Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Самсонов Михаил Витальевич

Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами
<
Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Самсонов Михаил Витальевич. Модификация свойств дорожных вяжущих материалов полимерами: диссертация ... кандидата технических наук: 05.17.07 / Самсонов Михаил Витальевич;[Место защиты: Российский государственный университет нефти и газа им.И.М.Губкина].- Москва, 2015.- 158 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Дорожные битумы и битумные материалы. Литературный обзор 4

1.1. Состав, свойства и структура нефтяных битумов 4

1.2. Современные технологии производства дорожных битумов 11

1.3. Необходимость модификации свойств битумов 16

1.4. Полимеры, используемые для производства ПБВ 18

1.5. Целесообразность использования резиновой крошки в битумном производстве 29

1.6. Сера как модификатор свойств дорожных вяжущих 3636

Глава 2. Экспериментальная часть. Объекты и методы исследования 40

2.1. Объекты исследования 40

2.2. Свойства объектов, методы исследования и методики приготовления композиций Error! Bookmark not defined .

Глава 3. Разработка рецептуры рентабельных дорожных вяжущих 56

3.1. Исследования возможности модификации свойств дорожных битумов полиэтиленом и пластификаторами 56

3.2. Модификация свойств дорожных гудроновых вяжущих элементной серой 63

3.3. Разработка технологических основ производства серосодержащих полимергудроновых композиций 70

3.4. Разработка технологических основ производства резиносодержащих гудроновых композиций 86

3.5. Создание резиносодержащих полимергудроновых композиций 92

3.6. Исследование возможности создания резино- и серосодержащих полимергудроновых композиций 98

Глава 4. Испытания асфальтобетонной смеси, приготовленной на основе полимергудронового вяжущего. Оценка рентабельности промышленного производства полимергудронового вяжущего 108

4.1. Испытания асфальтобетонной смеси, приготовленной на основе полимергудронового вяжущего 108

4.2. Оценка рентабельности промышленного производства полимер-гудронового вяжущего 116

Общие выводы 123

Список сокращений и условных обозначений 124

Литература

Введение к работе

Актуальность проблемы. Непрерывное возрастание требований потребителей к качеству дорожных асфальтобетонных покрытий, а соответственно и к качеству основных вяжущих - битумов, а также усиление внимания к вопросам экологии, стимулируют развитие новых технологий производства нефтяных дорожных битумных материалов. Выпускаемые сегодня дорожные вяжущие 4-го поколения, обеспечивают высокий уровень их эксплуатационных показателей, таких как трещиностойкость и долговечность.

К числу основных эксплуатационных недостатков применения полимерно-битумных вяжущих по ГОСТ Р 52056-2003 (помимо высокой себестоимости и определённой склонности к расслоению в период «жизненного цикла») следует отнести и использование в качестве основы окисленных битумов по ГОСТ 22245-90, что увеличивает себестоимость вяжущих и снижает их качество. Кроме того, недостатком российских полимерно-битумных вяжущих является использование дорогостоящих пластификаторов (товарного индустриального масла И-40) и в качестве полимеров (и это жёстко зафиксировано в стандарте) - только термоэластопластов типа стирол-бутадиен-стирольных каучуков (СБС). Анализ научно-технических публикаций позволил сформулировать основные цели исследования. Цель и задачи работы

Основная цель работы - разработка рецептуры и технологии производства вяжущих для дорожных асфальтобетонных покрытий, которые отличались бы использованием более дешевых и доступных компонентов по сравнению с полимерно-битумными вяжущими, а по своим эксплуатационным показателям были бы приближены к их нормативному уровню по ГОСТ Р 52056-2003, но при этом обладали бы более высоким уровнем эластичности, чем окисленные битумы дорожных марок по ГОСТ 22245-90. То есть расширение ассортимента соответствующего рынка.

