Справочная энциклопедия дорожника (том III) Дорожно-строительные материалы. Под редакцией Быстрова Н.В

Подождите немного. Документ загружается.

Устойчивость к старению,

TFOT при 120

EN 12607-2

- изменение массы, не более

% 2,0 1,7 1,4 1,0

- соотношение вязкости при

С, не более

3,0 3,0 2,5 2,0

461

4.2.3 Полимернобитумные вяжущие

Под полимернобитумным вяжущими (ПБВ) принято понимать

вяжущие, полученные совмещением битумов и полимеров.

Исследования в этой области были начаты в нашей стране более 30 лет

назад.

Широкое практическое применение нашли ПБВ на основе

полимеров класса СБС (стирол-бутадиен-стирол), выпускаемые в

соответствии с ОСТ 218.010-98.

Отличительной особенностью ПБВ по сравнению с обычными

битумами является повышение показателей, связанных с

устойчивостью к воздействию температур (температура хрупкости,

температура размягчения).

Помимо этого существенно улучшается показатель

растяжимости при 0С, что способствует повышению

трещиностойкости материала при отрицательных температурах.

Кроме того, ПБВ обладает эластичностью, что также принципиально

важно исходя из необходимости улучшения трещиностойкости

асфальтобетона.

Требования к ПБВ на основе полимеров коасса СБС приведены

в таблице 4.9.

Требования к ПБВ в соответствии с ОСТ 218.010

Таблица 4.9

Наименовани

е показателей

Нормы по маркам Метод

испытани

ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ ПБВ

300 200 130 90 60 40

1 . Глубина

проникания

иглы, 0,1 мм,

не менее

при 25°С

при 0°С

300

200

130

По ГОСТ

11501

462

Температура

размягчения

по кольцу и

шару °С не

ниже

45 47 49 51 54 56

По ГОСТ

11506

Растяжимость

, см,

не менее:

при 25°С

при 0°С

По ГОСТ

11505

Температура

хрупкости, °С

не выше

-40 -35 -30 -25 -20 -15

По ГОСТ

11507

Эластичность,

% не менее

при 25°С

при 0°С

п.7.2.2

ОСТ

218.010

6. Изменение

температуры

размягчения

после

прогрева, °С,

не более 7 7 6 6 5 5

По ГОСТ

18180

по ГОСТ

11 506 с

доп. По

п. 3.3

Температура

вспышки, °С,

не ниже

220 220 220 220 230 230

По ГОСТ

4333

8. Сцепление

с мрамором

или песком

Выдерживает по контрольному

образцу №2

ГОСТ

11508

(метод А)

Однородность Однородно

п.7.2.1.

ОСТ

218.010

Следует отметить, что и ранее и в настоящее время ведутся

работы по исследованию эффективности применения различных

полимеров в составе ПБВ. К настоящему времени не удалось

подобрать композиции равные или близкие по техническому к ПБВ на

основе СБС.

463

Как у нас в стране, так и в мировой практике полимеры класса

СБС являются основным исходным полимером для получения ПБВ.

Объем применения других полимеров для этих целей значительно

ниже. Так, например, во Франции помимо СБС используют полимер

EVA (этил-винил-ацетат), но его применение не позволяет

значительно повысить температуру хрупкости, что важно для

климатических условий России.

Эксперименты в данном направление будут продолжаться с

целью поиска новых эффективных композиций.

4.2.4 Эмульсии

Битумные эмульсии применяют в качестве вяжущего или

пленкообразующего материала при строительстве и ремонте

автомобильных дорог. Они представляют собой жидкость темно-

коричневого цвета, получаемую путем диспергирования битума в воде с

добавлением эмульгатора – поверхностно-активного вещества (ПАВ).

Битумные эмульсии относят к эмульсиям прямого типа, в

которых массовая доля битума (30-70%) в виде мельчайших капелек

распределена в непрерывной дисперсной среде – воде. В эмульсиях

обратного типа вода диспергирована в вяжущем (битуме или дегте),

массовая доля которого 70-80%.

