Приложение Б (рекомендуемое). Технологический процесс приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего для холодных асфальтобетонных смесей

Приложение Б
(рекомендуемое)

Технологический процесс приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего для холодных асфальтобетонных смесей

Б.1 Рекомендации по приготовлению и требования к материалам

Применение добавок полимеров типа СБС в составе холодного асфальтобетона повышает его деформационную устойчивость при высоких температурах, сокращает время формирования покрытия вследствие большой первоначальной прочности и лучшей уплотняемости смеси, существенно уменьшает слеживаемость холодных асфальтобетонных смесей.

Технологический процесс приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего включает в себя следующие этапы:

- приготовление раствора полимера типа СБС в органическом разжижителе;

- приготовление жидкого битумно-полимерного вяжущего путем введения в подготовленный горячий вязкий дорожный битум раствора полимера типа СБС в органическом разжижителе в расчетном количестве.

Оптимальное содержание полимера типа СБС в жидком битумно-полимерном вяжущем должно составлять от 3 % до 4 %. При этом условная вязкость жидкого битумно-полимерного вяжущего, определенная по ГОСТ 11503, должна находиться в пределах от 70 до 200 с.

Рекомендуемая температура приготовления холодной асфальтобетонной смеси на жидком битумно-полимерном вяжущем приведена в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Рекомендуемая температура приготовления холодной асфальтобетонной смеси на жидком битумно-полимерном вяжущем

Условная вязкость жидкого битумно-полимерного вяжущего, с	Рекомендуемая температура, °С
70-130	80-100
130-200	100-110

Жидкое битумно-полимерное вяжущее получают путем введения в нефтяной вязкий дорожный битум полимерной добавки (отпускная форма полимеров типа СБС для дорожного строительства - порошок с частицами размером 0-2 мм), предварительно растворенной в дизельном топливе или другом растворителе.

Технологический процесс приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего включает следующие операции:

- растворение порошка полимера типа СБС;

- подготовку битума (обезвоживание и нагрев до требуемой температуры с подачей на смесительную установку);

- объединение горячего подготовленного битума с раствором полимера типа СБС.

Растворение измельченного порошка полимера типа СБС следует проводить в герметичной емкости, оборудованной мешалкой. В мешалку подают дизельное топливо (или другой растворитель) в расчетном количестве, а затем - порошок полимера типа СБС. Перемешивание проводят при температуре от 50 °С до 70 °С, для чего емкость оборудуют системой паро- или маслообогрева. Приготовленный раствор полимера должен быть однородным, т.е. не должен содержать сгустков, комков, частиц нерастворившегося полимера.

Растворы полимеров типа СБС, применяемые для приготовления жидких битумно-полимерных вяжущих, должны соответствовать требованиям, указанным в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Требования к растворам полимеров типа СБС, применяемым для приготовления жидких органических вяжущих

Наименование показателя	Норма для растворов на основе полимеров типа СБС		Метод испытаний
	в керосине *	в дизельном топливе
Внешний вид	Однородный раствор		-
Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °С, с	5-15	4-15	По ГОСТ 11503
Массовая доля сухого вещества в растворе, %	10-15	7-10	По Б.2
Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	40	50	По ГОСТ 4333
* Для приготовления раствора полимера типа СБС допускается использовать керосин. Температура вспышки керосина должна быть не ниже 40 °С.

Вязкие дорожные битумы, применяемые для приготовления жидких органических вяжущих на основе растворов полимеров типа СБС, должны соответствовать требованиям ГОСТ 33133.

После приготовления раствор полимера насосом из дозатора подается в тело битума (не на поверхность во избежание повышенной вероятности создания пожароопасной ситуации) в аппарат для смешивания с горячим, обезвоженным битумом.

Подачу раствора полимера в аппарат для приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего (предварительно заполненного горячим битумом в необходимом количестве) следует осуществлять из объемного дозатора насосом при включенной мешалке.

