Добавка в асфальтобетонные смеси для продления сезона дорожного строительства – Selena

Ядыкина В.В., Гридчин А.М., Холопов В.С., Траутваин А.И

Асфальтовые смеси широко применяются в строительстве и техническом обслуживании дорог, и большую их часть получают горячим способом. Очень часто дорожники вынуждены проводить строительные работы с наступлением холодов. При укладке горячего асфальтобетона на холодную поверхность смесь очень быстро остывает, поэтому уплотнить ее должным образом не удается.

Одним из способов решения этой проблемы является применение таких асфальтобетонных смесей, которые могут уплотняться при более низких температурах и по свойствам отвечают требованиям для горячих асфальтобетонных смесей [1]. Такие смеси начали активно применять последние 10 лет, и их принято называть теплыми асфальтобетонными смесями [2]. Их применение также позволяет решать одновременно экологические задачи по уменьшению эмиссии углекислого газа в окружающую среду, а также экономить энергетические ресурсы и увеличивать строительный сезон.

Тёплые асфальтобетонные смеси создают за счет специальных добавок, которые позволяют снизить температуру приготовления и укладки асфальтобетонных смесей на 20–40 °С за счет уменьшения вязкости битума при температурах приготовления и укладки. Количество таких веществ непрерывно возрастает [3–4]. Благодаря применению таких добавок радиус обслуживания асфальтобетонного завода увеличивается, так как смесь остается удобоукладываемой и легко уплотняется при температурах 100–120 °С.

Цель исследования. Целью работы явилось исследование влияния добавки ДАД ТА-1 (ООО «Селена») на физико-механические характеристики асфальтобетона типа Б и обоснование возможности снижения температуры уплотнения образцов за счет использования указанной добавки.

Материал и методы исследования: Для исследований использовали битум БНД 60/90 Саратовского НПЗ, характеристики которого приведены в табл. 1.

Таблица 1 Физико-механические показатели битума БНД 60/90

Асфальтобетонную смесь готовили с использованием гранитного щебня фракции 5–20, песка из отсева дробления гранита, известнякового минерального порошка. Асфальтобетонная смесь имела следующий состав:

– щебень фр. 5–20 Павловского карьера – 39 %;

– отсев дробления гранита Павловского карьера – 55 %;

– известняковый минеральный порошок ООО «Недра» – 6 %;

– битум марки БНД 60/90 Московского НПЗ – 6 %.

Температура приготовления смеси составляла 155 °С.

Образцы асфальтобетона испытывали в соответствии с ГОСТ 12801-98.

Результаты исследования и их обсуждение

В работе [5] установлено, что при введении добавки уменьшается вязкость битума, возрастает растяжимость, повышается сцепление с гранитным щебнем, температура размягчения не изменяется.

На первом этапе были проведены исследования по влиянию концентрации добавки ДАД ТА-1 на физико-механические характеристики асфальтобетонных образцов, заформованных при температуре 150 °С. Результаты, представленные в табл. 2, свидетельствуют о том, что с увеличением концентрации добавки прочность образцов асфальтобетона при 20 и 50 °С возрастает не более чем на 10 %, прочность при 0 °С снижается примерно на такую же величину.

Более значительное влияние добавка оказывает на водонасыщение и водостойкость образцов асфальтобетона (рис. 1).

Таблица 2 Влияние концентрации добавки ДАД ТА-1 на прочность асфальтобетона типа Б

Рис. 1. Влияние концентрации добавки ДАД ТА-1 на водонасыщение и водостойкость асфальтобетона

Так, водонасыщение образцов при возрастании концентрации добавки с 0,4 до 1 % снизилось с 2,2 до 1,6, причем наибольшее падение этого показателя наблюдалось при концентрации ДАД-ТА-1 выше 0,6 % и составило более 80 %.

Водостойкость асфальтобетона заметно повысилась, особенно при водонасыщении в течение 15 суток. Возрастание этого коэффициента также более стремительно при концентрации добавки, превышающей 0,6 %.

На следующем этапе были проведены исследования по изучению возможности снижения температуры уплотнения образцов. Состав и температура приготовления смеси остались такими же, как и в предыдущих опытах, температура формования образцов составила 130 и 100 °С, концентрация добавки – 0,6–1,0 %.