Для достижения этой цели были сформулированы следующие основные задачи исследования:

>- анализ свойств и ресурсов технологических полупродуктов российской нефтепереработки для подбора доступных, технологичных и эффективных компонентов разрабатываемых вяжущих материалов;

> поиск наиболее эффективных и рентабельных рецептур дорожных вяжущих материалов и разработка технологических основ их производства. Научная новизна

>- Установлено, что регулируя природу (ГХС) и соотношения фаз в таких дисперсных системах как полимермодифицированные нефтяные композиции, появляется возможность производства эффективных полимергудроновых вяжущих (ПГВ), выгодно отличающихся рентабельностью производства и применения от стандартных полимерно-битумных вяжущих (ПБВ). >- С учётом соблюдения баланса между вулканизирующей и пластифицирующей способностью элементной серы, определены её оптимальные концентрации для использования в качестве модификатора свойств при производстве полимергудроновых вяжущих. Показана возможность введения в состав ПГВ девулканизированной резиновой крошки, которая играет роль «сшивателя» молекул смолисто-асфальтеновых веществ (CAB) гудрона и полимера, что приводит к повышению устойчивости и прочностных свойств композиции. > Используя принципы теории нефтяных дисперсных систем, впервые установлены зависимости показателей качества композиционных ПГВ на основе полиэтилена высокого давления от концентрации модификатора-«сшивателя». >- Установлена высокая эффективность действия комбинированного «сшивателя» (элементная сера и девулканизированная резиновая крошка) при получении ПГВ на базе полимеров типа СБС, что связано, очевидно, с созданием единого структурного каркаса композиции. Возрастание при этом вязкости композиций неизбежно приводит к повышению их прочностных характеристик и, как следствие, к повышению устойчивости против расслоения.

Практическая значимость

>- Разработанная технология производства ПГВ на основе компаундирования прямогонного и глубокоокисленного гудронов позволяет отказаться от применения дорогостоящего пластификатора и уменьшить вдвое объёмы сырья, подвергающегося экологически «грязному» процессу окисления. >- Предложены рецептуры и технологические основы компаундирования резиновой крошки и элементной серы с прямогонными нефтяными остатками для производства дорожных вяжущих материалов, позволяющие увеличить их прочность и эластичность (по сравнению с традиционными окисленными битумами), а также квалифицированно утилизировать крупнотоннажные полупродукты нефтепереработки.

>- Созданные рецептуры и методики приготовления композиций могут, несомненно, явиться основой для создания рентабельных «брендовых» марок вяжущих для дорожных ремонтно-строительных работ.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Технологии переработки нефти" РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина в 2012 и 2013 г.г.; на научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования битумной лаборатории РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина. М., РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2013 г.; на первом Санкт-Петербургском форуме "Инновационные технологии в области получения и применения горючих и смазочных материалов".

Публикации. По материалам работы опубликовано 8 печатных работ, включая 2 Патента РФ, 3 тезиса докладов и 3 статьи в ведущих российских научно-технических журналах (2 из них - из списка, рекомендованного ВАК РФ). Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающей 58 наименований и 2 Приложения. Изложена на 159 страницах, включает 77 рисунков и 57 таблиц.

Необходимость модификации свойств битумов

История развития технологий производства дорожных битумов (на их долю в России приходится до 80% мае. всего производства битумов) прошла в несколько этапов - от периодического окисления в кубах и безкомпрессорных реакторах до современных автоматизированных комбинированных производств, включающих окислительные блоки непрерывного действия колонного типа различной конструкции и мощных блоков компаундирования сырья и готовой продукции [15].

Дорожные битумы марок БН (ныне выведенных за рамки нормативных документов), которые получают прямым окислением гудрона, как правило, не обладали ни высокой пластичностью, ни необходимыми низкотемпературными характеристиками. Такая технология производства не выдвигала никаких требований к качеству гудронов для дальнейшего производства битумов. Принципиальные схемы технологий производства дорожных битумов марок БНД приведены на рисунке 1.2.1.