Приготовление жидкого битумно-полимерного вяжущего следует проводить в герметичном аппарате, снабженном мешалкой, во избежание потерь растворителя вследствие испарения при температуре от 80 °С до 90 °С в зависимости от применяемого разжижителя и вязкости исходного битума. Ориентировочное время перемешивания составляет от 0,5 до 1,0 ч.

Принципиальная технологическая схема приготовления жидкого полимерного вяжущего приведена на рисунке Б.1.

1 - дозатор раствора полимера типа СБС в разжижителе; 2 - мешалка; 3 - битумный котел для хранения и нагрева подготовленного вязкого дорожного битума; 4 - битумный котел для хранения жидкого битумно-полимерного вяжущего; 5 - битумопроводы; 6 - задвижка; 7, 8, 9 - битумный насос

Рисунок Б.1 - Принципиальная технологическая схема приготовления жидкого полимерного вяжущего для холодной асфальтобетонной смеси

После приготовления жидкого битумно-полимерного вяжущего отбирают пробу для определения его условной вязкости на вискозиметре при температуре 60 °С.

Жидкие битумно-полимерные вяжущие должны отвечать требованиям таблиц Б.3 или Б.4 в зависимости от применяемого разжижителя.

Таблица Б.3 - Требования к жидким битумно-полимерным вяжущим на основе растворов полимеров типа СБС в керосине

Наименование показателя	Норма для вяжущего СГ 70/130	Норма для вяжущего СГ 130/200	Метод испытаний
Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60 °С, с	71-130	131-200	По ГОСТ 11503
Количество испарившегося разжижителя, %, не менее	10,0	8,0	По ГОСТ 11504
Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °С, не ниже	47	47	По ГОСТ 33142
Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	45	50	По ГОСТ 4333
Сцепление с кварцевым песком, не хуже	Контрольный образец N 2	Контрольный образец N 2	По ГОСТ 11508 (метод А)

Таблица Б.4 - Требования к жидким битумно-полимерным вяжущим на основе растворов полимеров типа СБС в дизельном топливе

Наименование показателя	Норма для вяжущего СГ 70/130	Норма для вяжущего СГ 130/200	Метод испытаний
Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60° С, с	71-130	131-200	По ГОСТ 11503
Количество испарившегося разжижителя, %, не менее	8,0	7,0	По ГОСТ 11504
Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижителя, °С, не ниже	45	45	По ГОСТ 33142
Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже	45	50	По ГОСТ 4333
Сцепление с кварцевым песком, не хуже	Контрольный образец N 2	Контрольный образец N 2	По ГОСТ 11508 (метод А)

Вязкость жидкого битумно-полимерного вяжущего, полученная на вискозиметре с отверстием 5 мм при температуре 60 °С, не должна превышать пределов, указанных в таблицах Б.3 и Б.4. При превышении пределов вязкости, указанных в таблицах Б.3 и Б.4, вяжущее необходимо разжижать до необходимой условной вязкости. Количество разжижителя для получения нужного показателя условной вязкости подбирают опытным путем.

При приготовлении жидких битумно-полимерных вяжущих на основе полимеров типа СБС необходимо контролировать:

- качество растворов полимеров, жидких битумно-полимерных вяжущих;

- процессы приготовления растворов полимеров, жидких битумно-полимерных вяжущих.

Качество вязких дорожных битумов марок БНД, применяемых для приготовления жидких битумно-полимерных вяжущих, проверяют на соответствие требованиям ГОСТ 33133. При применении для приготовления жидких битумно-полимерных вяжущих на основе полимеров типа СБС вязкого нефтяного дорожного битума с недостаточным показателем сцепления с минеральной частью рекомендуется применять поверхностно-активные вещества (ПАВ). Поверхностно-активную добавку следует вводить в исходный битум непосредственно перед его смешиванием с раствором полимера.

