Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретические основы исследования адгезионных взаимодействий дорожного битума с минеральным материалом в асфальтобетоне 8
1.1 Битум. Общие представления 8
1.2 Групповой и химический состав битума 9
1.3 Коллоидно-химические свойства битума 13
1.4 Основные эксплуатационные свойства дорожного битума 77
1.5 Адгезионно-когезионные свойства дорожных битумов 19
1.5.1 Адгезионные свойства дорожных битумов 19
1.5.2 Когезионные свойства дорожных битумов 00
1.5.3 Поверхностное натяжение и явления смачивания для битумов 21
1.6 Взаимодействие дорожных битумов с минеральным материалом 23
1.6.1 Явления, происходящие на границе битум - минеральный материал 55
1.6.2 Фундаментальные силы адгезии 26
1.6.3 Теории и механизмы адгезии дорожного битума к минеральному материалу 77
1.7 Способы улучшения адгезионных свойств дорожных битумов
1.8 Адгезионные добавки к дорожным битумам 37
1.9 Методы изучения и оценки адгезии битума к минеральному 11 материалу 41
1.10 Способы улучшения эксплуатационных свойств дорожных битумов 42
1.10.1 Битумно-полимерные композиции в дорожном строительстве 43
2 Получение и оценка качества битумного вяжущего и асфальтобетона на его основе 47
2.1 Выбор объекта исследования 47
2.2 Методика приготовления битумных вяжущих
2.3 Оценка качества битумных вяжущих 51
2.4 Методика приготовления асфальтобетонных смесей 55
2.5 Оценка качества асфальтобетонных смесей 55
2.6 Метод определения прочности сцепления дорожных битумов с минеральными материалами 59
2.7 Метод атомной силовой микроскопии (АСМ) 60
3 Исследование адгезионных свойств битума к минеральному материалу 61
3.1 Изучение механизма действия адгезионных добавок на прочность сцепления битума с минеральным материалом 61
3.2 Изучение адгезии битума к разным минеральным материалам 66
3.3 Изучение адгезионных свойств битума, модифицированного окисленным атактическим полипропиленом и этерифицированными кремнеземами 73
3.4 Разработка схем адгезионного взаимодействия битума, модифицированного низкоокисленным атактическим полипропиленом и этерифицированными кремнеземами, с минеральным материалом 78
4 Получение и оценка качества битумных вяжущих на основе низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов 83
4.1 Битумное вяжущее с добавкой низкоокисленного атактического полипропилена 83
4.2 Битумноевяжущеесдобавкойэтерифищфованньжкремнеземов 89
4.3 Битумное вяжущее на основе низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов 97
4.4 Оценка адгезии битумного вяжущего на основе низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированного кремнезема 109
4.5 Оценка качества асфальтобетона на основе битумного вяжу щего с добавкой низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированного кремнезема 112 Разработка технологии производства битумных вяжущих 121
Заключение 123
Список использованных источников литературы 1
- Основные эксплуатационные свойства дорожного битума
- Методика приготовления асфальтобетонных смесей
- Изучение адгезии битума к разным минеральным материалам
- Битумное вяжущее на основе низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов
Введение к работе
Актуальность темы. Битумы широко используются как связующий материал для получения битумоминеральных композиций. Нефтяные битумы представляют собой сложные дисперсные системы. Объяснение адгезионных свойств битума на основе его строения и структуры на микроуровне предоставит возможность более целенаправленно подходить к вопросу улучшения сцепления битума с минеральным материалом.
Главным потребителем битума является дорожное строительство, где он применяется в качестве вяжущего при устройстве дорожных покрытий. Дорожный битум должен обладать высокой клеящей способностью, чтобы прочно удерживать минеральный материал от выкрашивания. Это особенно важно при интенсивном движении автомобильного транспорта, возрастающем ежегодно на 10-12%.
Эксплуатация существующих автомобильных дорог предъявляет с каждым годом более жесткие требования к качеству и долговечности дорожных асфальтобетонных покрытий. Адгезия, возникающая между дорожным битумом и поверхностью минеральных частиц, имеет первостепенное значение для обеспечения основных свойств асфальтобетона. Недостаточная изученность явления адгезии битума к минеральному материалу приводит к использованию в основном эмпирических подходов к ее определению и способам улучшения.