Таблица 3 Влияние температуры уплотнения образцов и концентрации добавки ДАД ТА-1 на прочность асфальтобетона типа Б

Как и следовало ожидать, физико-механические показатели образцов асфальтобетона, заформованных без добавки при 130 °С, удовлетворяют требованиям ГОСТ. Однако снижение температуры уплотнения до 100 °С приводит к тому, что несколько показателей остаются за пределами нормативных требований. При снижении температуры формования образцов без добавки со 130 до 100 °С резко возросло водонасыщение (с 2,8 до 4,7) и снизилась водостойкость асфальтобетона до значений, не достигающих требований ГОСТ. Прочность при 50 °С также опустилась до предельного значения. Эти результаты соответствуют нормативам, запрещающим уплотнять горячий асфальтобетон при температуре ниже 120 °С.

Введение добавки ДАД ТА-1 приводит к улучшению всех показателей асфальтобетона, причем с повышением концентрации положительная динамика увеличивается (табл. 3, рис. 2–3). Следует отметить, что прочность асфальтобетонных образцов изменяется незначительно как при снижении температуры уплотнения, так и при повышении концентрации добавки.

Рис. 2. Влияние температуры уплотнения и концентрации добавки ДАД ТА-1 на водонасыщение асфальтобетона типа Б

Рис. 3. Влияние температуры уплотнения и концентрации добавки ДАД ТА-1 на водостойкость и водостойкость при длительном водонасыщении асфальтобетона типа Б

Введение добавки резко снижает водонасыщение образцов, заформованных при 130 и 100 °С (рис. 2), причем все значения этого показателя вписываются в требования ГОСТ для горячего асфальтобетона и снижаются при повышении концентрации добавки.

Аналогично, но в сторону повышения, изменяются показатели водостойкости при кратковременном и длительном водонасыщении (рис. 3). Обращает на себя внимание тот факт, что при температуре формования 100 °С и концентрации добавки 0,6 % эти показатели на грани или ниже требований ГОСТ для горячего асфальтобетона. Поэтому при снижении температуры уплотнения следует увеличивать концентрацию вводимой добавки.

Заключение

Введение в асфальтобетонную смесь добавки ДАД ТА-1 позволяет значительно снизить температуру уплотнения смеси. При повышении концентрации добавки улучшаются все характеристики асфальтобетона, особенно водонасыщение и водостойкость. Для снижения температуры уплотнения до 130 °С достаточно 0,6 % добавки. Использование ДАД ТА-1 при концентрации выше 0,8 % по отношению к массе битума дает возможность снизить температуру уплотнения смеси до 100 °С. Это позволит значительно продлить строительный сезон, увеличить радиус транспортирования асфальтобетонной смеси при сохранении ее уплотняемости и качества асфальтобетона.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Белгородской области в рамках научного проекта № НК 14-41-08027/14 (р_офи_м).

Рецензенты:

Строкова В.В., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Материаловедение и технология материалов», директор Инновационного научно-образовательного и опытно-промышленного центра наноструктурированных композиционных материалов, ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород;

Котлярский Э.В., д.т.н., профессор, зам. зав. кафедрой «Дорожно-строительные материалы», ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет», г. Москва.

Работа поступила в редакцию 28.11.2014.

Библиографическая ссылка

Ядыкина В.В., Гридчин А.М., Холопов В.С., Траутваин А.И. ДОБАВКА В АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ СЕЗОНА ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-11. – С. 2395-2399;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35953 (дата обращения: 04.10.2018).

Добавки для тёплого асфальта «ДАД-ТА» – Selena

Описание

Препарат «ДАД-ТА» ( «ДАД-ТА2», «ДАД-ТА2К» ) — это специальная энергосберегающая (температуропонижающая) добавка, которая позволяет обеспечить удобоукладываемость и уплотнение асфальтобетонной смеси с требуемыми физико-механическими показателями при неблагоприятных погодных условиях.

Позволяет снизить температуру приготовления и укладки АБС на 30–50°С без потери качества

Используется при производстве тёплого асфальтобетона (ТАБ) всех типов, включая ЩМА по ГОСТ Р 58831-2020.

Обеспечивает отличное сцепление (адгезию) битума с каменным материалом в составе асфальтобетона.

Добавки для ТАБ нашего производства

Количество препарата подбирается по результатам предварительных лабораторных испытаний для конкретного состава асфальтобетонной смеси.

«ДАД-ТА» – представляет собой высокоактивную жидкую композицию поверхностно-активнных веществ (ПАВ).
«ДАД-ТА2» – специально модифицированное поверхностно-активное вещество (ПАВ) амфотерного типа.
«ДАД-ТА2К» – специально модифицированное поверхностно-активное вещество (ПАВ) катионого типа.

