Доклад. Модификация асфальтобетонных смесей полимерами
Введение
Меня зовут Денис Фомин, исполнительный директор компании «Пласткор» (Ленинградская область). Пласткор входит в группу компаний Рускемикалс, где более 20 лет занимаются научно-технической деятельностью, разработкой и производством химических компаундов для различных отраслей промышленности.
Для сферы дорожного строительства мы предлагаем полимерные модификаторы асфальтобетонных смесей марки ПРОполимер. Метод и продукты можно метафорически отнести к «химическому армированию структуры смеси», за счёт чего достигается повышенная устойчивость дорожных покрытий к физическому износу и улучшение ряда показателей.
ПРОполимер — продукт разработки сферы химической промышленности для нужд дорожного хозяйства. С момента первых работ в рамках НИОКР в 2017 году и до сегодняшнего дня мы занимались тем, что тестировали модификаторы в смесях в разных условиях, нормативно прорабатывали применение и выявляли потребности потенциальных потребителей, чтобы сервис был клиентооринтированным.
Поэтому сегодня в своем докладе озвучу основные тезисы о нормативном регулировании полимерного модифицирования по сухому способу, о химизме и принципе действия ПРОполимер, а также об экономике сравнения рецептов смесей и географии применения.
Нормативная база применения дорожных добавок
Действующий стандарт ПНСТ 662-2022 регулирует использование модифицирующих и поверхностно-активных добавок в битум и асфальтобетонные смеси. Срок его действия — до 1 августа 2025 года.
Ключевые термины:
- Модификация — это процесс получения модифицированного битумного вяжущего или асфальтобетонной смеси с заданными (необходимыми) свойствами с применением модификатора.
- Модифицирующая добавка (МД) — добавка, направленно изменяющая структурные, физико-механические, химические свойства материала, применяемая для получения заданных свойств модифицированного битумного вяжущего или асфальтобетонной смеси.
- Поверхностно-активная добавка (ПАД) — добавка, улучшающая и регулирующая основные физико-механические и/или технологические свойства битумов и асфальтобетонных смесей.
ПАД применяют:
- для повышения адгезионных свойств и водостойкости асфальтобетонов
- для обеспечения качества смесей в случае применения некоторых технологических приёмов (снижение технологических температур, сокращение времени приготовления и формирования асфальтобетонных смесей)
- для повышения эксплуатационных характеристик битумов в составе асфальтобетонов в процессе эксплуатации, в том числе уменьшения склонности к старению (ингибиторы)
ПНСТ 662-2022. Классификация
Классификация добавок в ПНСТ 662 осуществлена по трем параметрам
1. Категории, в зависимости от целей применения: модифицирующая добавка или ПАВ
2. Классы, в зависимости от способа введения:
- вводимые в асфальтобетонную смесь (А);
- вводимые в битум (Б);
- универсальные, которые можно вводить как в битум, так и в асфальтобетонную смесь (У).
3. Группы по функциональному назначению (регулирующие/влияющие):
- регулирующие адгезионные характеристики (I);
- регулирующие технологические (температуры смешения и уплотнения) и эксплуатационные (усталостная прочность, трещиностойкость, стойкость к колееобразованию, водостойкость) характеристики материала (II);
- регулирующие старение материала (III);
- повышающие высокотемпературные свойства (IV);
- повышающие низкотемпературные свойства (V);
- влияющие на комплекс свойств (VI)
- регулирующие адгезионные характеристики (I);
- регулирующие технологические (температуры смешения и уплотнения) и эксплуатационные (усталостная прочность, трещиностойкость, стойкость к колееобразованию, водостойкость) характеристики материала (II);
- регулирующие старение материала (III);
- повышающие высокотемпературные свойства (IV);
- повышающие низкотемпературные свойства (V);
- влияющие на комплекс свойств (VI)
Согласно классификации, модификаторы ПРОполимер относятся к:
- По цели применения — к категории МД — модифицирующая добавка (модификатор);
- По способу введения — к классу А — вводимые в асфальтобетонную смесь;
- По функциональному назначению — к VI группе — влияющие на комплекс свойств.
Технология «сухого» модифицирования
ПРОполимер вводится в асфальтобетонную смесь по «сухому» методу, что обеспечивает:
- Простоту в переработке, может применяться на любом АБЗ.
- Возможность производить асфальт даже на базе передвижных мобильных АБЗ в любых труднодоступных местах.
- Экономическую эффективность за счёт снижения внутренних расходов предприятия (энергетических, трудовых, складских и прочих производственных).
- Экологичность: уменьшение углеродного следа и вредного воздействия на персонал.