Дорожные битумы марок БНД по ГОСТ 22245-90 удовлетворяют более высоким нормам требований стандарта. В этот период обеспечение стабильности качества выпускаемых битумов марок БНД (в том числе пластичности, низкотемпературных показателей и устойчивости к старению) было тесно связано с проблемой переработки высокопарафинистых нефтей и необходимостью контролирования ГХС сырья окисления - гудронов [30]. При этом некоторые предприятия пытались найти пути стабилизации фракционного и ГХС перерабатываемого сырья добавлением в него утилизируемых полупродуктов, обогащенных асфальтенами (например, асфальтита процесса деасфальтизации гудронов), смолами и ароматическими соединениями («слоп», ТГКК, экстракты селективной очистки масел и др.) [16]. Некоторые нефтеперерабатывающие заводы пытались оптимизировать ГХС выпускаемых дорожных битумов путем компаундирования сырья с глубокоокисленным гудроном. Принципиальные схемы технологий производства дорожных битумов марок БНД путём компаундирования с глубокоокисленным гудроном представлены на рисунке 1.2.2.

Известно, что даже небольшие колебания состава сырья оказывают значительное влияние на качество получаемых дорожных битумов. Это привело к пониманию необходимости создания на ведущих НПЗ РФ специального блока подготовки сырья к окислению. Появление долговечных дорожных битумов было связано и с ужесточением в последние годы требований потребителей (прежде всего Федерального Дорожного Агентства Минтранса России) к качеству дорожных битумов по прочностным и низкотемпературным показателям.

Разработанная в России технология производства битумов повышенной долговечности марок «НОВОБИТ» базируется на регулировании соотношения объёмов дисперсной фазы и дисперсионной среды и их природы за счет оптимизации ГХС гудронов и битумов [17].

В работе [18] была показана технология производства битумов повышенной долговечности, базирующаяся на технологических решениях оптимизации ГХС гудронов и битумов. Такая оптимизация приводит к повышению уровня низкотемпературных и пластичных, в сочетании с прочностными, свойств дорожных битумов. Разработанная технология производства битумов марок БДД включает блок подготовки сырья с использованием утяжеленных гудронов и комбинированных стабилизаторов состава, основной блок окисления и блок (стадию) компаундирования окисленного подготовленного гудрона с неокисленным. Исследованы и установлены оптимальные технологические требования к качеству перерабатываемых утяжеленного и подготовленного гудронов, качеству и количеству комбинированных стабилизаторов состава и других компонентов смешения, позволяющие минимизировать влияние колебаний качества смеси перерабатываемых западносибирских нефтей на свойства получаемых из них окисленных дорожных марок битумов.

Одно из последних достижений российской нефтепереработки в области инновационных разработок - это технология производства асфальтитсодержащих дорожных битумов [18,19,20]. В работе [19] показана возможность производства более рентабельных дорожных битумов марок БДД-А на основе окисленного асфальтита. Разработанная трехстадийная технология окисления асфальтита с модифицирующими добавками и последующего компаундирования окисленного продукта с гудроном позволяет квалифицированно утилизировать до 30-35% мае. асфальтита и вывести из экологически "грязного" процесса окисления до 65-70% мае. нефтяного сырья. Получаемые при этом дорожные битумы марок БДД-А по уровню основных своих эксплуатационных свойств превосходят стандартные битумы марок БНД. Технология существенно улучшает экономические и экологические показатели не только одной промышленной битумной установки, но и всего нефтеперерабатывающего предприятия. Принципиальные схемы технологий производства дорожных битумов НОВОБИТ повышенной долговечности марок БДД и БДД-А приведены на рисунке 1.2.3.

В последние годы специалисты в области дорожного строительства и в области нефтепереработки пришли к пониманию несоответствия качества нефтяного дорожного битума суровым требованиям российской климатической зоны и возросшим деформационным нагрузкам из-за резкого увеличения интенсивности дорожного движения. Для обеспечения длительной и надёжной работоспособности асфальтобетонного покрытия в таких условиях были разработаны модифицированные полимерами органические вяжущие материалы [14].

Свойства объектов, методы исследования и методики приготовления композиций Error! Bookmark not defined

Проблема утилизации продуктов переработки автопокрышек приобрела в настоящее время особую актуальность в России в связи с резким увеличением количества автомобилей.