Наиболее распространенные виды разрушений асфальтобетонных покрытий происходят вследствие недостаточной адгезионной прочности на границе раздела между битумом и поверхностью минерального материала.
Поэтому актуальной является задача разработки битумных вяжущих, обладающих наряду с улучшенными показателями качества повышенными адгезионными свойствами к минеральному материалу.
Цель и основные задачи исследования. Разработка битумного вяжущего дорожного назначения с улучшенными адгезионными свойствами к минеральному материалу.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи:
Изучение адгезионных свойств дорожного битума к минеральному материалу в рамках различных теорий адгезии.
Разработка схем адгезионного взаимодействия дорожного битума, модифицированного окисленным атактическим полипропиленом и этерифицированными кремнеземами, с минеральным материалом.
Создание на основе вязких дорожных битумов, низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов битумных вяжущих с повышенными адгезионными свойствами к поверхности минерального материала и разработка технологии их производства.
Научная новизна.
Установлено, что степень положительного воздействия этерифицированных кремнеземов на основные свойства битума возрастает с увеличением длины углеводородных радикалов на их поверхности при одинаковой степени этерификации.
Выявлено, что дополнительное введение этерифицированных кремнеземов в битумы, содержащие низкоокисленный атактический полипропилен, позволяет расширить температурный интервал работоспособности и улучшить адгезионные свойства дорожного битумного вяжущего.
Выявлено, что при совместном введении этерифицированного кремнезема и низкоокисленного атактического полипропилена в битумное вяжущее, основной вклад в увеличение адгезии принадлежит этерифицированному кремнезему.
Практическая значимость. Разработана рецептура битумного вяжущего с добавками низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов, обладающего улучшенным свойством адгезии к минеральному материалу. Получен акт опытно-промышленных испытаний. Промышленные испытания подтвердили высокие эксплуатационные показатели дорожного асфальтобетонного покрытия на основе предложенного битумного вяжущего. Подтверждено, что совместное введение в битумное вяжущее низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированного кремнезема позволяет повысить прочностные свойства асфальтобетона и его водоустойчивость.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на 63 научной конференции «Нефть и газ -2009» (г. Москва, 2009), VII Международной конференции «Химия нефти и газа» (г. Томск, 2009), Международной молодежной Интеллектуальной ассамблеи (г. Чебоксары, 2010), Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (г. Пенза, 2010), II Международной конференции Российского Химического Общества имени Д.И. Менделеева «Инновационные химические технологии и биотехнологии материалов» (г. Москва, 2010), Всероссийской научной школе для молодежи «Проведение научных исследований в области инноваций и высоких технологий нефтехимического комплекса» (г. Казань, 2010), II Международной научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2010), на Республиканских школах студентов и аспирантов (г. Казань, 2008-2010) и на итоговых научных сессиях в Казанском государственном технологическом университете (г. Казань, 2009-2011).
Публикации работы. Опубликовано 19 работ, в том числе 9 статей в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией, 10 тезисов, имеется заявка на изобретение с положительным решением о выдаче патента.
Работа выполнена на кафедре химической технологии переработки нефти и газа ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» в соответствии с подпрограммой «Автомобильные дороги» Федеральной целевой программы «Развитие транспортной системы России» на 2010 - 2015 годы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах, состоит из введения, пяти глав, списка цитируемой литературы из 180 наименований. Работа включает 17 таблиц и 49 рисунков.
Автор выражает благодарность д.т.н., профессору кафедры химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ Диярову И.Н. за помощь в постановке цели, задач и обсуждении результатов диссертационной работы.
Основные эксплуатационные свойства дорожного битума
Битумы это твердые, полутвердые или жидкие водонерастворимые материалы, представляющие собой чрезвычайно сложную смесь углеводородов нефти и их гетеропроизводных, содержащих кислород, азот, серу и металлы (ванадий, железо, никель, натрий и др.) Средняя молекулярная масса битумов равна 600 - 1000 а.е.м., что соответствует углеводородам, содержащим от 40 до 70 атомов углерода. Битумы содержат до 80 - 85 % углерода, 8,0 - 11,5 % водорода, 0,2 - 4 % кислорода, 0,5 - 7,0 % серы, 0,2 - 0,5 % азота. Основная масса азота включена в соединения порфиринового ряда. Сера входит в состав циклических структур типа тиофена. Максимальное содержание азота и серы наблюдается в асфальтеновой фракции, а кислорода в смолах. Максимальное содержание гетероатомов в асфальтенах и смолах достигает 10% и более [19].