Принцип действия комплексных полимерных модификаторов ПРОполимер
Модифицирование асфальтобетонной смеси происходит в процессе взаимодействия компонентов именно в смеси за счет:
- Химического взаимодействия компонентов
- Создания интерполимерного сплава
Приготовление смесей на АБЗ с ПРОполимер
Приготовление смесей с ПРОполимер происходит буквально в два шага:
- Слив битума. Перемешивание 25-35 сек.
- Минеральные материалы (нагретые) и полимерные модификаторы дозируют в АСУ, перемешивают для диспергирования сухих компонентов 5-10 сек.
- Сохраняется цикл производства смеси на АБЗ.
- Время термостатирования — в асфальтовозе от 40 мин до остывания (с тем, как смесь остывает, она набирает устойчивые свойства)
Что в это время происходит в АСУ, где происходит химическое армирование?
- Кристаллизация — создание прочной решётки в сплавах (сплав полимера и битума). Минеральные материалы и полимерные модификаторы создают точки кристаллизации в битуме.
- Компоненты модификатора взаимодействуют со структурообразующей фазой сополимера битума, образуя «зародыши» пространственной сетки в вяжущем
- Специально подготовленный мелкодисперсный алюминий создаёт металлическую сшивку (армирующая сетка), взаимодействуя с природными карбонатами
- Асфальтобетонная смесь наполняется волокном различной структуры (химическое связывание целлюлозы). Повышается адгезия
- С момента слива битума и в процессе перемешивания АБС произошла химическая реакция компонентов смеси — модифицирование путём «химического армирования» связей
Линейка модификаторов
1. PROpolymer MA123
Комплексный полимерный модификатор для горячих асфальтобетонных покрытий с содержанием полимерной части более 80% (остальная часть — это различные функциональные добавки и совместители). Рекомендованная дозировка от 2 до 3 кг на тонну асфальтобетонной смеси. Соответствует ГОСТ Р 58406.1–2020, 58406.2–2020, ПНСТ 662–2022
2. PROpolymer MA-CK
Комплексный полимерный модификатор для горячих щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий, является составной добавкой, где в полимерную матрицу внедрён стабилизирующий компонент (длинноволоконная целлюлоза), повышающий адгезию битума к каменному материалу. Продукт одновременно работает как стабилизатор вяжущего, предотвращая стекание битума, и как полимер, улучшая физико-механические параметры дорожного полотна. Рекомендованная дозировка от 4 до 6 кг на тонну асфальтобетонной смеси. Соответствует ГОСТ Р 58401.2–2019, 58406.1–2020, ПНСТ 662–2022
3. PROpolymer МONOLIT
Универсальный полимерный модификатор для литых асфальтобетонных смесей, с содержанием полимерной части более 80%. В состав модификатора введены воска, процессинговые и функциональные добавки. Рекомендованная дозировка 0,6–0,64% на тонну смеси. Соответствует ГОСТ Р 54401–2020
Применение модификаторов МА123 и МА-СК:
- исключает применение других добавок в асфальтобетонную смесь,
- заменяет ПБВ и PG,
- повышает адгезию битума к каменному материалу,
- улучшает эксплуатационные характеристики асфальтобетона до 90% выше нормы по ГОСТам,
- повышает устойчивость к колееобразованию и водостойкость,
- не увеличивает цикл производства смеси на АБЗ.
- согласовано ФДА «Росавтодор», ГК «Автодор», ТК418, включено в РННТ.
Наряду с преимуществами базовых продуктов, применение модификатора PROpolymer МONOLIT при устройстве дорог на мостах и искусственных сооружениях:
- позволяет нагревать смесь до 220°C (защищает вяжущее во время нагревания),
- заменяет ПБВ (при приготовлении смеси можно использовать БНД 70/100),
- повышает удобоукладываемость асфальтобетонной смеси,
- показывает результаты выше нормы по ГОСТ более чем на 40%:
- глубина вдавливания штампа при температуре 40 °C по ГОСТ Р 54401-2020 после 30 мин. - 1,44 мм (при норме до 2,00 мм), после 60 мин. 1,54 мм, после 90 мин. 0,095 мм.
Экономика замены ПБВ на БНД
- с PROpolymer MA123 — экономия с 1 тонны 339 ₽ или 15,4%
- с PROpolymer MA-CK — экономия с 1 тонны 203 ₽ или 8%
География применения
- Промышленное применение на дорожных объектах — 18 регионов РФ и Беларусь
- Испытания — 16 регионов РФ + Казахстан, Узбекистан
Смотрите также
Строим долгосрочные отношения через качество и поддержку
Проводим консультации
По подборам рецептов асфальтобетонных смесей, вариантам применения добавок в составах
Бесплатные партии образцов
Для испытаний и укладки опытных участков. Нам важно, чтобы вы были уверены в качестве продукта