Основные преимущества

Укладка в холодную погоду

Улучшение уплотнения особенно важно в прохладных условиях в начале и в конце сезона укладки или при укладке в ночное время. Теплые асфальтобетонные смеси допускается укладывать при температуре окружающего воздуха до минус 10 °С.

Увеличение дальности перевозки смеси

За счёт того, что добавка обеспечивает удобоукладываемость смеси и позволяет получить более высокую плотность даже при пониженных температурах – уменьшаются проблемы, связанные с транспортировкой на дальние расстояния.

Высокая активная адгезия

Относительно низкая температура перемешивания, которая стала возможна с применением технологий теплых смесей, может привести к присутствию некоторого количества остаточной влаги в асфальтобетонной смеси, что может препятствовать полному обволакиванию каменного материала или в будущем привести к разрушению асфальта под действием влаги. Свойство активной адгезии, полученное битумом за счёт модификации добавкой, позволит вытеснить воду с поверхности частиц каменного материала модифицированной асфальтобетонной смеси, что обеспечит не только обволакивание каменного материала, но и создание прочного химического сцепления (адгезии) между каменным материалом и битумом, которое будет устойчиво к воздействию воды. Это исключает применение дополнительных адгезионных добавок.

Сокращение энергозатрат АБЗ

Благодаря снижению температурных режимов работы при производстве теплой смеси уменьшается расход топлива потребляемого асфальтобетонным заводом, что приводит к существенной экономии энергоресурсов.

Уменьшение вредных выбросов

Благодаря снижению температурных режимов при укладке теплой смеси сокращается выделение окиси углерода (CO2) и битумных паров, что фактически исключает вредные выбросы и запахи.

Тара и хранение

Препарат поставляется в металлических бочках емкостью 216 л или 52 л и полимерных контейнерах емкостью 1 м³.

Хранение препарата осуществляется в транспортной упаковке или в герметично закрытой упаковочной таре. Препарат хранят в закрытых складских помещениях на расстоянии не менее двух метров от отопительных элементов при температуре от минус 35°С до плюс 50°С, на открытых площадках под навесом, или в специально оборудованных емкостях с обогревом.

Гарантийный срок хранения – 2 года с даты изготовления.

Технология применения

Препарат ДАД-ТА (или ДАД-ТА2, ДАД-ТА2К) может вводиться как в рабочую емкость на стадии предварительной подготовки вяжущего, так и непосредственно в линию подачи битума в смеситель асфальтобетонного завода.

Технология приготовления модифицированного добавкой битума включает:

1. Разогрев исходного битума до рабочей температуры
2. Введение препарата ДАД-ТА в установленном количестве
3. Перемешивание до однородного состояния

Westlake EPOLENE® — Добавки и модификаторы для асфальта, Артикул продукта

Асфальт, модифицированный полимером

, обеспечивает более длительный срок службы

Сегодня нагрузка на дорожное покрытие выше, чем когда-либо прежде. Основными факторами, способствующими этому, являются увеличение интенсивности движения и грузовики, перевозящие более тяжелые грузы. Спрос на более качественные и долговечные дороги резко возрос за последние три десятилетия, а вместе с ним и спрос на асфальт, способный противостоять этим вызовам.

Полимеры часто используются в качестве добавок для изготовления асфальтовых смесей с лучшими физическими свойствами в широком диапазоне температур. Эта модифицированная асфальтовая смесь приводит к тому, что дорожные и кровельные материалы служат в среднем на четыре-шесть лет дольше.

Преимущества модифицированного асфальта

Тротуар

• Улучшенное уплотнение
• Повышенная устойчивость к колееобразованию
• Выдающиеся характеристики при высоких температурах

Кровля

• Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям
• Повышенная температурная стабильность
• Выдающаяся трещиностойкость

Добавки для асфальта

Многие различные химические и полимерные добавки используются для улучшения характеристик асфальта. В целом, полимерные модификаторы являются наиболее распространенным типом добавок для асфальта. Полимерные модификаторы асфальта делятся на две категории: эластомеры и пластомеры. Эластомеры, обычно используемые для модификации асфальта, включают стирол-бутадиеновые и стирол-бутадиен-стирольные (СБС) блок-сополимеры. Обычными пластомерами, используемыми в качестве добавок к асфальту, являются этиленвинилацетат (ЭВА) и полиэтилен низкой плотности.
 

