Какие бывают модификаторы битума?

модификаторы битума

Какие бывают модификаторы битума? Какое оборудование нужно для модификации? Чем модифицированный битум лучше обычного?

К добавкам, базовым предназначением которых является улучшение качественных характеристик дорожного покрытия, принадлежат:

  • модификатор битума;
  • модификатор асфальтобетона;
  • адгезионные присадки к битуму;
  • стабилизаторы;
  • структурирующие добавки асфальтобетона.

Перечисленные вещества могут вводиться либо в битум, либо непосредственно в асфальтобетонную смесь. При этом добавка определенного типа может вводиться как в битум, так и в асфальтобетонную смесь в двух различных технологических процессах.

К битумным добавкам принадлежат:

  • эластомеры;
  • термопласты;
  • термоэластопласты;
  • поверхностно-активные вещества;
  • термоотверждающиеся смолы;
  • быстровысыхающие масла.

В асфальтобетоны вводят:

  • стабилизирующие добавки;
  • структурирующие добавки (минеральные порошки);
  • модификаторы, изготовленные из резиновой крошки;
  • структурирующие и стабилизирующие добавки.

Основные модификаторы битума

Чаще всего для модификации дорожных битумов используются эластомеры, термопласты и термоэластопласты.

Эластомер – это полимер, обладающий эластичными свойствами. Для битума он применяется в виде порошков, гранул и жидкости. На сегодняшний день самым популярным эластомером является каучук. Его можно добавлять как в битум, так и в асфальтобетонную смесь.

Термопласты представляют собой полимерный материал, который при нагревании способен переходить в вязкотекучее или высокоэластичное состояние.

Термоэластопласты – это синтетические полимеры, в состав которых входят твердые и эластичные сегменты, что позволяет иметь одновременно высокую прочность и эластичность. К преимуществам термоэластопластов стоит отнести возможность варьирования степенью выраженности свойств при изменении соотношения компонентов.

Поверхностно-активные вещества применяются с целью улучшения адгезии битума с минеральной частью асфальтобетонной смеси. В зависимости от характера взаимодействия такие вещества могут быть анионными или катионными.

Стабилизирующие добавки часто используются при получении щебеночно-мастичных смесей. Обычно они состоят из минеральных и целлюлозных волокон.

В странах Европы и США с целью снижения склонности битума к пластической текучести при низких температурах применяются эпоксидные и полиуретановые смолы.

Для предотвращения окисления битума в него вводят масла. Например, модификацию битума СБС можно осуществить при помощи индустриального масла как вспомогательного материала.

Сера как модификатор дорожного битума

Серой обрабатывали нефтяные остатки с целью получения осерненных битумов еще около 100 лет назад. Но появление технологии производства окисленных битумов существенно ограничило применение серы в этой отрасли.

Данный химический элемент способен отнимать водород и за счет этого превращать простые связи в двойные. Образовавшиеся ненасыщенные соединения с течением времени полимеризуются.

В случае добавления серы в битум ее содержание в асфальтенах заметно увеличивается. На это оказывает влияние как количество добавленного вещества, так и продолжительность механоактивации и термообработки.

Добавление серы в процессе производства асфальтобетонных смесей позволяет существенно улучшить адгезионные свойства битумов. Одновременно приготовление серобитумных смесей характеризуется образованием и выделением вредных газов, образующихся в случае нагревания. Поэтому при выборе серы в качестве модификатора необходимо заранее подумать, как решить данную проблему.

Во многих странах дешевая и доступная сера используется с целью развития серобитумных дорожных вяжущих и сокращения расхода дефицитных битумов. В некоторых случаях содержание серы в строительных смесях может достигать до 60-70% по массе. Хорошим примером служит сульфекс-покрытие, пластифицированное углеводородами.

Свойства модифицированного битума определяются не только серой как химическим веществом, но и температурой ее введения, содержанием и длительностью перемешивания.

Исследованиями доказано, что сера хорошо совмещается с битумом при температуре 100-120⁰С. При этом форма модификатора (порошок, расплав и т.п.) не оказывает влияние на свойства получаемого материала.

В общем случае оптимальными условиями модификации дорожного битума серой можно считать:

  • температуру протекания процесса 120-140⁰С;
  • время перемешивания 10-20 минут (зависит от количества вводимого модификатора);
  • содержание серы – 5-7% по массе.

Внимательный читатель сразу же заметит, что дорожные битумы отпускаются при температуре 160⁰С. Модификация при такой температуре приведет к появлению сероводорода и оксидов серы. Поэтому модифицированию должно предшествовать предварительное охлаждение готового битума до 120⁰С, что связано с определенными неудобствами.

В США и Канаде серобитумные композиции находят широкое применение в качестве вяжущего материала в асфальтобетонных смесях. Наличие серы позволяет повысить прочность, теплоустойчивость, трещиностойкость, адгезию и устойчивость к химическому воздействию. Кроме того, применение такого вещества позволяет снизить толщину асфальтобетонных покрытий и сократить расход битума.

Рекомендуем ознакомиться с оборудованием для модификации битумов полимерами:

УМБ 6Установка модификации битума полимерами – (ПБВ) УВБ-2М, 4-7м3/час

УМБ(В ПОТОКЕ)Установка модификации битума полимерами – (ПБВ) УВБ-2AМ, 22м3/час