
- Коррозия полимерных материалов
- Полное руководство по гидроизоляции битумной краской
- Проблемы аварийного ремонта на месте и решения, устойчивые к поверхности
- Гальваническая коррозия металлов, соединенных с полимерами, армированными углеродным волокном
- Защита от коррозии и облегчение транспортных средств
Теги
КоррозияИнфраструктураВеществаМодификация веществаМетоды нанесения КерамикаХимическое соединениеМодификация материалаАктуальные статьи
Покрытия
5 наиболее распространенных типов металлических покрытий, о которых должен знать каждый
Покрытия
4 типа покрытий для бетонных полов (и что нужно знать о каждом)
Коррозия
21 Типы коррозии и разрушения труб
Научные свойства
Инновации Kraton в области модификации битума позволяют создавать прочные и экономичные дороги за счет сокращения времени и расходов, связанных с техническим обслуживанием, задержками строительства и проблемами с дорожным движением.
% СБС в битуме. По мере увеличения степени модификации битум становится все более устойчивым к высокотемпературной деформации и растрескиванию при средних температурах.
Добавка повышает эффективность использования ресурсов за счет снижения потребности в новых заполнителях и битуме, а также значительно снижает воздействие на окружающую среду при строительстве дорог.
Многие из 