Многие виды химических модификаторов также используются в асфальте. Например, полифосфорная кислота традиционно используется с полимерными модификаторами для повышения вязкости и жесткости при высоких температурах. Углеводороды могут быть добавлены для обеспечения эффекта смягчения или упрочнения. Также для повышения влагостойкости используются противоизносные присадки. Особое внимание следует уделить выбору добавок для оптимизации характеристик асфальта.

Выбор лучшей добавки для асфальта

В исследовании, направленном на определение того, какой тип добавки лучше всего подходит для битума для кровли и дорожного покрытия, компания Westlake Chemical сравнила характеристики каучука SBS и EVA с их полиэтиленовым полимером EPOLENE® EE-2. Полимеры были протестированы на легкость смешивания, влияние на вязкость, устойчивость к старению и влияние на характеристики SHRP. Результаты исследования представлены ниже.

Простота смешивания

В отличие от SBS и других модификаторов асфальта, EPOLENE® EE-2 не требует добавления к асфальту процессов смешивания или измельчения с высоким усилием сдвига. EPOLENE® легко растворяется в расплавленном асфальте, и смешивание обычно завершается за время, необходимое для гомогенизации смеси (обычно 2-3 часа). Чтобы продемонстрировать это, скорости растворения SBS и EPOLENE® EE-2 измеряли по изменению температуры размягчения с течением времени.

Скорость растворения EPOLENE® EE-2 и SBS

Влияние на вязкость

Измеряли вязкость асфальта АС-10, модифицированного равными количествами SBS и EPOLENE® EE-2. Исследование показало, что вязкость смеси только немного увеличивается с EPOLENE® EE-2 по сравнению с резким увеличением, наблюдаемым с SBS. Это позволяет асфальтовым смесям, содержащим EPOLENE® EE-2, иметь лучшую удобоукладываемость в горячем состоянии и отсутствие видимой сегрегации.

Влияние добавки на вязкость смеси

Стабильность при старении и совместимость

Вязкости смесей асфальта AC-20, содержащих EPOLENE® EE-2, EVA и SBS, сравнивали в течение 21 дня. Обычно асфальтовые смеси выдерживают в расплавленном состоянии только в течение 2-3 дней перед приготовлением горячей смеси. Однако иногда погодные условия или механические проблемы могут привести к непредвиденным задержкам, и требуется гораздо более длительное время хранения. Как показано ниже, вязкость смеси, содержащей EPOLENE®EE-2, остается намного более стабильной в течение периода испытаний. Эта стабильность жизненно важна для предотвращения проблем с обращением, возникающих из-за увеличения вязкости в результате старения.

Вязкость смесей AC-20

Кроме того, ниже сравнивается совместимость EPOLENE® EE-2 и SBS с различными типами асфальта. В качестве индикатора разделения полимера измеряли температуру размягчения по кольцу и шарику верхних и нижних образцов хранимых смесей. Совместимость EPOLENE® EE-2 с несколькими типами асфальта намного выше, чем у SBS. Использование EPOLENE® EE-2 позволяет получать смеси, стабильные при хранении, без разделения полимеров. Это дает потребителям модифицированного асфальта больше гибкости в отношении хранения и использования.

Совместимость, измеренная разделением полимеров

Совместимость EPOLENE® EE-2 с несколькими типами асфальта намного выше, чем у SBS. Использование EPOLENE® EE-2 приводит к получению более стабильных при хранении смесей без разделения полимеров. Это дает потребителям модифицированного асфальта больше гибкости при хранении и использовании.

Заключение

При рассмотрении данных, представленных выше, становится ясно, что EPOLENE® EE-2 является превосходной добавкой в ​​асфальт. Он обеспечивает те же преимущества перед асфальтом, что и SBS и EVA; однако его легче смешивать, он не влияет на вязкость, совместим с широким спектром источников асфальта и обеспечивает улучшенную стабильность при хранении. Это делает EPOLENE® EE-2 необходимой добавкой для дорожного покрытия, кровли и многих других применений, требующих лучших характеристик и долговечности асфальта. Нажмите здесь , чтобы загрузить брошюру Westlake по модификации асфальта. Свяжитесь с нами ниже, чтобы запросить бесплатный образец EPOLENE®.

Добавки в асфальт — Институт асфальта

Регистрация

• Это интерактивный курс обучения в удобном для вас темпе, размещенный на учебном портале Института асфальта.
• Если у вас возникнут проблемы с оплатой, посетите нашу страницу оплаты и оплаты системы обучения.
• По вопросам групповой регистрации или другим вопросам обращайтесь по электронной почте ([email protected]) или по телефону (859.288.4960).

Цена: $150

Зарегистрируйтесь сегодня!