Полимеры типа СБС и растворители контролируют по паспортным данным предприятий-изготовителей.

В качестве полимерных добавок используют следующие материалы: блоксополимеры бутадиена и стирола типа СБС, выпускаемые по технической документации предприятия-изготовителя, а также их зарубежные аналоги при соответствующем технико-экономическом обосновании.

В качестве растворителя при приготовлении раствора полимера и разжижения вязкого битума рекомендуются: дизельное топливо, отвечающее требованиям ГОСТ 32511, технический керосин, отвечающий требованиям технической документации предприятия-изготовителя. Допускается наряду с вышеупомянутым применение других растворителей при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Качество растворов полимеров оценивают по показателям, приведенным в таблице Б.2. Для оценки качества раствора полимера отбирают пробу в объеме не менее 1 дм ³.

Внешний вид раствора полимера определяют визуально. Пробу раствора наносят тонким слоем на стекло и рассматривают в проходящем свете. Раствор должен быть однородным, без видимых включений нерастворившегося полимера.

Однородность жидкого битумно-полимерного вяжущего проверяют каждый раз при приготовлении новой партии. Вяжущее считают однородным, если в нем отсутствуют осадок, комки и сгустки.

Определение однородности проводят с использованием стеклянной палочки, которую погружают в жидкое битумно-полимерное вяжущее. После извлечения палочки вяжущее должно стекать равномерно. Комочки и сгустки на поверхности палочки указывают на недостаточную однородность вяжущего.

Б.2 Определение массовой доли сухого вещества в растворе полимера

Б.2.1 Средства измерения, реактивы и материалы

При проведении испытаний используют следующие средства измерений, реактивы и материалы:

- весы лабораторные с пределом взвешивания не менее 2000 г, с абсолютной погрешностью 0,1 г;

- шкаф сушильный с принудительной конвекцией, обеспечивающий поддержание температуры до 150 °С, со стабильностью поддержания температуры в установившемся тепловом режиме  3 °С;

- секундомер с пределом измерения 0-60 с, 0-60 мин, класса точности II;

- стаканчики для взвешивания СВ-34/12 (24/10);

- толуол по ГОСТ 5789;

- спирт изопропиловый по ГОСТ 9805.

Б.2.2 Метод измерения

Сущность метода заключается в определении массовой доли сухого вещества в растворе полимера путем высушивания при температуре (140 3) °С до постоянной массы полимера, выделенного из раствора изопропиловым спиртом.

Б.2.3 Требования к условиям измерений

При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытывают образцы:

- температура - (22 3) °С;

- относительная влажность - (55 15) %.

Б.2.4 Подготовка к выполнению измерений

Стаканчики для взвешивания должны быть высушены в сушильном шкафу. Исследуемый раствор полимера разогревают до температуры 60 °С и хорошо перемешивают.

В стаканчик для взвешивания вносят навеску пробы раствора полимера массой от 0,3 до 0,5 г, добавляют от 2 до 3 см ³ толуола и перемешивают стеклянной палочкой. Продолжая перемешивание, добавляют изопропиловый спирт в объеме от 40 до 50 см ³ до выделения полимера. Затем раствор отделяют от полимера декантированием, а стаканчик с полимером сушат при температуре (140 3) °С в течение 1 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Операции нагревания, охлаждения и взвешивания повторяют через каждые 15 мин до получения постоянной массы.

Б.2.5 Обработка результатов измерений

Массовую долю полимера в растворе X, %, вычисляют по формуле

,

(Б.1)

где М ₂ - масса стаканчика с полимером после высушивания, г;

М ₁ - масса пустого стаканчика, г;

М - масса навески пробы, г.

За результат анализа принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми при доверительной вероятности 0,95 не должно превышать 2 %.

Качество жидких битумно-полимерных вяжущих оценивают по показателям, приведенным в таблицах Б.3 и Б.4, и по их однородности.