Качественные показатели российских битумных дорожных эмульсий

Дорожные эмульсии01.03.2019

Источник: Строительство уникальных зданий и сооружений. ISSN 2304-6295. 8(71). 2018. с. 41-50 Исмаилов А.М., Лазарев Ю.Г. Скачать в pdf-формате »

Содержание:

• Введение
• Методы
• Результаты и обсуждение
• Заключение

1. Введение

Потребность в испытании связана с тем, что необходимо оценить качественные показатели дорожных эмульсий и возможность замены дорогостоящих импортных эмульгаторов российскими при производстве ЭБДК-Б и ЭБДК-М.

В настоящее время исследованием битумных дорожных эмульсий занимаются Карпенко Ф. В., Long, Y., Dabros, T., Brown, S.F., Урчева, Ю.А., Золотарев В. А., Илиополов С. К., Марков С. В., Грехов П. И., Salou, M., Siffert, B., Гришенков В. Ф. и Грибов В. В. и другие [1-14]. Результаты этих исследований не имеют достаточных данных, по которым можно назначить процентное содержание всех компонентов битумной эмульсии и быть уверенным в её заданном сроке службы, потому что любое климатическое отклонение или любой другой фактор может привести к раннему или позднему распаду эмульсии по времени. Традиционные методы анализа битумных дорожных катионных эмульсий основаны на детерминированных зависимостях и не учитывают, что на скорость распада битумных эмульсий влияет большое количество различных факторов, таких как: тип заполнителя, минералогический и зерновой состав минеральной части, состав эмульсии, вид и природа эмульгатора, соотношения компонентов в смеси, скорость ветра, температура, влажность и другие климатические условия [15, 16].

Совершенствование транспортной инфраструктуры необходимо рассматривать сквозь призму требований, принятых и реализуемых сегодня государственных программ, в частности, в сфере импортозамещения дорожно-строительных материалов и реализации требований Технического регламент таможенного союза. ТР ТС 014/2011, Безопасность автомобильных дорог [17,18]. Задача состоит в том, чтобы в условиях усложнения конструкции транспортных сооружений, применения новых строительных материалов и технологий транспортного строительства, роста интенсивности движения и нагрузок не допустить новых и более существенных затрат в процессе дорожного строительства [19,20,21].

Целью данной работы является исследование основных качественных показателей битумных дорожных эмульсий и возможности импортозамещения основополагающего компонента битумных дорожных эмульсий (эмульгатора) без потери качественных характеристик готового продукта и снижения технологичности процесса производства.

2. Методы

На первом этапе исследование основано на анализе существующих нормативных документов, регламентирующих производство эмульсии битумных дорожных катионных.

В соответствии с принятым техническим регламентом Таможенного союза (ТР ТС 014/2011) установлены минимально необходимые требования безопасности к автомобильным дорогам и процессам их проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации, а также формы и порядок оценки соответствия этим требованиям [22,23,24].

В рамках исследования был осуществлён выпуск эмульсий двух типов ЭБДК-Б и ЭБДК-М на промышленных установках КАТИОН-10С и КАТИОН-10Н производительностью каждая 10 т/ч.

ЭБДК-Б производились с применением битумов производства нефтеперерабатывающего завода «Газпромнефть – Московский НПЗ»: БНД 60/90 и БНД 90/130. В качестве активатора использовалась соляная кислота. Количество добавляемого эмульгатора для эмульсий класса ЭБДК-Б составляло от 0,17 % до 0,24 % и для класса ЭБДК-М от 0,60 % до 1,0 % на одну тонну эмульсии.

В качестве партий сравнения были произведены серия ЭБДК-Б с применением в равных условиях эмульгатора «Амдор-ЭМ-1» и «Redicote EM22», а также серия ЭБДК-М с применением эмульгаторов «Амдор-ЭМ-3Т», «Redicote E11», «Stabiram MS6». В рамках исследования партии все сравнения были испытаны в лаборатории на следующие позиции:

1. Остаток на сите N 014, %;
2. Устойчивость при хранении по остатку на сите N 014 (7 суток), %;
3. Устойчивость при хранении по остатку на сите N 014 (14 суток), %;
4. Устойчивость при хранении по остатку на сите N 014 (30 суток), %;
5. Индекс распада при использовании песка кварцевого;
6. Адгезия к минеральному материалу, %.

Результаты лабораторных испытаний проанализированы на соответствие действующим документам технического регулирования производства эмульсий битумных дорожных катионных [25-35].

Результаты испытаний представлены в таблице 1, таблице 2, таблице 3, таблице 4 и таблице 5.

3. Результаты и обсуждение

Сравнительные результаты физико-химических характеристик ЭБДК-Б и ЭБДК-М по устойчивости при хранении проиллюстрированы ниже.

В ходе данного исследования экспериментально установлено, что эмульсии битумные дорожные катионные, произведенные с применением эмульгатора «Амдор-ЭМ-1» и «Амдор-ЭМ-3Т» не уступают по основным параметрам ЭБДК с применением зарубежного аналога. При этом в ряде случаев достигаются более высокие показатели, а именно:

1. Остаток на сите 0,14; %;
2. Устойчивость при хранении по остатку на сите 0,14 мм;
3. Устойчивость к расслоению, при хранении;
4. Адгезия к минеральному материалу.

Применение российского эмульгатора имеет положительный экономический эффект и позволяет снизить себестоимость ЭБДК-Б за счет более конкурентоспособной цены модификатора и его меньшего расхода на тонну производимой продукции. На основе результатов исследования можно рекомендовать применение рассмотренного российского эмульгатора при производстве дорожных битумных эмульсий как основного модификатора при выборе по критериям обеспечения требуемого качества готовой продукции и сокращения затрат при производстве ЭБДК.

4. 3аключение

1. Возможность импортозамещения основополагающего компонента битумных дорожных эмульсий (эмульгатора) обусловлена ценой, которая от 25-40 % ниже на россиские эмульгаторы Амдор и позволяет обеспечить более высокие качественные показатели ЭБДК-Б и ЭБДК-М регламентированные действующей нормативной документацией.
2. Вследствие проведенных сравнительных лабораторных испытаний ЭБДК-Б и ЭБДК-М с применением российского эмульгатора не наблюдается потери качественных характеристик готового продукта.
3. Доказана возможность применения эмульгаторов Амдор-ЭМ1 и Амдор-3Т без снижения технологичности процесса производства.

Необходимыми условиями успешного применения эмульгаторов Амдор-ЭМ1 и Амдор-3Т является:

• Оптимизация рецептур технологического режима изготовления ЭБДК-Б и ЭБДК-М;
• Технико-экономическое обоснование применения российских эмульгаторов Амдор на основе современных моделей расчета при проектировании в независимости от технической категории дороги;
• Разработка корректной нормативно-технической документации и рекомендаций по изготовлению и применению эмульсий битумных дорожных катионных смесей.

Скачать полную версию статьи в PDF формате »