Публикации автора

Введение. В настоящее время в дорожном строительстве с целью уменьшения энергозатрат и снижения вредных выбросов все более широко применяют технологии теплых асфальтобетонных смесей. Одним из способов понижения температуры приготовления асфальтобетонной смеси является применение добавок на основе природных и синтетических восков. В связи с этим актуальным является изучение влияния восковых добавок на свойства битумного вяжущего как основы асфальтобетонной смеси. Сцепление вяжущего с минеральным заполнителем является важнейшим свойством, определяющим долговечность асфальтобетонного покрытия. Цель данной статьи– изучение влияния добавок на основе синтетических восков на адгезионные свойства битумного вяжущего.

Материалы и методы. Представлены характеристики исследованных добавок на основе синтетических восков: Вискодор ПВ-2, Sasobit и Licomont BS-100. Для моделирования процессов старения вяжущего был использован метод прогрева в тонком слое по ГОСТ 18180 с увеличенным до 9 ч временем термостатирования. Для оценки адгезии исходного и модифицированного битумного вяжущего, а также вяжущего после старения, был применен метод кипячения в воде каменного материала, покрытого битумом, и оценка внешнего вида в соответствии с ГОСТ 11508. Изучение механизма сцепления битумного вяжущего с минеральным заполнителем проводилось посредством спектрального анализа.

Результаты и обсуждение. Произведен анализ влияния добавок на основе синтетических восков на сцепление битумного вяжущего с минеральным материалом. Выявлено изменение адгезионных свойств модифицированного исследуемыми добавками битума при термоокислительном старении. Проведено сравнение ИК-спектров исходного и модифицированного битума до и после взаимодействия с каменным материалом и определены различия в механизмах влияния вводимых добавок на сцепление с минеральным заполнителем. Установлено, что добавка Вискодор ПВ-2 значительно улучшает адгезию битума. При этом эффект улучшения адгезии указанной добавкой сохраняется и после термоокислительного старения, хотя несколько снижается. Импортные добавки Sasobit и LicomontBS-100 оказывают меньшее влияние на адгезионные свойства битума.

Заключение. Полученные результаты показывают, что применение добавок на основе синтетических восков улучшает адгезионные свойства битума, что положительно отразится на долговечности дорожного покрытия. Так как отечественная добавка Вискодор ПВ-2 превосходит по эффекту улучшения адгезионных свойств известные добавки Sasobit и Licomont BS-100, внедрение в производство исследуемой добавки взамен дорогостоящих импортных позволит одновременно улучшить качество асфальтобетонного покрытия и уменьшить его стоимость.

Введением наполнителей в полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) преследуют цели уменьшения количества дорогостоящих полимеров, улучшения технологических, физико-механических, теплофизических и других свойств дорожных материалов. В связи с этим в последние годы возрос интерес к природным материалам, которые по составу близки и имеют сопоставимые характеристики с синтетическими продуктами. Применительно к графеновым структурам, часто используемым для модифицирования битумов и полимеров, хорошей альтернативой представляется шунгит – горная порода, являющаяся, по сути, композиционным материалом из смеси шунгитового углерода и минеральных фаз. Отличительные особенности состава шунгита должны положительно сказаться на структурировании битумной матрицы в присутствии полимера при использовании шунгитового порошка в качестве модификатора ПБВ. Поскольку важнейшей структурной компонентой породы является углерод, то целью настоящей работы было изучение влияния шунгитового углерода из пород различных месторождений на структурообразование полимерно-битумного вяжущего. Комплексом исследований (дифференциальная сканирующая калориметрия, рамановская спектроскопия, энергодисперсионная спектроскопия на базе сканирующего электронного микроскопа) установлено, что углерод из образцов семи месторождений Карелии характеризуется разной степенью упорядоченности графитоподобных (sp2-углеродных) структур в зависимости от места отбора. Увеличение в составе шунгитового порошка количества углерода и снижение степени упорядоченности его структуры определяют более высокие значения удельной поверхности и больший эффект от модифицирования при введении наполнителей в полимерно-битумное вяжущее. Наиболее активными наполнителями с высоким модифицирующим эффектом являются образцы Зажогинского месторождения, максимально улучшающие когезионную прочность композиционного органического вяжущего и в наилучшей степени структурирующие систему. Порошки из пород других месторождений также оказывают положительное влияние относительно базового ПБВ, но с меньшей эффективностью. Все это говорит о перспективности предлагаемой модификации