[ Назад | Начало | Наверх ]

Вязкость таллового пека, используемого для улучшения сцепления нефтяного вяжущего с поверхностью каменных материалов, а также в качестве пластификатора, не ограничивается.

При строительстве дорожных покрытий и оснований в связи с дефицитом нефтяных вяжущих, в частности вязкого нефтяного битума, предлагается использовать составленные вяжущие на основе нефтяного битума или гудрона с использованием сухоперегонных древесных смол, всплывных смоляных масел, древесного и таллового пека и сланцевого битума.

Разжижение нефтяного гудрона в целях получения медленно-густеющего жидкого битума требуемой марки

1.4. Составленные вяжущие можно рекомендовать для широкого применения при различных способах устройства дорожных покрытий и оснований.

1.1. В результате проведенных исследований рекомендуется использовать в дорожном строительстве такие местные материалы, как всплывные смоляные масла, сухоперегонные древесные смолы, древесный и талловый пеки, вязкий сланцевый битум, в качестве компонентов составленного вяжущего, основой которого является нефтяной битум или нефтяной гудрон.

Предлагается использовать так называемые составленные вяжущие, основой которых являются нефтяные битумы и гудроны, а в качестве дополнительных компонентов используются побочные продукты переработки древесины - сухоперегонные древесные смолы, всплывные смоляные масла и древесные пеки; целлюлозы - талловые пеки и горючих сланцев - сланцевые битумы.

Настоящие «Методические рекомендации» разработаны на основе исследований, проведенных Ленинградским филиалом Союздорнии при участии Лесотехнической академии им. С. М. Кирова и лаборатории лигнина Всесоюзного научно-производственного объединения «Бумпром».

Приводится краткая характеристика дополнительных компонентов составленных вяжущих. Даются рекомендации по назначению содержания компонентов в составленных вяжущих. Указываются область применения и требования к составленным вяжущим, а также к исходным материалам и асфальтобетонным смесям.

4.6. Содержание вязкого сланцевого битума в составленном вяжущем зависит от вязкости смешиваемых компонентов, назначения составленного вяжущего и не должно превышать 50 % массы. Причем в вяжущем, предназначенном для устройства асфальтобетонных покрытий, его содержание должно быть в пределах 30 - 50 % массы вяжущего, а в вяжущем, предназначенном для устройства оснований и для других видов работ, - меньше 30 %. Во всех случаях содержание вязкого сланцевого битума в составленном вяжущем не должно превышать 50 % массы.

2.2. Всплывные смоляные масла образуются при отстаивании древесных сухоперегонных смол на смолоперерабатывающих комбинатах. От смол они отличаются меньшей вязкостью (порядка 4 - 5 с), меньшим содержанием высокомолекулярных кислот и увеличенным (до 50 %) - нейтральных веществ.

В сухоперегонных древесных смолах содержится от 40 до 70 % поверхностно-активных веществ анионного типа, в том числе 20 - 40 % высокомолекулярных жирных и смоляных кислот, 4 - 15 % карбоновых кислот, 7 - 30 % фенолов и 18 - 40 % нейтральных веществ.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СОСТАВЛЕННЫХ ВЯЖУЩИХ В ПОКРЫТИЯХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ. Союздорнии. М., 1980.

1.5. При строительстве асфальтобетонных и других видов покрытий и оснований с использованием составленных вяжущих следует руководствоваться ГОСТ 9128-76 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия», «Руководством по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий» (М., «Транспорт», 1978) и «Инструкцией по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных органическими вяжущими» ВСН 123-77 (Минтрансстрой. М., 1978).

В «Методических рекомендациях по применению составленных вяжущих в покрытии автомобильных дорог» изложены вопросы применения указанных местных материалов в качестве поверхностно-активных добавок, а также компонентов составленного вяжущего.

2.6. Нефтяной гудрон (ТУ 38-101582-75) является остаточным продуктом переработки нефти и служит сырьем для производства нефтяных битумов. Вязкость гудронов, как правило, такая же, как и жидких нефтяных битумов. При переработке тяжелых смолистых нефтей могут быть получены более вязкие гудроны. По групповому химическому составу гудроны отличаются от битумов и характеризуются значительным содержанием смол и масел, определяющих структуру и свойства гудронов. Отсутствие или незначительное содержание в гудронах легколетучих компонентов и высокое содержание смолисто-масляных фракций обеспечивает гудронам высокую стабильность их свойств. Стабильность свойств гудронов выше, чем это предусмотрено нормами даже для медленногустеющих жидких битумов.

4.2. К талловому пеку предъявляются требования только по вязкости в зависимости от его назначения. Талловый пек, предназначенный для увеличения вязкости и улучшения свойств нефтяного гудрона с целью получить вяжущее для теплого асфальтобетона, должен иметь температуру размягчения не менее 40 °С. Талловый пек, используемый для замены части нефтяного битума или гудрона, должен иметь температуру размягчения не менее 25 °С.