По виду ПАВ, используемых в качестве эмульгатора,

битумные дорожные эмульсии подразделяют на два вида: анионные

(ЭБА) и катионные (ЭБК).

По смешиваемости с минеральными материалами каждый вид

эмульсии подразделяют на три класса:

Анионные – на ЭБА-1, ЭБА-2, ЭБА-3;

Катионные – на ЭБК-1, ЭБК-2, ЭБК-3.

Рекомендуемые области применения битумных дорожных эмульсий

приведены в таблице 4.10

464

Таблица 4.10

Класс эмульсии Вид работы

ЭБА-1 Уход за свежеуложенным цементобетоном и цементо-

грунтом;

Подгрунтовка;

Укрепление поверхности откосов земляного полотна;

Устройство поверхностной обработки

ЭБА-2 Приготовление черного щебня и щебеночных

пористых смесей из карбонатных пород;

Устройство слоев дорожных одежд способом пропитки

ЭБА-3 Приготовление эмульсионно-минеральных смесей

плотного состава, в том числе грунтовых, с

обязательным введением в смесь 1-2% извести или 2-

3% цемента;

Закрепление подвижных песков;

Обеспыливание;

Укрепление грунтов верхней части земляного полотна

ЭБК-1 Устройство поверхностной обработки

ЭБК-2 Устройство слоев дорожных одежд способом

пропитки;

Приготовление черного щебня и пористых

щебеночных смесей;

Устройство поверхностной обработки

ЭБК-3 Приготовление плотных эмульсионно-минеральных

смесей, в том числе грунтовых

Технические требования к битумным дорожным эмульсиям и методы

их испытаний указаны в ГОСТ 18659.

Технология приготовления битумных дорожных эмульсий установлена

п.9.3-п.9.8 СНиП 3.06.03.

Приготовляют битумные эмульсии в специальных машинах-

диспергаторах.

Температура нефтяного битума, поступающего в эмульсионную

машину, должна быть в пределах, указанных в таблице 4.11

Рекомендуемая температура битума при его эмульгировании

Таблица 4.11

Марка битума Температура битума, поступающего

в эмульсионную машину,

БНД 40/60, БН 40/60 130 – 140

БНД 60/90, БНД 90/130,

БН 60/90, БН 90/130

120 – 130

БНД 130/200, БН 130/200 100 – 120

БНД 200/300, БН 200/300 90 – 100

465

Температура водного раствора эмульгатора, поступающего в

эмульсионную машину, должна быть не выше 80

С. Сумма температур

битума и раствора эмульгатора не должна превышать 200

С.

Технические требования включают в себя определение следующих

показателей:

 Смешиваемость с минеральными материалами;

 Массовая доля битума с эмульгатором;

 Условная вязкость эмульсии при 20

С;

 Сцепление пленки вяжущего со щебнем (за исключением

эмульсии класса ЭБК-3);

 Однородность по размеру частиц битума;

 Устойчивость при хранении;

 Устойчивость при транспортировании;

 Величина изменения глубины проникания, температуры

размягчения и растяжимости битума, выделенного из

эмульсии.

По смешиваемости с минеральными материалами эмульсии в

зависимости от класса должны соответствовать указанным в таблице

4.12

Таблица 4.12

Наименование

показателя

Классы эмульсий

ЭБА-1; ЭБК-1 ЭБА-2; ЭБК-2 ЭБА-3; ЭБК-3

Смешиваемость со

смесями

минеральных

материалов:

Пористого

зернового состава

Плотного

зернового состава

Не смешивается

Смешивается

Не смешивается

Смешивается

Массовая доля битума с эмульгатором в эмульсиях должна быть 45-

55%.

Условная вязкость эмульсии при 20

С должна быть не более 35 с.