Описание

«Добавки в асфальт» — тема серии вебинаров Ассоциации технологов укладки асфальта (AAPT) осенью 2018 года. Серия будет состоять из трех вебинаров. На первом будут обсуждаться добавки в асфальтобетонных смесях, а на втором и третьем вебинаре они послужат основой. Во второй части будут рассмотрены недавние изменения в тестах битумного вяжущего, частично из-за добавок, чтобы лучше понять поведение модифицированного битумного вяжущего. Наконец, на третьем вебинаре будут рассмотрены перспективы добавок в асфальт, в том числе движение к фундаментальным характеристикам с помощью химии, устойчивости и инженерного дизайна. Обратите внимание, что цена конкретных добавок не будет обсуждаться конкретно в этой серии веб-семинаров, поскольку серия будет больше посвящена фундаментальному пониманию роли добавок в асфальте.

• Сессия Часть I: Добавки в асфальтовые смеси [ $50 ] Зарегистрируйтесь сегодня!
  Первый вебинар из серии вебинаров AAPT Fall 2018 «Добавки в асфальт» начнется с базовой информации о добавках в асфальт. Во-первых, будут определены добавки и обсуждены причины их использования. Далее будут рассмотрены различные типы добавок для асфальтовых смесей, а затем изменения, которые необходимо учитывать в процессе проектирования асфальтовых смесей при использовании добавок. Наконец, будет краткий обзор того, как добавки работают как в лабораторных условиях, так и в полевых условиях. После этого вебинара участники должны иметь четкое представление о том, кто, что, когда, почему и как использовать добавки в асфальт.
• Занятие, часть II: Добавки в асфальтовое вяжущее [ $50 ] Зарегистрируйтесь сегодня!
  Второй вебинар из серии вебинаров AAPT Fall 2018, «Добавки в асфальт», подробно расскажет о том, как изменились испытания битумного вяжущего из-за введения добавок в битумное вяжущее. Во-первых, будет объяснена концепция тестирования PG +, что будет включать обсуждение того, как текущая система классификации вяжущих PG не всегда может правильно классифицировать модифицированные битумные вяжущие. Далее будут рассмотрены и обсуждены четыре теста, которые в настоящее время обсуждаются в рабочей группе экспертов по асфальтовым вяжущим: MSCR на колейность (AASHTO T350), LAS на усталость (AASHTO TP 102), BBS на адгезию/сцепление (AASHTO T361). и низкотемпературный крекинг (SENB и Tg). После этого вебинара участники должны получить практические знания о том, как изменились и улучшились текущие испытания битумных вяжущих из-за использования добавок в асфальте.
• Сессия, часть III: Добавки – что ждет нас впереди? [ $50 ] Зарегистрируйтесь сегодня!
  На третьем вебинаре из серии вебинаров AAPT, проведенной осенью 2018 года, «Добавки в асфальт», будет рассмотрено будущее добавок в асфальт. Во-первых, будут обсуждаться инновационные тесты, используемые для идентификации и характеристики добавок. От сканирующей электронной микроскопии в лаборатории до ручной микроскопии в полевых условиях существует множество новых инструментов, которые могут количественно определять строительные блоки добавок. Во-вторых, будет представлен обзор устойчивости добавок. Использование присадок меняет то, как мы измеряем производительность, от более низких затрат в течение всего срока службы до более длительной высокой производительности. Устойчивость добавок также может быть связана с разработанными конструкциями смесей, поскольку мы переходим от базовой конструкции смеси Superpave к сбалансированной конструкции смеси. Наконец, будет представлен общий обзор потенциальной траектории продвижения добавок. После этого вебинара участники должны быть в состоянии определить возможное направление развития добавок в асфальт и получить некоторые ключевые инструменты, чтобы понять, как мы можем количественно определять добавки в асфальте в будущем.

Инструктор(ы)

• Модератор – Р. Майкл Андерсон, P.E., Институт асфальта Директор по исследованиям и лабораторным службам, Ассоциация технологов укладки асфальта Исполнительный директор
• Сессия 1 – Д-р Дэвид Меншинг, Федеральное управление автомобильных дорог
• Сессия 2 – д-р Хусейн Баия, Университет Висконсина – Мэдисон
• Сессия 3 – д-р Луай Мохаммад, Университет штата Луизиана

Часы профессионального развития

• 1 час, 1 PDH за сессию, часть
• Заработанные PDH и сертификаты можно загрузить в удобное для вас время при входе на учебный портал Asphalt Institute.