Вследствие высокой стойкости к воздействию внешних факторов окружающей среды резинотехнические изделия и шины разрушаются чрезвычайно медленно. Окружающая среда подвергается длительному воздействию вредных выделений, в том числе канцерогенных и токсичных веществ, выделяющихся в воздух и мигрирующих в грунтовые воды. Места скопления таких отходов, особенно в регионах с жарким климатом, служат благоприятной средой обитания и размножения ряда грызунов и насекомых, являющихся разносчиками различных заболеваний. Кроме того, шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают вредное влияние на окружающую среду (почву, водные ресурсы, воздух).

Одним из путей утилизации значительных объемов резиновой крошки является её вовлечение в производство вяжущих для дорожного строительства. Целесообразность такого направления применения определяется желанием не только обеспечить возможность утилизации достаточно больших объемов отходов переработки автопокрышек, но и вторично использовать специфические свойства (эластичность) каучука, составляющего основу резины.

Сотрудниками Российской Академии Наук, Государственного Российского Дорожного института и научно-производственной фирмы «Инфотех», был проведен анализ одной из важнейших эколого-экономических проблем, а именно, масштабной утилизации полимерных отходов, и, в частности, многотоннажных отходов резины из изношенных шин и других изделий. Совместными усилиями были проведены исследования по оценке сравнительной эффективности известных способов утилизации и возможностей использования продуктов рециклинга.

Логичным выводом из рассмотренных фактов была бы попытка решать проблемы рециклирования резины и улучшения качества битумных вяжущих совместно, в увязке друг с другом.

В результате, была разработана универсальная технология химического модифицирования нефтяных битумов мелкодисперсной резиновой крошкой и БИТумноРезиновые Экологически чистые Композиционные материалы на ее основе, сокращенно - технология и материалы БИТРЭК. Причем основное внимание было уделено улучшению свойств отечественных низкокачественных окисленных битумов.

Технология позволяет модифицировать и улучшать низкокачественные, так называемые «выжатые», окисленные дорожные битумы с помощью дешевых эластомерных модификаторов, в основном резиной из отходов производства и амортизированных шин. Получать резинобитумные материалы БИТРЭК, в которых резина не разлагается и не растворяется, а связывается с компонентами битума прочными, но достаточно подвижными химическими связями и проявляет свои высокие эксплуатационные качества уже в составе нового композиционного материала. Благодаря такой структуре, имеющиеся как в битуме, так и в резине опасные и токсичные соединения как бы заключены в полимерную клетку и химически связаны, поэтому их выделение значительно затруднено. Неоднократные испытания показали, что по своим санитарно-гигиеническим свойствам материалы БИТРЭК более чистые, чем битум и резина в отдельности и отвечают самым жестким экологическим требованиям.

За счет частиц резины, связанных определенным образом между собой и с компонентами битума в гетерогенную пространственную структуру, у материала появляется достаточная для большинства эксплуатационных целей степень эластичности. Такая структура может удерживать в своем объеме большое количество мелкодисперсных наполнителей без заметной сегрегации.

Высокие адгезионные свойства вяжущих обеспечиваются введением в их состав в процессе изготовления большого количества дополнительных активных химических групп, которые, с одной стороны, увеличивая полярность асфальтенов, дают вклад во внутримолекулярные водородные связи, чем стабилизируют гетерогенную структуру вяжущего, с другой стороны, резко повышают плотность межмолекулярных ассоциативных связей, которые в данном случае дают вклад в адгезионные свойства материала. Причем большая часть адгезионноактивных групп химически связывается с каучуковыми цепями резины, специально подготовленными для этой операции на начальном этапе, то есть адгезионные свойства присущи самому материалу БИТРЭК. В этом состоит принципиальное отличие повышения адгезионных свойств мастик и вяжущих от их повышения за счет введения добавок поверхностно-активных веществ.