Эмульсии классов ЭБА-1 и ЭБА-2 должны выдерживать испытание на

сцепление пленки вяжущего со щебнем. При этом не менее 75%

площади поверхности щебня после испытания должно остаться

466

покрытой пленкой вяжущего. Эти требования не распространяются на

эмульсии класса ЭБА-3.

Эмульсии классов ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3 должны выдерживать

испытание на сцепление пленки вяжущего со щебнем. При этом не

менее 95% площади поверхности щебня после испытания должно

остаться покрытой пленкой вяжущего.

Эмульсии должны быть однородными по размеру частиц битума.

Массовая доля частиц битума крупнее 0,14 мм не должна быть более

0,5%.

Эмульсии должны быть устойчивыми при хранении: массовая доля

частиц крупнее 0,14 мм не должна быть более:

 для анионных эмульсий

через 7 суток – 0,8%,

через 30 суток – 1,2%;

 для катионных эмульсий

через 7 суток – 0,5%,

через 30 суток – 0,8%.

Эмульсии должны быть устойчивыми при транспортировании, то

есть не должно происходить разделения эмульсии на битум и воду.

Глубина проникания иглы, температура размягчения и

растяжимость битума, выделенного из эмульсии, не должны

изменяться более чем на 15% от значений соответствующих

показателей битума, использованного для приготовления эмульсии.

Для приготовления эмульсий применяют нефтяные битумы,

эмульгаторы, воду, щелочи для анионных эмульсий и кислоты для

катионных.

Нефтяные битумы должны соответствовать требованиям ГОСТ 22245.

В качестве эмульгаторов для анионных эмульсий применяют ПАВ типа

высших органических кислот или их солей (мыл) по техническим

условиям, утвержденным в установленном порядке, а для катионных

эмульсий – ПАВ типа аминов, диаминов, полиаминов и четвертичных

аммониевых солей по техническим условиям, утвержденным в

установленном порядке.

Транспортируют ПАВ в металлических железнодорожных цистернах и

бочках. Емкости, в которых перевозят и хранят ПАВ, имеющие вязкую

или мазеобразную консистенцию, должны иметь устройства для

разогрева (паровые или водяные регистры, змеевики, топки и т.п.).

Перекачку ПАВ целесообразно производить битумными насосами по

трубопроводам, снабженным тепловыми рубашками. Загрязнение и

обводнение ПАВ при транспортировании и хранении не допускается,

поэтому емкости должны очищаться от ранее находившихся в них

продуктов, пропариваться и промываться соляровым маслом.

Запрещается хранить ПАВ в ямах, дегте- и битумохранилищах.

467

После заливки ПАВ в емкости они должны плотно закрываться, чтобы

исключить возможность попадания атмосферных осадков, пыли и других

веществ.

Дозировать ПАВ можно объемным или весовым методами с точностью

не менее ± 3%.

Сильные неорганические кислоты и другие химические продукты,

вызывающие коррозию железа, транспортируются и хранятся в

гуммированной, эмалированной, пластмассовой или стеклянной таре.

Эмульсии должны быть приняты техническим контролем предприятия-

изготовителя.

Приемку эмульсии производят партиями. Размер партии эмульсии

устанавливают в количестве сменной выработки одной установки, но не

боле 50 т.

Для контроля качества эмульсии следует отбирать по две пробы от

каждой партии эмульсии. Объем каждой пробы должен составлять не

менее 2 л. Пробы отбирают из емкости с готовой эмульсией сосудом

вместимостью 2,5-3 л, погружаемым в эмульсию на глубину, равную

половине толщины слоя эмульсии в емкости. Пробы отбирают и

испытывают через сутки после приготовления эмульсии.

Приемочный контроль каждой партии эмульсии производит

предприятие-изготовитель по следующим показателям:

 содержание битума с эмульгатором;

 смешиваемость эмульсии с минеральными материалами;

 однородность.

