СТРОИТЕЛЬСТВО. Строительные материалы и изделия
DOI.org/10.5281/zenodo.2008676
УДК 665.775.4; 625.06
Г.К. Корнейчук, Ю.А. Буценко
КОРНЕЙЧУК ГОРДЕЙ КИРИЛЛОВИЧ – к.х.н., доцент кафедры материаловедения и технологии материалов Инженерной школы, е-mail: 1gkk@rambler.ru
Дальневосточный федеральный университет
Суханова ул., 8, Владивосток, 690091
БУЦЕНКО ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ – генеральный директор ООО НПО «Эмульбит», е-mail: emulbit@mail.ru
Приморский край, Октябрьский р-н, п. Липовцы
Сравнительные испытания асфальтобетонов
на новом нанополимербитумном вяжущем и на битуме БНД 90/130
Аннотация: Проведены сравнительные испытания (производство и укладка на участке автодороги) асфальтобетонов на новом нанополимербитумном вяжущем (НПБВ) и на битуме БНД 90/130. Испытания включали проверку на предел прочности при сжатии, водостойкости и усталостной прочности при разных температурах и нагрузках, а также апробацию технологии производства на асфальтобетонном заводе. Необходимое количество НПБВ было получено на опытной установке по оригинальной технологии, использующей синергетический эффект при одновременном температурном и ультразвуковом воздействии на смесь битума с резиновой крошкой шинных отходов. В результате этого эффекта резина деструктировалась и девулканизировалась, в битуме образовывались полимерные молекулы каучука и частицы наполнителей резины (технической сажи, мела, талька). Под действием ультразвуковой кавитации полимеры каучука диспергировались до микроразмеров, а хрупкие минеральные частицы – до наноразмеров. Образующаяся композиция НПБВ имеет однородную структуру вследствие армирования ее огромным количеством наночастиц. Как показали исследования, такая композиция обладает очень высокими физико-механическими характеристиками. Результаты сравнительных испытаний свидетельствуют, что производство асфальтобетона на новом вяжущем НПБВ не требует принципиальных изменений традиционной технологии. В то же время выявлены значительные преимущества при использовании НПБВ в гранулированном виде без изменения качества асфальтобетона по сравнению с аналогичным, но полученном с использованием жидкого НПБВ: в нашем случае нет необходимости хранить крупные партии жидкого битума в горячем состоянии на асфальтобетонном заводе и транспортировать его от производителя (нефтеперегонного завода), что дает значительный экономический эффект на асфальтобетонном заводе. Испытания демонстрируют, что для укладки асфальтобетона на НПБВ не требуется изменения традиционной технологии.
Результаты испытаний показали, что усталостная прочность асфальтобетонов на новом вяжущем НПБВ при всех температурах и нагрузках значительно выше, чем для случая использования битума БНД 90/130. Особенно отчетливо это проявляется при температурах 60 и (–30) градусов Цельсия для всех нагрузок. Такое увеличение усталостной прочности ведет как минимум к увеличению срока межремонтной службы асфальтобетонного покрытия в 4 раза.
Ключевые слова: битум, нанополимербитумное вяжущее, шинные отходы, асфальтобетон, усталостная прочность.
Korneichuk G., Butsenko Yu.
GORDEY KORNEICHUK, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Department of Materials Science and Technology of Materials, School of Engineering, e-mail: 1gkk@rambler.ru
Far Eastern Federal University
8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690091
YURI BUTSENKO, General Director, Research & Manufactiring Association NPO Emulbit, e-mail: emulbit@mail.ru
Settlement Lipovtsy, Oktyabrsky Region, Primorsky Territory, Russia
Comparative tests of asphalt concrete
at the new nanopolymeric binder and bitumen BND 90/130
Abstract: The comparative test of asphalt binder on the new nanopolymeric bitumen (NPB) and on the BND 90/130. The tests on compressive strength, water resistance and fatigue strength at different temperatures and loads were made. The required amount of NPB was obtained at a pilot plant using an original technology that employs a synergistic effect of simultaneous temperature and ultrasonic action on the bitumen mixture with rubber crumb tire waste. As a result of this effect, rubber was destructed and devulcanized, polymer rubber molecules and rubber filler particles (technical soot, chalk, talc) were formed in the bitumen. Under the action of ultrasonic cavitation, rubber polymers dispersed to micro-sizes, and fragile mineral particles to nanoscale. The resulting NPB composition has a homogeneous structure due to its reinforcement by a huge number of nanoparticles. As studies have shown, this composition has very high physical and mechanical characteristics. The results of comparative tests showed that the production of asphalt does not require fundamental changes in traditional technology. At the same time, it revealed significant advantages in the use of NPB in granular form without changing the quality of asphalt compared to the asphalt obtained by using liquid NPB. In this case, there is no need to store large quantities of liquid bitumen in a hot condition at an asphalt concrete plant and transport it from the manufacturer (oil refinery), which gives a significant economic effect to the asphalt concrete plant. The test results showed that the fatigue strength at all temperatures and loads is much higher than in the case of bitumen BND 90/130. This is especially evident at temperatures of 60 and –30 degrees Celsius for all loads. This leads, at least, to 4 times increase in the service life of asphalt concrete pavement.
Keywords: bitumen, nanopolymer bitumen binder, tire waste, asphalt concrete, fatigue strength.