ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ПОЛИЭТИЛЕНА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СБС-МОДИФИЦИРОВАННЫХ БИТУМОВ

УДК 665.775.4

  • Степанович Юрий Алексеевич − аспирант. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: yurystepanovich@belstu.by

  • Шрубок Александра Олеговна − кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазопереработки и нефтехимии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: shrubok@belstu.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-49-55

Ключевые слова: нефтяной битум, полимерно-битумное вяжущее, полиэтилен высокого давления, термоэластопласт, пенетрация, интервал пластичности, люминесцентная микроскопия.

Для цитирования: Степанович Ю. А., Шрубок А. О. Влияние добавок полиэтилена высокого давления на структуру и свойства СБС-модифицированных битумов // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 2 (259). С 49–55. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-49-55.

Аннотация

В работе в качестве модификаторов нефтяных битумов предлагается использовать полимерные смеси, содержащие стирол-бутадиен-стирольный термоэластопласт и полиэтилен высокого давления. Целью работы являлось установление оптимального соотношения компонентов комбинированного модификатора для получения стабильных полимерно-битумных вяжущих с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Объектами исследования выступали полимерно-битумные вяжущие с содержанием СБС-термоэластопласта в количестве 0–6 мас. % и полиэтилена высокого давления – 0–6 мас. %. Для вяжущих были определены эксплуатационные показатели: температура размягчения, глубина проникновения иглы, температура хрупкости, интервал пластичности. Установлено, что с увеличением доли полиэтилена в полимерной смеси наблюдается рост температуры хрупкости, снижение интервала пластичности и глубины проникновения иглы вяжущих. Показано, что для получения качественных вяжущих доля полиэтилена в смеси с сополимерами стирола и бутадиена не должна превышать 50%. Использование комбинированного модификатора приводит к снижению пенетрации на 25% и увеличению интервала пластичности вяжущих на 15% по сравнению с немодифицированным битумом. Дисперсность и равномерность распределения комбинированного модификатора в объеме битума была изучена методом люминесцентной микроскопии. Показано, что при использовании в качестве модификаторов смеси полимеров с соотношением СБС : ПЭВД, равным 2 : 1 и 5 : 1, вяжущие характеризуются удовлетворительной дисперсностью и распределением полимера в объеме битума.

Скачать

Список литературы

  1. Гуреев А. А. Нефтяные вяжущие материалы. М.: Недра, 2018. 239 с.
  2. Грудников И. Б. Производство нефтяных битумов. М.: Химия, 1983. 192 с.
  3. Гохман Л. М. Битумы, полимерно-битумные вяжущие, асфальтобетон, полимерасфальтобетон. М.: ЭКОН, 2008. 118 с.
  4. Варенько В. А. Опыт применения модифицированных битумов и асфальтобетонов в Республике Беларусь // Вecтник ХНАДУ. 2017. Вып. 79. С. 80–88.
  5. Битумы модифицированные дорожные: СТБ 1220–2020. Введ. 25.02.2020. Минск: Госстандарт, 2020. 16 с.
  6. Kishchynskyi S., Nagaychuk V., Bezuglyi A. Improving Quality and Durability of Bitumen and Asphalt Concrete by Modification Using Recycled Polyethylene Based Polymer Composition // Procedia Engineering. 2016. Vol. 143. P. 119–127. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.016.
  7. Okhotnikova S. E., GaneevaIgor Y. M., Frolov I. N., Yusupova T. N., Fazylzyanova G. R. Structural characterization and application of bitumen modified by recycled polyethylenes // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 316. P. 126–138. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126118.
  8. Hong Z. Effect of styrene-butadiene-styrene (SBS) on laboratory properties of low-density polyethylene (LDPE)/ethylene-vinyl acetate (EVA) compound modified asphalt // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 338. P. 282–289. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.130677.
  9. Joohari I. B., Maniam S., Giustozzi F. Influence of compatibilizers on the storage stability of hybrid polymer-modified bitumen with recycled polyethylene // Plastic Waste for Sustainable Asphalt Roads, Woodhead Publishing. 2022. P. 215–232. DOI: 10.1016/B978-0-323-85789-5.00011-3.
  10. Степанович Ю. А., Шрубок А. О., Юсевич А. И. Оптимизация состава полимерно-битумных вяжущих с использованием методов планирования эксперимента // Технология органических веществ: материалы 85-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (с международным участием), Минск, 1–13 февр. 2021 г. Минск, 2021. С. 129–130.
  11. Шрубок А. О., Степанович Ю. А. Принципы создания стабильных полимерно-битумных композиций // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Могилев, 22–23 апр. 2021 г. Могилев, 2021. С. 269–270.
  12. Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиенстирол: ГОСТ Р 52056–2003. Введ. 23.05.2003. М.: Стандартинформ, 2007. 13 с.
  13. Битум и битумные вяжущие. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару: СТБ EN 1427–2009. Введ. 01.01.2010. Минск: Госстандарт, 2009. 11 с.
  14. Битум и битумные вяжущие. Метод определения глубины проникания иглы: СТБ EN 1426–2009. Введ. 01.01.2010. Минск: Госстандарт, 2009. 16 с.
  15. Битум и битумные вяжущие. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу: СТБ EN 12593–2009. Введ. 25.06.2009. Минск: Госстандарт, 2009. 10 с.
  16. Bitumen and bituminous binders. Visualisation of polymer dispersion in polymer modified bitumen: BS EN 13632–2010. Approved 23.04.2010. Brussels: European committee for standardization, 2010. P. 10.
  17. Laukkanen O.-V., Hilde S., Winter H. H., Seppälä J. Low-temperature rheological and morphological characterization of SBS modified bitumen // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 44, no. 8. P. 348–359. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.160.
  18. Mirwald J., Hofko B., Pipintakos G., Blom J., Soenen H. Comparison of microscopic techniques to study the diversity of the bitumen microstructure // Micron. 2022. Vol. 159. 15 p.
Поступила 08.04.2022