Периодические проверки качества эмульсии (с периодичностью

не реже одного раза в квартал и при каждом изменении исходных

материалов) предприятием-изготовителем должны проводиться по

показателям:

 условная вязкость;

 устойчивость при хранении;

 сцепление пленки вяжущего с минеральными

материалами;

 устойчивость при транспортировании;

 глубина проникания иглы, растяжимость и температура

размягчения битума, выделенного из эмульсии.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы

по одному из показателей, проводят повторные испытания эмульсии по

этому показателю, для чего отбирают удвоенное число образцов. Если

результаты повторной проверки не будут соответствовать требованиям

настоящего стандарта, то партия приемке не подлежит.

468

Битумные дорожные эмульсии транспортируют в цистернах,

автогудронаторах, битумовозах и металлических бочках. Каждую партию

эмульсии предприятие-изготовитель должно сопровождать документом,

удостоверяющим качество, в котором указывают:

 наименование и адрес предприятия-изготовителя;

 номер и дату составления документа;

 класс эмульсии и наименование эмульгатора;

 результаты испытаний (глубину проникания иглы для

битума, использованного для приготовления эмульсии,

содержание битума и эмульгатора, условная вязкость

эмульсии);

 дату изготовления эмульсии;

 обозначение стандарта ГОСТ 18659.

Потребитель имеет право производить контрольную выборочную

проверку соответствия эмульсий требованиям ГОСТ 18659, соблюдая

при этом приведенный порядок отбора проб и методы испытаний,

указанные в разделе 5 данного стандарта.

Хранить эмульсию следует в цистернах или других металлических

емкостях при температуре воздуха не ниже 0

С. Емкости для хранения

должны быть чистыми, без остатков битума, дегтя, сланцевых

материалов и любых материалов кислого и щелочного характера.

Емкости должны плотно закрываться с целью предотвращения

загрязнения эмульсии и испарения из нее воды. Хранилища для

эмульсий емкостью более 1 м

следует оснащать приспособлением для

перемешивания типа лопастной пропеллерной мешалки.

Перед выкачиванием из хранилища эмульсию следует тщательно

перемешать до однородного состояния. Перед заполнением

транспортных емкостей эмульсию следует пропускать через сетчатый

фильтр с отверстиями размером 3 мм по ГОСТ 6613.

Требования безопасности

Битумные эмульсии не являются пожаро- и взрывоопасными

материалами. В случае попадания эмульсии на лицо или руки следует

быстро смыть её холодной водой, остатки битума снять керосином или

соляркой, а места, на которые попала эмульсия, промыть теплой водой с

мылом.

Требования безопасности при работе с исходными материалами

установлены соответствующими нормативно-техническими документами

на данные материалы.

469

Требования безопасности при работе с битумами установлены в

п.1.2.3 ГОСТ 22245.

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. Развившееся пожары

битума следует тушить пенной струей.

Эффективными мерами защиты природной среды является

герметизация оборудования и предотвращение разливов битума.

Отходы производства битума (газы окисления) обезвреживают

сжиганием в печи дожига.

4.3. Методы испытаний органических

вяжущих материалов.

Свойства нефтяных дорожных битумов регламентируются двумя

государственными стандартами: ГОСТ 11955 «Битумы нефтяные

дорожные жидкие. Технические условия» и ГОСТ 22245 «Битумы

нефтяные дорожные вязкие. Технические условия», в которых изложены

требования к жидким и вязким битумам соответственно. В соответствии

с данными стандартами нормируются следующие свойства нефтяных

дорожных битумов:

- для вязких битумов

а) глубина проникания иглы при 25

С и 0

С;

б) температура размягчения по кольцу и шару;

в) растяжимость (дуктильность)

г) температура хрупкости;

д) температура вспышки;

е) изменение температуры размягчения после прогрева;

ж) индекс пенетрации;

- для жидких битумов

а) условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при

С;

б) количество испарившегося разжижителя;

470