Изучение свойств полимерно-битумных вяжущих в процессе старения.

ВВЕДЕНИЕ 7
Перечень сокращений 9
Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 10
1.1 Цель, задачи, актуальность исследований 10
Глава 2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР: ДОРОЖНЫЕ БИТУМЫ И ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ ВЯЖУЩИЕ В ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ 14
2.1 Состав, свойства и структура нефтяных битумов 14
2.2 Полимерно-битумные вяжущие 25
2.3 Методы изучения процессов старения битума 31
2.4 Полимеры, используемые для производства ПБВ 35
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 38
3.1 Объекты исследования 38
3.2 Технология приготовления ПБВ 40
3.3 Методы исследования физико-механических свойств ПБВ 42
3.3.1 Метод определения глубины проникания иглы 42
3.3.2 Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару 43
3.3.3
3.3.4 Метод определения растяжимостиМетод определения температуры хрупкости по Фраасу 45
47
3.3 Результаты экспериментов и их обсуждение 50
ВЫВОДЫ 60
Библиографический список 61
Приложение 63

Весь текст будет доступен после покупки

Во всём мире исследователи ищут пути улучшения физико-механических характеристик асфальтобетонов, а также совершенствования материалов для их приготовления. За последние десятилетия в нашей стране значительно увеличилась интенсивность движения автотранспорта, что не лучшим образом сказывается на состоянии дорог. Для повышения надежности и долговечности дорожных покрытий постоянно растут требования к эксплуатационным характеристикам асфальтобетонов и их составляющим материалам.
Одним из важнейших компонентов асфальтобетонных смесей является нефтяной битум, за счет своих пластических свойств, которые он проявляет, будучи в составе дорожных одежд. Анализ состояния асфальтобетонных покрытий на российских дорогах, проводимый экспертами международного уровня показывает, что дефекты, приводящие к преждевременному разрушению асфальтобетона, происходят, во многом, из-за неудовлетворительного качества битума. Поэтому состояние покрытий дорог напрямую связано с качеством битумных вяжущих.
Нефтяные битумы относятся к одним из самых многотоннажных нефтепродуктов в России и за рубежом. Они широко применяются в дорожном строительстве, при ремонте дорог, аэродромов, в промышленном и гражданском строительстве. По назначению различают битумы строительные, кровельные и дорожные. Слабая устойчивость битумов к деформациям объясняется значительным снижением содержания в сырье естественных пластификаторов в результате углубленной переработки нефтяных остатков для извлечения светлых нефтепродуктов. Это главная причина, по которой дорожные битумы не выдерживают предъявляемых к ним требований и за счет этого происходит снижение долговечности асфальтобетонных покрытий.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Цель, задачи, актуальность исследований
Целью данных исследований является изучение процессов старения полимерно-битумных вяжущих на основе битума БНД-70/100 со стирол-бутадиеновым сополимером и с добавлением индустриального масла.
Для реализации цели в работе поставлены следующие задачи:
? провести сравнительный анализ методик старения битумов;
? синтезировать ПБВ на основе БНД 70/100 с сополимером бутадиен-стирола и индустриальным маслом И-40;
? испытать ПБВ методами для ускоренного старения на приборе RTFOT;
? определить основные показатели для битумных вяжущих- глубину проникания иглы при 25 ?С, температуру размягчения по кольцу и шару, растяжимость при 0 ?С.
Тема модификации нефтяного дорожного битума с целью улучшения его эксплуатационных характеристик является весьма актуальной для России. Асфальтобетонные покрытия на основе чистого дорожного битума уже не способны выдержать ежегодное увеличение интенсивности нагрузки и постоянных колебаний температуры окружающей среды, а использование полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) позволяет уменьшить возникновение пластических деформаций и тем самым продлить срок службы дорожных одежд.
Таблица 1- Результаты патентного поиска
Предмет поиска МПК Страны Источник информации
Битумное вяжущее;
Модификация дорожного битума C04B 26/26
C08L 95/00
E01C 7/18 Россия Банк данных в интернете 2000 – 2020 гг.
Страны патентования (11), номер патента (13), дата прио-ритета (22), МПК (51) Патентообладатель(и) (73) или автор(ы) (72) Наименование изобретения (54) Техническая сущность (57)
1 2 3 4
Россия
2262492
06.04.2004
C04B 26/26
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU) Асфальтобетонная смесь Асфальтобетонная смесь для дорожного строительства, содержащая битум и полимерную добавку. В качестве полимерной добавки вторичный полиэтилентерефталат в виде б/у пластиковых бутылок. Технический результат: усиление процессов стру-ктурообразования асфальто-бетона и повышение его водо- и теплоустойчивости
Россия
2458091
29.04.2008
C08L 95/00
КРЭЙТОН ПОЛИМЕРС ЮЭс ЭлЭлСи (US) Композиция битумного вяжущего и способ ее получения Получение модифицированной полимером композиции битумного вяжущего, которая имеет повышенную пластичность, в особенности при низких температурах, и является подходящей в качестве горячей асфальтовой смеси для покрытия дорог, причем по существу не содержащей сшивающие агенты.
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4
Россия
2559508
14.08.2014
C04B 26/26
C08L 95/00