Эффективное совмещение битума с резиновой крошкой достигается в данной технологии за счет введения специальных химических веществ, определенным образом регулирующих молекулярные процессы деструкции и сшивки частиц резины и конденсированных компонентов битума. Суммарный расход реагентов не превышает 1-1,5% от массы битума при введении в него 5-15% резиновой крошки. В качестве химических агентов и инициаторов полимеризации могут использоваться неорганические окислители, органические перекиси, гетеросоединения, координационные соединения металлов с переменной валентностью и синтезированные из доступных химических веществ комплексные соединения переходных металлов, способные катализировать процесс «живой» радикальной полимеризации на поверхности частиц резины и в объеме вяжущего.

Химические вещества, участвующие в полимеризационном процессе, позволяют создать условия, при которых возможно практически полностью локализовать подвижные неспаренные электроны проводимости в коллоидных частицах битума и добиться их стабилизации. Коагуляция и выпадение кристаллов асфальтеновой фракции и углеродистых графитоподобных образований при старении в данном случае сильно кинетически и стерически затруднены и, практически, не происходят. Как и гелеобразование, которое нередко случается при модифицировании битумов каучуками и эластомерами типа СБС, когда нарушается равновесие и стабильность коллоидного состояния из-за конкуренции полярных молекул асфальтенов и полимера по отношению к жидкой дисперсионной фазе. Вязкость такой полидисперсной системы при повышенных температурах естественно возрастает, так как поперечные химические связи уменьшают взаимную подвижность частиц, что, кстати, происходит и в случае добавок в битум полимеров. Однако достаточная для практических целей текучесть расплавленного вяжущего сохраняется.

По сравнению с использованием дорогостоящих модификаторов на основе синтетических каучуков и эластомеров типа СБС, резиновая крошка является значительно более дешевым продуктом, что также делает новую технологию одним из наиболее экономичных способов модификации дорожных битумов.

Достигаемые физико-механические свойства битумных вяжущих материалов, герметиков и мастик позволяют применять их практически во всех известных дорожных и строительных конструкциях с высоким положительным эффектом. Высокие адгезионные свойства и стойкость материалов к старению обеспечивают надежность и долговечность эксплуатации объектов.

Модификация проводится в стандартных обогреваемых емкостях для хранения битума. Для предварительного перемешивания резиновой крошки используются обычные битумные насосы или барботирование сжатого воздуха, что категорически недопустимо в случае применения термоэластопластов. Дальнейшее перемешивание не требуется и во многих случаях просто запрещено, поскольку химический процесс модификации идет в среде выделяющихся реакционных газов, которые пронизывают весь объем смеси[25].

Разработка технологических основ производства серосодержащих полимергудроновых композиций

Это связано, вероятно, с недостаточной концентрацией (1% мае.) полимера в образце для образования сплошной пространственной структуры дисперсной фазы смеси, определяющей её реологические свойства.

Полученные результаты позволяют предположить, что положительный эффект модификации гудрона полимером ДСТ в присутствии серы может быть достигнут только тогда, когда взаимодействие серы с ДСТ приводит к образованию трехмерной сетчатой структуры. В связи с этим было принято решение снизить концентрацию серы в гудроне на два порядка и при этой концентрации определить влияние концентрации ДСТ на общую вязкость системы. Реализуя этот план, были получены результаты исключительной важности, а именно: после завершения процессов смешения всех компонентов вязкость системы менялась в зависимости от концентрации ДСТ. Уже после 24 часов выдержки при комнатной температуре начался интенсивный процесс увеличения вязкости который продолжался в течение 120 часов. При концентрации ДСТ 2% мае. и 3% мае. повышения показателя вязкости во времени не наблюдалось. Это определенно свидетельствует о том, что даже при комнатной температуре идет активный процесс образования сетчатого полимера с участием серосодержащих радикалов.

Также была измерена температура размягчения образцов №№ 5, 6 и получены следующие результаты (таблица 3.3.6). Увеличение температуры размягчения у образцов №5 и №6 показывает возможность сшивки элементной серой CAB гудрона с молекулами полимера марки ДСТ за счёт наличия в нем двойных связей. Причём с достижением максимальных прочностных свойств (уровень температуры размягчения) в течение времени приготовления композиции.