Настоящие «Методические рекомендации» дополняют перечисленные документы в вопросах использования составленных вяжущих.

4.7. Составленные вяжущие из вязкого сланцевого битума и нефтяного гудрона в зависимости от свойств исходных компонентов и их соотношения должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 4.2.

3.1. Составленные вяжущие могут быть использованы при устройстве покрытий и оснований на автомобильных дорогах всех категорий во всех дорожно-климатических зонах. Исключается только применение вяжущего из вязкого сланцевого битума и нефтяного гудрона в покрытиях в V дорожно-климатической зоне.

1.3. В тех случаях, когда по условиям строительства требуется применение маловязких битумов марок БНД 130/200, БНД 200/300, они могут быть приготовлены из более вязкого дорожного битума с добавлением к нему 30 - 50 % неокисленного нефтяного гудрона, причем стоимость такого составленного вяжущего будет на 15 - 20 % ниже стоимости дорожного битума, выпускаемого промышленностью.

Высокая стабильность свойств нефтяного гудрона позволяет компенсировать недостаточную стабильность свойств вязкого сланцевого битума и на основе объединения этих материалов в определенном соотношении получать высококачественное вяжущее для дорожного строительства. Добавка древесного или таллового пека к нефтяному гудрону существенно улучшает свойства последнего и позволяет, минуя стадию окисления, использовать составленное вяжущее для приготовления теплого асфальтобетона, в то время как гудрон без добавки пеков не обеспечивает требуемых показателей свойств теплого асфальтобетона.

3.5. Не допускается применять составленные вяжущие для устройства верхних и нижних слоев покрытий внутризаводских дорог и участков дорог, проходящих в пределах населенных пунктов, за исключением вяжущего, состоящего из нефтяных компонентов - битума и гудрона. Полностью исключается применение этих вяжущих на сельскохозяйственных объектах.

2.1. Сухоперегонная древесная смола - маслянистая жидкость темно-коричневого цвета. Ее получают на лесохимических комбинатах в результате пиролиза древесины преимущественно лиственных пород, в том числе древесных отходов и коры. Комбинатами вырабатываются три вида смол: отстойная (ОСТ 81-55-72), обезвоженная и кондиционная (ТУ 81-05-36-73). Отстойная смола наиболее жидкая, имеет вязкость по стандартному вискозиметру С порядка 10 с. Она содержит 7 - 15 % воды, 3 - 5 % низкомолекулярных кислот (типа уксусной) и легколетучие масла. Кондиционная смола имеет наибольшую вязкость - порядка 40 с; не содержит фракций, выкипающих до 125 °С. Обезвоженная смола по вязкости занимает промежуточное положение и содержит 3 - 5 % воды.

2.3. Древесный пек (ОСТ 81-37-72) - остаточный продукт перегонки древесных смол на лесохимических заводах. В его состав входят высокомолекулярные компоненты - смоляные, жирные кислоты, карбоиды и другие вещества. При нормальной температуре это твердое вещество с температурой плавления 40 - 100 ºС.

2.7. Основное назначение перечисленных материалов заключается в использовании их в качестве компонентов составленного вяжущего в целях замены части дефицитного нефтяного вяжущего, а в ряде случаев - и полной замены вязкого нефтяного битума. Кроме того, продукты переработки древесины - сухоперегонная древесная смола, всплывные смоляные масла, древесный и талловый пеки, богатые поверхностно-активными веществами, могут быть использованы для улучшения сцепления битума и гудрона с поверхностью каменных материалов, а широкий диапазон вязкости этих материалов позволяет использовать их в качестве пластификаторов и разжижителей в тех случаях, когда по условиям строительства предусмотрено применение маловязких битумов.

4.1. Сухоперегонные древесные смолы и всплывные смоляные масла должны удовлетворять требованиям по вязкости С и по содержанию воды, приведенным в табл. 4.1. К древесному пеку особых требований не предъявляется. Свойства составленных вяжущих с этими материалами должны соответствовать требованиям стандарта применительно к той марке вязкого битума или медленногустеющего жидкого битума, с которой идентична вязкость составленного вяжущего (глубина проникания иглы при 25 ºС, или С).

2.5. Сланцевые битумы получают при переработке природных горючих сланцев путем окисления сланцевого масла. Как и нефтяные, сланцевые битумы разделяются на жидкие и вязкие. Вязкие сланцевые битумы отличаются от вязких нефтяных битумов несколько увеличенным содержанием высокомолекулярных компонентов (асфальтенов) и значительно меньшим содержанием низкомолекулярных компонентов (масел). Кроме того, в вязких сланцевых битумах содержится значительное количество (до 15 %) соединений фенольного типа. Вязкие сланцевые битумы обладают неустойчивой структурой, свойства их быстро меняются за счет процессов окисления, полимеризации, потери легких фракций, вследствие чего в качестве самостоятельного вяжущего они непригодны для строительства дорожных покрытий.