По методу Маркуссона битумы разделяют на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто разделяют битум на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол [20-22].
Асфальтены являются высокомолекулярными компонентами битума. В качестве звеньев в их молекулы входят шестичленные ароматические и нафтеновые кольца, шестичленные гетероциклы с парафиновыми цепями различной степени разветвленности [23]. Молекулярная масса асфальтенов колеблется в пределах 1700 - 7500 а.е.м. Элементарный состав (в вес. %): углерода 80 - 84; водорода 7,5 - 8,3; серы 4,6 - 8,3; кислорода до 6; азота 0,4 - 1. Содержание гетероатомов в асфальтенах выше, чем в маслах и смолах, выделенных из того же битума [20,24]. Смолы отличаются от асфальтенов меньшей степенью конденсированности, меньшей молекулярной массой и большим содержанием водорода. Основными структурными единицами молекул смол являются конденсированные циклические системы, содержащие ароматические, циклопарафиновые, гетероциклические кольца, которые соединены между собой сравнительно короткими алифатическими мостиками. В их состав входят кроме углерода (79 - 87%), водорода (8,5 -9,5%), кислорода (1 - 10%), серы (до 2%) и многих других элементов, включая металлы (Fe, N1, V, Cr, Mg, Co и др.) [30, 35]. Углеродный скелет молекул смол - полициклическая система, состоящая преимущественно из конденсированных ароматических колец с алифатическими боковыми цепями. Число углеродных атомов в соединениях, составляющих смолы, доходит до 80 - 100. По сравнению с асфальтенами смолы имеют большое число и длину боковых алифатических цепей [25].
Масляная часть битумов представлена углеродами смежного строения, включающими парафиновые, нафтеновые и ароматические фрагменты, сочетающиеся в различных соотношениях [26, 27].
Асфальтовые кислоты и их ангидриды - вещества коричневого цвета смолистой консистенции с плотность более 1. Они относятся к группе полинафтеновых кислот и могут быть не только вязкими, но и твердыми. Асфальтогеновые кислоты являются поверхностно-активной частью битума и способствуют повышению сцепления его с поверхностью минеральных заполнителей. Содержание их в нефтяных битумах составляет около 1% [28].
Ученые предполагают, что молекулы всех компонентов битума состоят из фрагментов [29]. Фрагмент представляет собой полициклическую структуру, состоящую из 4-6 (чаще 5) конденсированных колец, имеющих несколько метильных (2-4) и один достаточно длинный (4-12 атомов углерода) алкильный заместитель. Молекулы масел и смол состоят из 1-2 фрагментов, асфальтены - из 4-6 [30-32]. Вышеуказанные группы углеводородов битума образуют сложную дисперсную систему - коллоидный раствор, в котором жидкая среда - это масла и раствор смол в маслах, а твердая фаза представлена асфальтенами, на поверхности которых адсорбированы асфальтогеновые кислоты [33].
Асфальтены, как видно из рисунка представляют собой кристаллические структуры, пакеты из 5-6 слоев, состоящих из пластин с боковыми алифатическими цепочками и нафтеновыми кольцами, содержащими полярные функциональные группы с атомом кислорода. Пластины представляют собой полициклические конденсированные ароматические структуры с включением гетероциклов с серой и азотом. Структура асфальтена напоминает структуру графита [34].
Масла разделяются на парафино-нафтеновые (ПН), моно- и бициклоароматические соединения (МЦА и БЦА), а смолы - на бензольную и спирто-бензольную группы. ПН представляют собой смесь нормальных парафинов, изопарафинов и полициклических нафтенов (конденсированные нафтеновые кольца, которые имеют алкильные заместители), последних обычно более 60 % мае. МЦА углеводородные соединения представлены главным образом пятикольчатыми конденсированными циклическими системами с 2-4 метильными заместителями и одним алкильным заместителем. В циклической части этих соединений имеется одно ароматическое кольцо. Этот компонент битумов может состоять из 1-2 фрагментов [35]. БЦА углеводородные соединения имеют молекулы, похожие на МЦА, только с двумя ароматическими конденсированными кольцами (рисунок 1.2а). Их молекулы также могут из 1-2 фрагментов, при этом один имеет ароматические кольца, а второй нет. МЦА и БЦА углеводородные соединения содержат гетероатомы: 8, М, О, но их количество относительно невелико - один атом на 3-5 молекул. Атомы серы и азота входят в циклические структуры типа тиофена, пиррола и пиридина, атомы кислорода входят в периферийные функциональные группы [22].
