Наполненные битумные композиции в строительной индустрии

Цель. Свойства дорожного битума при взаимодействии с компонентами строительных композиций всегда трансформируются относительно своих оригинальных свойств. При работе с материалами, в основе которых лежат наполненные битумные композиции, не зависимо от области их применения, основной задачей является мониторинг динамики изменения характеристик и регулирование в требуемом направлении, а также сохранение таких свойств, как вязкость, гибкость и текучесть. Цель работы заключается в исследовании влияния модифицирующих добавок различной основы (наполнители, пластификаторы и воски) на свойства битумного вяжущего и оценки эффективности их вклада в формирование наполненных битумных композиций для строительной отрасли.

Метод. Методологической основой работы является принцип структурообразования битумов. Экспериментальные исследования выполнялись с использованием стандартных и специальных методов.

Результат. Как наполнитель в битумной композиции наилучшим образом себя зарекомендовала фибра стекловолоконная. Наиболее ярко выраженный положительный пластифицирующий эффект наблюдается от использования экстракта селективной очистки масел, который позволяет в широком диапазоне управлять гибкостью системы. Установлено, что пластификатор полиалкилбензол эффективно регулирует свойства композиции при отрицательных температурах, незначительно влияя на теплостойкость; синтетический воск Titan и полиэтиленовый воск Viscobit равномерно распределяются в объеме битумного вяжущего и обеспечивают стабилизацию свойств системы.

Вывод. Изучены 3 группы добавок-наполнителей битумной матрицы. Установлено, что направленное регулирование свойств битумных систем возможно за счет рационального выбора типа добавки-наполнителя. Используя комплексные наполнения битумной матрицы при проектировании битумных композиций с возможностью регулирования и нормирования их свойств (показателей оптимизации) возможно получение экономических и эксплуатационных эффектов.

1. Мусостов Ш.И., Сангариева Э.Н., Апаева М.Х. Модификация битумов полимерами // Вестник магистратуры. 2021. №4-1 (115). С. 29-34.

2. Евдокимова Н.Г., Лунева Н.Н. О направлениях использования добавок различной природы для модифицирования свойств битумов // Баш. хим. ж.. 2016. № 4. С. 49-62.

3. Христофорова А.А., Филиппов С.Э., Соколова М.Д. Применение новых модифицирующих добавок в материалах дорожно-строительного назначения // Инновации в науке. 2012. № 14-1. С. 122-127.

4. Loise, V., Caputo, P., Porto, M., Calandra, P., Angelico, R., Oliviero Rossi, C. A review on Bitumen Rejuvenation: Mechanisms, materials, methods and perspectives // Applied Sciences. 2019. № 9(20). 4316.

5. Joohari, I. B., Giustozzi, F. Chemical and high-temperature rheological properties of recycled plasticspolymer modified hybrid bitumen // Journal of Cleaner Production. 2020. 276. 123064.

6. Белова Н.А., Кортовенко Л.П., Страхова Н.А. Добавки в битумы // Вестник ДГТУ. Технические науки. 2018. №3. С. 175-184

7. Иноземцев С.С., Королев Е.В. Технико-экономическая эффективность применения наномодифицированного наполнителя для асфальтобетонa // Вестник МГСУ. 2018. №4 (115). С. 536-443.

8. Поляков И.В., Баранников М.В., Поляков В.С. Использование полимерсодержащих отходов производства термопластов для модификации нефтяных битумов // Производство и использование эластомеров. 2020. №2. С. 28-33.

9. Вязенков А. А., Арзамасцев С. В. Базальтонаполненная полимербитумная мастика // Вестник СГТУ. 2013. №1 (72). С. 59-62.

10. Porto, M., Caputo, P., Loise, V., Eskandarsefat, S., Teltayev, B., & Oliviero Rossi, C. Bitumen and bitumen modification: A review on latest advances // Applied Sciences. 2019. 9(4). 742.

11. Лебедев М.С. Чулкова исследование реологических свойств битумных композиций, наполненных золами-уноса различного состава / Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. № 11. С. 47-52.

12. Ярцев В.П., Долженкова М.В., Петрова Н.В. Влияние наполнителей и нанодобавок на эксплуатационные свойства композитов на основе битума / Вестник ТГТУ. 2014. Том 20. № 4. С. 801-809.

13. ГОСТ 31015-2002. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия. Введ. 01.05.2003. – М.:Из-во Стандартов, 2003. 27 с.

14. Гридчин А.М., Ядыкина В.В. Особенности взаимодействия битума с минеральными материалами из кислых пород // Вестник ХНАДУ. 2008. №40. С. 13-16.

15. Тюрюханов К.Ю., Пугин К.Г. Исследование взаимодействия битума с минеральными частицами в асфальтобетоне // Транспортные сооружения. 2018. Т. 5. № 1. С. 19.

16. Ширяев А.О., Высоцкая М.А. Минеральный порошок в современной системе проектирования асфальтобетонных систем // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2022. №2. С. 8-19.

17. Ярмолинская Н.И. Дорожный асфальтобетон с применением минеральных порошков из техногенных отходов промышленности: учеб.пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. 337 с.

18. Gao Y., Zhang Y., Gu F., Xu T., Wang H. Impact of minerals and water on bitumen-mineral adhesion and debonding behaviours using molecular dynamics simulations // Construction and Building Materials. 2018. № 171. Pp. 214-222.

19. Chen J.S., Kuo P.H., Lin P.S., Huang C.C., Lin K.Y. Experimental and theoretical characterization of the engineering behavior of bitumen mixed with mineral filler // Materials and Structures. 2008. № 41(6). Pp. 1015-1024.

20. Marocho P.A.X.L.P., van de Ven M., Skarpas S.E.T. Evaluation of epoxy modification in asphalt mastic // Materials and Structures. 2020. 53. 120.