3.4. В IV дорожно-климатической зоне покрытия из асфальтобетонных смесей и из черного щебня на основе вяжущего из нефтяного гудрона и вязкого сланцевого битума сразу после окончания строительства должны быть закрыты защитным слоем по способу поверхностной обработки.

4.3. Для приготовления асфальтобетона в целях достижения наибольшего технико-экономического эффекта необходимо минимальное содержание таллового пека в составленном вяжущем. Это обусловлено тем, что добавка таллового пека к нефтяному вяжущему способствует улучшению уплотняемости асфальтобетона, что в конечном итоге приводит к общему снижению содержания вяжущего в составе асфальтобетона. Поэтому при наличии ограниченного количества таллового пека его целесообразно использовать для получения максимально возможного объема асфальтобетонной смеси с добавкой таллового пека.

4.9. Гудроны, предназначенные для приготовления составленных вяжущих, должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 4.3. У гудронов, предназначенных для смешивания с вязкими сланцевыми битумами, ограничивается также и верхний предел вязкости при 60 °С, который должен быть не более 300 с.

1.2. Технико-экономическая целесообразность и эффективность использования составленных вяжущих обусловлена прежде всего дефицитом нефтяных вяжущих. Использование составленных вяжущих позволяет увеличить общий объем вяжущих для дорожного строительства. В ряде случаев составленное вяжущее получается более высокого качества по сравнению с нефтяными вяжущими. Асфальтобетон на таком вяжущем обладает лучшей уплотняемостью, меньшей битумоемкостью и улучшенными показателями физико-механических свойств. Такие материалы, как древесный и талловый пеки, вязкий сланцевый битум, позволяют получить на основе нефтяного гудрона, минуя стадию его окисления, составленное вяжущее, обеспечивающее асфальтобетону показатели свойств, предусмотренные стандартом для теплого и даже для горячего асфальтобетона. И, наконец, некоторые компоненты составленного вяжущего дешевле вязкого нефтяного битума, что обеспечивает стоимость составленного вяжущего, не превышающую стоимость нефтяного битума.

4.8. Для приготовления составленных вяжущих должны применяться только высококачественные нефтяные гудроны, получаемые в процессе прямой перегонки нефти. Гудроны, получаемые при других способах переработки нефти, а также содержащие примеси получаемых при этом продуктов, для приготовления составленного вяжущего не пригодны. Внешними признаками низкокачественного гудрона являются коричневатый или зеленовато-коричневатый цвет и резкий неприятный запах. Низкокачественные гудроны не выдерживают испытания на однородность.

3.3. Пригодность различных видов составленных вяжущих для устройства покрытий и оснований тем или иным способом определяется вязкостью составленного вяжущего, которая должна соответствовать требованиям действующих нормативных документов. Вязкость составленного вяжущего зависит от вязкости исходных компонентов и их соотношения (см. табл. 2.1).

2.8. Назначение, вид и содержание компонента составленного вяжущего, добавляемого к нефтяному вяжущему, приведены в табл. 2.1.

Излагаются вопросы приготовления составленных вяжущих и их применения при устройстве дорожных покрытий и оснований. Даются рекомендации по технике безопасности при работе с составленными вяжущими.

«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук В. А. Захаров, А. П. Архипова, И. В. Филиппов (Ленинградский филиал Союздорнии).

4.4. Составленное вяжущее из таллового пека и вязкого нефтяного битума по всем показателям свойств должно соответствовать требованиям ГОСТ 22245-76 «Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия» применительно к той марке битума, в пределах которой находится показатель глубины проникания составленного вяжущего. При объединении таллового пека с нефтяным гудроном предъявляются требования только к исходным компонентам. Пригодность данного вяжущего для приготовления теплого асфальтобетона устанавливается по показателям свойств образцов такого асфальтобетона.

Значение показателей вяжущих с глубиной проникания иглы при 28 °С исходного сланцевого битума (по ГОСТ 1501-73)

4.5. Вязкие сланцевые битумы, используемые для приготовления составленного вяжущего, должны иметь показатель глубины проникания иглы в пределах 100 - 300. Объединяются вязкие слайдовые битумы только с нефтяными гудронами.

2.4. Талловый (сульфатный) пек (ТУ ОП 81-05-84-79) - побочный продукт сульфатно-целлюлозной промышленности, получается как остаток при ректификации таллового масла. При нормальной температуре это твердый или пластичный материал темно-коричневого цвета. Его температура размягчения по КиШ 25 - 45 ºС. Кислотное число 30 - 45 мг/г, число омыления 80 - 100 мг/г. Талловый пек нерастворим в воде, стоек против действия кислот, растворов солей, омыляется щелочью, хорошо растворяется в ароматических углеводородах и других органических растворителях, хорошо смешивается с нефтяным битумом и гудроном.