Методика приготовления асфальтобетонных смесей
Температурная устойчивость. Характеристикой температурной устойчивости является величина коэффициента температуроустойчивости, которая указывает на степень изменения прочности асфальтобетона от влияния температуры. Чем меньшее влияние оказывает температура на степень изменение прочности, тем коэффициент температуроустойчивости меньше. К = Ж , /58/ (2.3) где Кт - коэффициент температуроустойчивости; R20—предел прочности на сжатие при температуре 20; R5o—предел прочности на сжатие при температуре 50. Водоустойчивость. Показателем водоустойчивости асфальтового бетона является величина коэффициента водоустойчивости, которая показывает, в какой степени снижается прочность асфальтового бетона при воздействии (насыщении) его водой под вакуумом в течение определенного времени. X =& ., /58/ (2.4) Вод г, где Квод - коэффициент водоустойчивости; КВ0Д - предел прочности на сжатие при 20 в водонасыщенном состоянии; R2o - предел прочности на сжатие при 20 в сухом состоянии. Водонасыщаемость. Водонасыщаемость асфальтобетона характеризует степень его остаточной пористости, свободной для доступа воды, также указывает на количественное содержание битума в асфальтовом бетоне (избыток или недостаток). Сравнение показателей водонасыщения непереформованных и стандартно переформованных образцов дает возможность судить о качестве уплотнения смеси. Показателем водонасыщаемости является количество воды, поглощенное образцом вследствие насыщения его в течение определенного времени водой под вакуумом. Водонасыщаемость выражается в процентах от первоначального веса или объема образца.
Для определения ее не менее чем через 4 ч после изготовления охлажденный (при температуре 18—20) асфальтобетонный образец высотой взвешивается на технических весах с точностью до 0,01 г, первоначально на воздухе при комнатной температуре, а потом в воде при температуре 18—20. Затем эти образцы помещаются вакуум-эксикатор (рисунок 2.6), наполненный водой так, чтобы вода покрывала образцы, и выдерживаются под вакуумом в течение 1,5 ч при остаточном давлении, равном 10—15 мм рт. ст. После этого разрежение снижается до атмосферного давления, при котором испытуемые образцы выдерживаются в воде еще 1 ч. По истечении установленного времени образцы вынимаются из вакуум-эксикатора, вытираются сухой тряпкой и затем взвешиваются на воздухе и в воде при температуре 18— 20. 1—мотор; 2—насос; 3—вакуум-провод; 4—ваккум-баллоны; 5— вакуумметр. Рисунок 2.6 - Вакуум-эксикатор для определения водонасыщаемости асфальтобетонных образцов Величина водонасыщаемости вычисляется по формулам (2.5) и (2.6). = 23_Л100, qx-q2 /58/ (2.5) w =q3 q\ /58/ (2.6) q\ где W0—водонасыщаемость в процентах по объему; q]—вес сухого образца на воздухе в г; q2—то же, в воде; qз—вес насыщенного образца на воздухе в г, Wв - водонасыщаемость в процентах по весу. Величина водонасыщаемости принимается как среднее арифметическое из результатов испытаний трех одинаковых образцов.
Определение проводится методом А - «пассивное» сцепление, сущность которого заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на предварительно покрытой им поверхности минерального материала при воздействии воды.
Для приготовления битумно-минеральной смеси в две фарфоровые чашки взвешивают по 30 грамм щебня и по 1,20 грамм испытуемого битумного вяжущего. Чашки выдерживают в течение 20 минут в термостате при 130-140 С. Чашки вынимают из термостата и перемешивают шебень с битумом до покрытия всей поверхности минерального материала. Затем смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 20 мин. На металлическую сетку № 025 или №05 выкладывают из одной чашки примерно половину подготовленной битумоминеральной смеси, распределяют ее равномерным слоем и опускают сетку в стакан с кипящей дистиллированной водой. Аналогичную операцию производят с битумоминеральной смесью из второй чашки. Сетки с испытуемыми образцами выдерживают в кипяшей воде в течение 30 мин. Битум, отделившийся от смеси и всплывший на поверхность воды в процессе кипячения, снимают фильтровальной бумагой. Сетки с испытуемым битумом сразу по окончании кипячения переносят в стаканы с холодной водой, где выдерживают в течение 3-5 мин, после этого смеси переносят на фильтровальную бумагу и визуально оценивают какой процент гравия остался покрытым пленкой битума.