В данном случае повышение вязкости композиции можно интерпретировать как протекание следующей реакции серной вулканизации: 2R-CH=CH-R + S2 R-CH-CH-R S S R-CH-CH-R На следующем этапе исследования было принято решение приготовить образцы композиций с различными марками СБС и сравнить их показатели качества. Одновременно, с целью определения возможностей утилизации более значительных объёмов серы, концентрация последней была увеличена вдвое: Было определено изменение вязкости во времени (через, соответственно, 4, 7, 11 суток) у образца №7 и получены следующие результаты (таблица 3.3.7). Таблица 3.3.7 Изменение значений динамической вязкости при 60С для образца

Кривая зависимости изменения вязкости серосодержащей полимергудроновой композиции во времени изображена на рисунке 3.3.7. Также были измерены и другие показатели качества образца №7 (таблицы 3.3.8 и 3.3.9). Из данных таблицы 3.3.8 следует, что температура размягчения композиции со временем остается практически неизменной.

Результаты, представленные в таблице 3.3.9, подтверждают известное предположение о том, что ПБВ, обладая высокими прочностными свойствами (температура размягчения на уровне 60С) и эластичностью, могут не соответствовать общепринятым представлениям о необходимом уровне показателя пенетрации при 25С.

Показатели качества образца №8, измеренные через 4 суток, полностью соответствовали результатам, полученным сразу после приготовления композиции (таблица 3.3.10). Таблица 3.3.8 Изменение значений температуры размягчения по КиШ для образца

Образец №8 обладает более высоким уровнем показателей качества (за исключением температуры хрупкости) по сравнению с образцом №7. В этой связи, исходя из того, что полимеры марок ДСТ и КРОТОН находятся в одной ценовой категории, считаем использование КРОТОНа более эффективным.

Дальнейшим шагом в исследованиях было снижении концентрации полимера в образцах, что позволило бы снизить затраты на производство ПГВ, ввиду достаточно высокой стоимости полимера.

Полученные результаты были в дальнейшем обобщены и представлены в виде графических зависимостей (рисунки 3.3.8 - 3.3.9). Из хода кривых графика зависимости изменения вязкости во времени (рисунки 3.3.8 и 3.3.9) следует, что вязкость обоих образцов, как правило, сначала возрастает, а потом снижается. Увеличение вязкости происходит, очевидно, из-за превалирования процессов прививки полимера и образования сетчатой структуры дисперсной фазы композиции. А вот дальнейшее снижение вязкости происходит, очевидно, из-за разрушения этой структуры дисперсной фазы в результате установления термодинамического равновесия между процессами прививки молекул полимера к компонентам гудрона и её разрушения.

Образец №10, при приготовлении которого был использован полимер марки КРОТОН, обладает более высоким уровнем вязкости, температуры размягчения, растяжимости, более низкой температурой хрупкости по сравнению с образцом №9, при приготовлении которого был использован полимер марки ДСТ-30-01. Однако образец композиции №9 обладает более высоким уровнем эластичности.

В таблице 3.3.17 приведены обобщенные данные о зависимости изменения уровня вязкости гудрона при его модификации полимерами типа СБС и элементной серой.

Из приведенных данных этой таблицы следует, что при введении в исходный гудрон полимера типа СБС вязкость композиции возрастает. При увеличении количества вводимого полимера с 1% мае. до 3% мае. вязкость композиции повышается наиболее заметно.

Растворение и набухание полимера в битумах проходит достаточно медленно и, зачастую, не полностью. Это объясняется небольшим содержанием мальтенов в битуме. Классическая технология производства ПБВ, как уже было отмечено ранее, для предварительного растворения полимера включает в себя использование пластификатора (масло И-40), что удорожает производство. Включение в рецептуру ПБВ резиновой крошки (РК) требует дополнительного количества мальтенов, для растворения и набухания резины. Это требование повышенного содержания маслянистой составляющей наталкивает на идею использования в качестве базы для создания рецептуры эффективного вяжущего не битум, а гудрон, содержащий в своём составе большое количество неокисленных масел. На первом этапе работы была исследована растворимость резиновой крошки в гудроне при различных температурах и различной продолжительности растворения. В первой серии экспериментов был изучен процесс растворения резиновой крошки при температуре 180С.

