Битумно-полимерные вяжущие строительного назначения для производства дорожных асфальтобетонов, кровельных и гидроизоляционных материалов Аюпов Дамир Алиевич, младший научный сотрудник кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций Казанский государственный архитектурно-строительный университет Тел., факс (843) ; Авторский коллектив: д.т.н., профессор, зав. кафедрой Хозин В.Г.; к.т.н., профессор Мурафа А.В.; м.н.с. Аюпов Д.А.

Нефтяные битумы жидкие вязкие дорожныестроительные кровельныеспециальные (85%) Общий спрос на битум сегодня оценивается на уровне 102 млн т в год. Из них Россия потребляет 4,39%. В соответствии с Генеральной схемой развития нефтяной отрасли до 2020 г. объем производства битумов на НПЗ в 2020 г. составит 6,64 млн т (рост на 43%), в том числе дорожного – 5,59 млн т, производство битума вне НПЗ – 900 тыс т (рост 26%).

Полимерные модификаторы битумов термопласты (АПП) реактопласты (смолы) эластомеры (каучуки) т ермоэластопласты : а) синтетические (СБС) б) смесевые ТЭП реакционно- способные олиго меры (Элвалой) «+»: повышают температуру размягчения «-»: не улучшают деформативные свойства «+»: хорошо совмещаются с битумом «-»: имеют низкую молекулярную массу и не оказывают комплексного влияния на свойства; в случае отверждения возмож но разделение фаз «+»: оказывают положительное влияние на многие свойства «-»: имеют высокую цену «+»: оказывают положительное влияние на многие свойства «-»: имеют ещё более высокую цену «+»: химически взаимодействуют с битумом, оказывают положительное влияние на многие свойства «-»: имеют цену выше, чем ТЭП «-»: не растворяются Отходы с етчаты х эластомер ов как модификаторы битума: «+»: обладают высокими эластическими свойствами; имеют низкую цену

ежегодный мировой объём образования изношенных автомобильных покрышек - 7 млн т; общемировые запасы изношенных автошин - 39 млн т; годовой прирост объёма изношенных покрышек - 3%; рециклингу подвергается всего 2%. Резина как конструкционный материал ко времени выхода изделий из эксплуатации претерпевает лишь незначительные структурные изменения и является ценным вторичным сырьём, содержащим каучуковое вещество, хорошо сохранившееся в количественном и качественном отношении.

использование целых шин при изготовлении дренажных труб, звукоизолирующих покрытий вдоль автострад, для защиты склонов от эрозии; клумбы, защита дебаркадеров и т.д.; использование целых шин для создания искусственных рифов для повышения биопродуктивности береговой полосы морского побережья; сжигание шин с целью получения энергии, пиролиз в условиях относительно низких температур с получением лёгкого дистиллята, твёрдого топлива, близкого по свойствам к древесному углю, и металла; переработка шин в резиновую крошку и порошок для изготовления резиновых смесей и изделий; получение регенерата для производства резиновых смесей и резинобитумных композиций. Способы утилизации автомобильных шин:

Производители использованной нами резиновой крошки: ООО «ИдеяШинТоргПереработка», г. Лениногорск ЗАО «Кварт», г. Казань Отличие от применяемых резиновых модификаторов битумов: БИТРЭК и УНИРЕМ – в «чужих» технологиях резиновая крошка остаётся вулканизованной, а значит не растворяется в битуме. В нашем случае: растворяется более 90% резиновой крошки; основная цепь каучука сохраняется более, чем на 60%.

Основные свойства битумполимерных вяжущих п/п Состав, м.ч.Т р, °С П 25, 0.1 мм П 0, 0.1 мм Д 25, см Д 0, см Э, % Г, Ø 5 см, °С Т хр, °С Т вс, °С Адгезия к минерал. части 1БНД 90/ Образец 2 2БНД 90/ , РК – 20, девулк. агент – 0, , Образец 1 3БНД 90/ , Элвалой – 1, , Образец 1

Основные свойства асфальтобетонов Свойства Вяжущее R сж20, МПа R сж0, МПа R сж50, МПаВодо- стой- кость БНД 90/1303,17,701,00,94 БНД 90/ , РК – 20, девулк. агент – 0,1 5,748,781,830,96 БНД 90/130–100, Элвалой-14,188,331,390,96 Требования по ГОСТ , * 1,1-1,6 * 0,85- 0,95 * Количество вяжущего во всех составах равнялось 7,5 % от массы минеральной части АБС * - в зависимости от дорожно-климатической зоны

1 – ёмкость битума; 2 – аккумулятор битума; 3 – вакуумный реактор; 4 – склад РК; 5 – ёмкость с РК; 6 – склад ДА.

Экономическая целесообразность применения предлагаемых композиций определяется низкой стоимостью отходов-модификаторов по сравнению с целевыми полимерными добавками : цена резиновой крошки – 15 руб/кг ; цена Элвалоя – 280 руб/кг. Э кономический эффект по сравнению с модифицированной Элвало ем (1,5 %) композицией составляет на 1т вяжущего: для битумов, модифицированных де структ атом РК (20%) – 1200 руб. Экологический эффект разработанных технологий определяется способностью к утилизации отходов одной тонны полученного оптимального состава вяжущего: для композиций с девулканизованной резиновой крошкой – 200 кг.

Преимущества разработанных вяжущих перед аналогами (например, композицией битум+Элвалой): 1.Расширенный температурный интервал эксплуатации: Тр=76 °С, Тхр=-35 °С. 2.Высокая эластичность (более 80%). 3.Меньшее (в 7 раз) время приготовления, относительно композиций с Элвалоем. 4.Меньшая стоимость. 5.Экологический эффект.

Состояние работ по проекту: выполнена основная часть НИОКР, подобраны составы и рецептура, изготовлены лабораторные образцы битум- полимерных вяжущих и асфальтобетонов, получено положительное решение по заявке на патент от Асфальтобетонные заводы, заводы-производители битумных и битумполимерных кровельных и гидроизоляционных материалов, антикоррозионных и герметизирующих мастик могут являться как потребителями технологии, так и потребителями продукции.

Этапы, необходимые для внедрения проекта э т а п а Содержание работ по этапуДлитель ность этапа Стоимость реализации этапа, тыс.руб. Исполнители, соисполнители и организации, ведущие проект 1.Приобретение и наладка лабораторного оборудования для получения битумполимерных вяжущих (термостат Daihan) 3 мес КГАСУ, каф. ТСМИК зав. каф проф. Хозин В.Г. ООО «Нанотех- СМ» 2.Лабораторно- технологические испытания по отработке составов и технологических режимов для получения битумполимерных вяжущих 6 мес. 3.Поставка технологического оборудования 7 мес. 4.Монтаж и пуско-наладка8 мес.

Спасибо за внимание