Изучение адгезии битума к разным минеральным материалам
По результатам стандартного метода оценки адгезионных свойств битума, а также по величинам краевых углов смачивания [160-163] можно сделать вывод, что азотсодержащие добавки Динорам SL и Дорос - ЭМ будут несколько лучше влиять на адгезию, чем добавки с О - содержащими функциональными группами (карбонильная, карбоксильная и гидроксильная в ОАГШ-н). Это согласуется с результатами предыдущих исследований, в частности с результатами исследований Петерсона и Планше [95].
На основании изучения влияния адгезионных добавок на прочность сцепления битума с поверхностью минерального материала можно сделать некоторые выводы о процессах, протекающих на межфазной границе битум - минеральный материал, так как действие адгезионных добавок согласуется с химической теорией адгезии в рамках объяснения самой сущности сцепления битума с минеральным материалом. Молекулярные группы в битуме в основном представлены длинными углеродными цепями и кольцами, насыщенными водородом, которые по своей природе неполярные [86]. Это легкие масляные или парафинистые фракции в битуме представленные алканами, алифатическими компонентами. Эти неполярные молекулы взаимодействуют в основном посредством ван-дер-ваальсовых сил [87, 89]. В то время как активные центры на поверхности минерального материала взаимодействуют с полярными группами битума, именно поэтому при введении в битум активных полярных функциональных групп адгезия битума к минеральному материалу существенно улучшается.
В структуре макромолекулы окисленного полипропилена имеются полярные карбонильные, карбоксильные, гидроксильные 0-содержащие функциональные группы. Аминные адгезионные присадки улучшают адгезию, так как полярная аминная группа способна образовывать химические связи с поверхностью силикатного минерального материала, при этом углеводородная часть становится частью битумной матрицы. На межфазной границе битум - минеральный материал протекают процессы кислотно-основного комплексования с образованием водонерастворимых соединений. Например, карбонат кальция в составе мрамора реагирует с карбоксильными кислотами в битуме с образованием водонерастворимых солей.
Также происходит взаимодействие поверхностных гидроксильных групп гравия и щебня с органическими кислотными функциональными группами в битуме.
При введении в битум аминных адгезионных присадок происходит взаимодействие между третичным амином и гидроксильной группой металла на поверхности гравия и щебня.
Можно предположить, что частицы этерифицированных кремнеземов взаимодействуют, образуя водородные связи, с гидроксидами металлов на поверхности минерального материала. При этом образуется связанный с поверхностью минерального материала слой, уходящий своими углеводородными радикалами в органически родную ему среду битума.
Изучением влияния разных добавок на адгезионные свойства битумов к поверхности минерального материала было показано, что битумно-минеральные взаимодействия происходят благодаря сродству различных битумных функциональных групп с поверхностью минерального материала. Таким образом, адгезия промотируется фактором молекулярного масштаба.
Для проведения исследований были использованы следующие минеральные материалы:
1. ГравиГ - в различной степени обкатанные обломки горных пород круглой или яйцевидной формы с гладкой поверхностью, как правило, речного или морского происхождения. В исследованиях был использован гранитный гравий фракции 5-20 мм., применяемый при строительстве дорог. Гранит - кислая магматическая горная порода.
2.Щебень ьнеорганический материал, ,олучаемый дроблением горных пород. Средняя плотность щебня - от 1,4 до 3 г/смл. Гранитный щебень - это щебень из твердой горной породы зернистого строения, состоящий из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды. В исследованиях использовалась фракция 5-20 мм., так как она пользуется наибольшим спросом и применяется в дорожных и аэродромных покрытий.
3. В качестве минерального материала, содержащего СаСОэ, в исследованиях использовался мрамор. Мрамор состоит из доломита (карбоната кальция и магния - CaMg(C03)2) или кальцита (карбоната кальция - СаСОз), или из обоих минералов. В мраморе почти всегда содержатся примеси других минералов, таких как оксид железа, сульфид железа, железосодержащие силикаты ( хлорит и эпидот), карбонаты железа и марганца, примеси битумов или графита.