Оценка рентабельности промышленного производства полимер-гудронового вяжущего

На подобранном составе были заформованы образцы-плиты, на которых была определена глубина колеи в соответствии с EN 12697-22. Глубина колеи после 20000 проходов нагруженного колеса при температуре 60С составила 5,1 мм. График развития колеи представлен на рисунке 4.1.7. Образец-плита после испытания представлен на рисунке 4.1.8.

По полученным результатам испытаний установлено: при проведении сопоставительных испытаний асфальтобетонных смесей (в которых была одинаковая минеральная часть, а отличие заключалось лишь в вяжущем) образцы на окисленном дорожном битуме более подвержены колееобразованию, чем на двухкомпонентной смеси глубокоокисленного гудрона и гудрона, модифицированного полиэтиленом, серой и резиновой крошкой.

Оценка рентабельности промышленного производства полимергудронового вяжущего Себестоимость продукции характеризуют затраты предприятия для производства и реализации продукции, выраженные в денежной форме. Уровень себестоимости продукции отражает результаты всей производственно-хозяйственной деятельности предприятия, в частности, состояние техники и прогрессивность технологии, организацию производства и труда, эффективность использования всех ресурсов.

Снижение себестоимости продукции имеет большое значение, так как оно является основным источником внутрипромышленных накоплений, это -чистая экономия, полученная в результате лучшего использования потребляемых средств производства, рабочей силы и услуг.

Для определения этого показателя составляют смету затрат на производство продукции и затем с использованием принятой в нефтепереработке методики калькулирования определяют себестоимость одной тонны целевой продукции.

Себестоимость 1 тонны ПГВ на основе ДСТ: 12136,95 рублей. Выпуск ПГВ - 30000 т. Себестоимость всего выпуска ПГВ составляет 12136,95-30000 = 364108500 рублей.

Расчет стоимости материально-технических средств Расчет стоимости материально-технических средств (топливо и энергетические затраты) представлен в таблице 4.2.2.

Это расходы по управлению цехом, его содержанию. Определяются в размере 5 % от прямых затрат на обработку сырья без учета расходов на вспомогательные материалы и сырье, что дает возможность устранить влияние резкого колебания удельного веса стоимости сырья, реагентов на сумму цеховых расходов. Цеховые расходы представлены в таблице 4.2.3.

1. Проведённые исследования показали возможность создания полимергудроновых композиций дорожных марок (ПГВ) по стоимости, находящейся в одной категории с традиционным дорожным битумом, но со значительно улучшенными физико-химическими показателями качества. 2. Отмечена возможность применения серы в качестве вулканизирующего компонента при производстве ПГВ, способствующего сшивке молекул полимера, с приданием композиции необходимой жёсткости. 3. Показана возможность введения в состав ПГВ резиновой крошки, которая, помимо увеличения объёмов производства вяжущего, и, соответственно, его удешевления, играет роль «сшивателя» молекул CAB и полимера, повышающего устойчивость и прочностные свойства композиции. 4. Разработана технология производства ПГВ на основе компаундирования исходного и глубокоокисленного гудронов, что позволяет отказаться от применения дорогостоящего пластификатора и уменьшить вдвое объёмы сырья, подвергающегося экологически «грязному» процессу окисления. 5. Показана возможность производства широкого ассортимента ПГВ с преобладанием тех или иных физико-химических показателей с наиболее высоким уровнем качества путём изменения в композиции соотношения модифицированный полимергудрон/глубокоокисленный гудрон. 6. Результаты испытаний подтвердили возможность использования ПГВ, модифицированного полиэтиленом, серой и резиновой крошкой в дорожностроительной отрасли, а также отмечено преимущество данного вяжущего по сравнению с окисленным дорожным битумом марки БНД 60/90. Существенный рост вязкости объясняется, очевидно, высокой концентрацией полимера в гудроне, достаточной для создания единого структурного каркаса в композиции. Такое возрастание вязкости систем неизбежно приводит к повышению их прочностных характеристик и, как следствие, к повышению устойчивости к расслоению.