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет", РГСУ (RU) Модификатор битума для дорожного асфальтобетона Разработка эффективного комплексного модификатора битума (содержащего резиновую крошку, вторичный полиэтилен, в качестве структурирующей добавки включает нанодисперсный компонент - гидратную известь, а в качестве поверхностно-активной добавки - адгезив «Азол-1003») для асфальтобетона, позволяющего улучшать эксплуатационные характеристики битумного вяжущего для асфальто-бетонных смесей, повышая их сдвиго-, трещино устойчивости, увеличивая сроки службы покрытий.
Россия
2 615 523
09.12.2015
C08L 95/00


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") (RU) Полимерный модификатор битума и битумно -полимерное вяжущее на его основе Получение полимерного модификатора и битумнополимерного вяжущего на его основе, применяемых в дорожном и гражданском строительстве для устройства дорожных асфальтобетонных покрытий, герметизации швов автодорожного полотна, устройства кровли и гидроизоляции строительных конструкций. Модификатор содержит сополимер этилена с винилацетатом, полиэтиленполиамин.
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4
Россия
2648097
03.04.2017
C08L 95/00


Лысенко Алексей Георгиевич (RU),
Плешаков Николай Олегович (RU) Способ получения полимерно-битумного вяжущего на основе вспененного полиуретана Получение полимерно-битумных композиций, областью применения которых является дорожное, аэродромное строительство. Способ получения полимерно-битумного вяжущего включает смешивание битума и уретанового форполимера, причем битум смешивают с пред-варительно вспененным водой уретаналкидным форполимером. Техническим результатом является улучшение физико-механических свойств вяжущего
Россия
2672417
21.07.2017
C08L 95/00
E01C 7/18
C
МСД Текнолоджис С.а.р.л. (LU),
Никитин Александр Андреевич (RU),
Грейз Александр Семенович (RU) Асфальтобетонная смесь, модифицированный нефтяной битум и модификатор для битума Асфальтобетонные смеси, полученные с использованием модифицированногонефтяного би-тума одностенными углерод-ными нанотрубками в количестве 0,005-0,5 мас. % , обладают повышенной температурой размягчения асфальтобетонного покрытия и улучшенными эксплуатационными характе-ристиками, что позволяет применять их для строительства покрытий и оснований автодорог, аэродромов, городских улиц и площадей.
На основании патентного поиска глубиной 20 лет (табл. 1), можно сделать вывод, что для решения проблемы дорожной индустрии – долговечности дорог, в РФ ведутся исследования по повышению качества битумных вяжущих, в том числе по исследованию процессов старения битума.
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР: БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ ДОРОЖНЫЕ И ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫЕ ВЯЖУЩИЕ В ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ
2.1 Состав, свойства и структура нефтяных битумов
Одним из важнейших факторов, определяющих качество автодорожного покрытия, а, следовательно, и безопасность движения автомобилей на дорогах, является наличие прочного сцепления битума с поверхностью минеральных компонентов асфальтобетонной смеси.
Битум – это нелетучая черная многокомпонентная смесь, которая состоит из углеводородов и окисленных углеводородов различной длины, а также серы, кислорода, азота и может содержать в большом количестве следы металлов -ванадия, никеля и хрома [8].
Битумы могут находиться в твердом и жидком агрегатных состояниях. Они хорошо растворяются в органических растворителях (горячем бензоле, толуоле, хлороформе, четыреххлористом углероде, сероуглероде и др.). При нагревании битумы переходят в легкоподвижные жидкости, при охлаждении вновь загустевают: их истинная плотность приблизительно 1 г/см3.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Полякова В. И., Полякова С. В. Особенности получения и применения полимерно-битум¬ных вяжущих в дорожном строительстве // Дороги и мосты. 2013. № 3. С. 277-298
2. Хозин В. Г., Низамов Р.К. Полимерные нанокомпозиты строительного назначения //Стро¬ительные материалы. 2009. № 8. С. 32-35.
3. Хученройтер Ю. Асфальт в дорожном строительстве / Ю. Хученройтер, Т. Вернер - М.: Изд-во АБВ-пресс, 2013. - 449 с.
4. Гохман Л.М. Комплексные органические вяжущие материалы на основе блоксополимеров типа СБС: учеб. пособие – М.: Изд-во ЗАО «ЭКОНИНФОРМ», 2004. – 584 с
5. Руденская И.М. Органические вяжущие для дорожного строительства / И.М. Руденская, А.В. Руденский. - М., Изд-во Транспорт, 1984. - 228 с.
6. Кинг Г.Н. Свойства полимерно-битумных вяжущих и разрабатываемые в США методы испытания / Г.Н. Кинг, Б.С. Радовский // Материалы и конструкции. – 2004. – Октябрь. – С. 16
7. Князев Ю. В. Использование полимерных материалов для модификации дорожного вяжущего / Ю. В. Князев, В. В. Буданцев, В. А. Фролов, С. А. Меркулов // Молодой ученый. — 2015. — №12. — С. 198-200
8. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М.: Изд-во Химия, 1973. - 432 с
9. Розенталь Д.А.. Нефтяные окисленные битумы. Уч. пос. ЛТИ им.
Ленсовета, Л.,1973. - 46с.
10. Колбановская А.С. Дорожные битумы / А.С. Колбановская, В.В. Михайлов - М.: Изд-во Транспорт, 1973. - 284 с.

Весь текст будет доступен после покупки