Мрамор был использован как аналог известнякового щебня. Это продукт дробления осадочной горной породы известняка, состоящего, главным образом, из кальцита (карбонат кальция-СаС03). Это один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве. Выбор мрамора как аналога известнякового щебня оправдан также тем фактом, что при метаморфизме известняки перекристаллизуются и образуют мраморы.
Битумное вяжущее на основе низкоокисленного атактического полипропилена и этерифицированных кремнеземов
Согласно графику, представленному на рисунке 4.1, с увеличением количества добавляемого низкоокисленного атактического полипропилена для всех исследованных битумов происходит увеличение температуры размягчения по КиШ [170, 171], которая характеризует переход битума из упругопластичного состояния в вязкое. Молекулярная масса полимера больше молекулярной массы битума, и поэтому полимер - эффективный его загуститель. Полимер загущает среду битума, вследствие чего увеличивается температура размягчения. Кроме того, полимерная добавка образует в битуме собственные коагуляционные структуры, уплотняющие его - в системе появляются новые связи асфальтены - полимер, полимер -полимер. Среда битумного вяжущего обедняется маслами, израсходованными на дополнительную сольватацию молекул полимера, поэтому происходит повышение вязкости всей системы и повышение температуры размягчения. Глубина проникания стандартной иглы в битум (пенетрация) -условный показатель, применяемый для характеристики текучести битума. Чем больше вязкость, тем меньше проникание иглы в битум. Поэтому, пенетрация, будучи параметром вязкости, при введении в битум добавки ОАПП-н снижается (рисунок 4.2). и Содержание полимерной добавки ОАПП-н, %
Зависимость растяжимости битума от содержания в нем ОАПП-н представлена на рисунке 4.3. Растяжимость, или дуктильность, -способность битума вытягиваться в нить под действием внешних сил условно характеризует пластические свойства вязких битумов. Пластичность понижается с понижением содержания масел в системе. Поэтому обеднение дисперсионной среды маслами при введении полимера приводит к уменьшению растяжимости. 23456789 Содержание ОАПП-н, % масс. БНД 60/90 ИБНД 90/130 АБНН 80/120 Рисунок 4.3 - Зависимость растяжимости битумного вяжущего от содержания ОАПП-н Из рисунка 4.3 видно, что с увеличением количества добавляемого ОАПП-н растяжимость битумного вяжущего в нить уменьшается.
Температура хрупкости - граница перехода из упругопластичного в упругохрупкое реологическое состояние. Добавление в битумы ОАПП-н способствует понижению температуры хрупкости битумного вяжущего (рисунок 4.4). По современным представлениям битум является сложной коллоидной системой. При добавлении полимера в системе сосуществуют две дисперсные фазы - асфальтосмолистые вещества и добавленный высокомолекулярный полимер. Молекулы мальтенов существуют не в свободном виде, они сольватируют фрагменты макромолекул. При кристаллизации мальтенов именно из их молекул образуются упорядоченные пространственные структуры. о «5
Если ввести в битум полимер, то для образования этих структур первоначально надо удалить молекулы мальтенов из сольватных оболочек, образовавшихся вокруг макромолекул полимера, а этот процесс требует затрат энергии, поэтому в растворах полимера в мальтенах явления кристаллизации затруднены. Таким образом, причиной понижения температуры хрупкости битумного вяжущего при введении в него полимера могут являться сольватационные эффекты.
Адгезию битумного вяжущего определяли методом «пассивного» сцепления по ГОСТ 11508-74 (1996). Следует отметить, что при добавлении ОАПП-н в битумное вяжущее увеличивается его адгезия к минеральному материалу [171,172]. Исходя из вышеприведенных данных, можно сделать следующие выводы, что введение ОАПП-н в битумы в количестве 3-5% позволяет: - увеличить температуру размягчения на 16,3-17,4% - для марки БНД 60/90, на 10,3-15% - для марки БНД 90/130, на 16,3-19,8% - для марки БНД-НК 80/120, то есть в среднем на 10-19%; - незначительно снизить температуру хрупкости; - расширить температурный интервал работоспособности (ИР) для всех рассмотренных марок в среднем на 10С, то есть на 17 % от первоначального; - улучшить адгезию битумов к минеральному материалу.
