Study into the effect of plasticizer nature on the properties of polymer-bitumen compositions via fluorescence microscopy

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The paper studies how the nature of the plasticizer affects the properties of polymer-bitumen compositions using the fluorescence microscopy. The current petroleum road bitumen used for the construction of road, bridge, and airfield pavements does not meet the requirements for cracking/heat resistance, elasticity, and adhesion to the mineral material surface. Pavement performance characteristics can be significantly improved by introducing thermoplastic elastomers, plasticizers, and surfactants into the composition of petroleum road bitumen. The best results were obtained when using a block copolymer of styrene and butadiene, industrial oil, and cationic surfactant on the basis of polyaminoamides and polyaminoimidazolines. The choice of industrial oil as a plasticizer is attributed to its good compatibility with bitumen and polymer, as well as its high flash point (200 °С). The content of paraffin-naphthenic hydrocarbons in industrial oil is over 70%. Although industrial oil is produced in large quantities, an acute shortage of this petrochemical product is observed due to its wide application; thus, intensive studies are underway to replace industrial oil in the composition of the polymer-bitumen binder. It is proposed to use heavy gas oil produced via catalytic cracking and delayed coking, heavy pyrolysis tar, solvent-extracted oil, and tall oil as plasticizers in the creation of the polymer-bitumen binder. In this connection, the effect of proposed plasticizers on the colloidal structure of the polymer-bitumen binder was studied using the method of fluorescence microscopy. Initial polymer-bitumen binders were produced at ANHK (Angarsk) according to GOST R 52056-2003 Polymer-Bitumen Road Binders Based on Styrene-Butadiene-Styrene-Type Block Polymers. The group composition of the plasticizers under study was determined. It was shown that in order to obtain a polymer-bitumen binder resistant to stratification, plasticizers having a content of aromatic compounds of over 60% are required.

Авторлар туралы

A. Lukin

Irkutsk National Research Technical University

Email: lukin3095@yandex.ru

R. Zhitov

LLC “Baikal bitumen terminal”

Email: zhitov@rambler.ru

V. Bayandin

Irkutsk National Research Technical University

Email: bayandinvv@yandex.ru

N. Shaglaeva

Irkutsk National Research Technical University

Email: shaglaevans@yandex.ru

Әдебиет тізімі

  1. Гохман Л. М. Полимерно-битумные вяжущие материалы на основе СБС для дорожного строительства. М.: Информавтодор, 2002. 110 с.
  2. Airey G. D. Fundamental binder and practical mixture evaluation of polymer modified bituminous materials // International Journal of Pavement Engineering. 2004. Vol. 5, no. 3. P. 137-151. https://doi.10.1080/10298430412331314146.
  3. Polacco G. A review of the fundamentals of polymer-modified asphalts: asphalt/polymer interactions and principles of compatibility advances in colloid and interface science // Advances in Colloid and Interface Science. 2015. Vol. 224. P. 72-112. https://doi.10.1016/j.cis.2015.07.010.
  4. Gogoi R., Biligiri K. P., Das N. C. Performance prediction analyses of styrenebutadiene rubber and crumb rubber materials in asphalt road applications // Materials and Structures. 2016. Vol. 49, no. 9. P. 3479-3493. https://doi.10.1617/s11527-015-0733-0.
  5. Karger-Kocsis J., Meszaros L., Barany T. Ground tyre rubber (GTR) in thermoplastics, thermosets, and rubbers // Journal of Materials Science. 2013. Vol. 48, no. 1. P. 1-38. https://doi.10.1007/s10853-012-6564-2.
  6. Alonso S., Medina-Torres L., Zitzumbo R., Avalos F. Rheology of asphalt and styrene-butadiene blends // Journal of Materials Science. 2010. Vol. 45, no. 10. P. 2591-2597. https://doi.10.1007/s10853-010-4230-0.
  7. Diab A. Studying viscosity of asphalt binders and effect of varied production temperatures on engineering properties of hot mix asphalt mixtures // Canadian Journal of Civil Engineering. 2016. Vol. 44, no. 1. P. 1-9. https://doi.org/10.1139/cjce-2016-0383.
  8. Zhang F., Yu J., Wu S. Effect of ageing on rheological properties of storage-stable SBS/sulfur-modified asphalts // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 182, no. 1-3. P. 507-517. https://doi.10.1016/j.jhazmat.2010.06.061.
  9. Airey G. D. Rheological properties of styrene butadiene styrene polymer modified road bitumens // Fuel. 2003. Vol. 82, no. 14. P. 1709-1719. https://doi.10.1016/S0016-2361(03)00146-7.
  10. Гохман Л. М., Гавриленко О. В. Влияние эластичности вяжущих на усталостную прочность полимерасфальтобетона // Наука и техника в дорожной отрасли. 2011. Т. 59. N4. С. 21-25.
  11. Тюкилина П. М., Гуреев А. А. Закономерности влияния состава пластификатора на эластичность и когезионную прочность полимерно-битумных вяжущих // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2018. N2. C. 12-16.
  12. Гохман Л. М. Выбор полимера и приготовление ПБВ // Автомобильные дороги. 2016. N2. С. 55-61.
  13. Петров К. Р., Дауров З. С., Тихонов Р. С. Проблемы и способы устройства дорожных покрытий на слабых основаниях // Форум молодых ученых. 2017. Т. 16. N12. С. 1448-1452.
  14. Беляев П. С., Полушкин Д. Л., Макеев П. В., Фролов В. А. Модификация нефтяных дорожных битумов полимерными материалами для получения асфальтобетонных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2016. Т. 22. N2. С. 264-271. https://doi.10.17277/vestnik.2016.02.pp.264-271.
  15. Plewa A., Belyaev P. S., Andrianov K. A., Zubkov A. F., Frolov V. A. The effect of modifying additives on the consistency and properties of bitumen binders // Advanced Materials & Technologies. 2016. No. 4. P. 35-40. https://doi.10.17277/amt.2016.04.pp.035-040.
  16. Polacco G., Stastna J., Biondi D., Antonelli F., Vlachovicova Z., Zanzotto L. Rheologe of asphalts modified with glycidylmethacrylata functionalized polymers // Journal of Colloid and Interface Science. 2004. Vol. 280, no. 2. P. 366-373. https://doi.10.1016/j.jcis.2004.08.043.
  17. Abdullah M. E., Zamhari K. A., Shamshudin M. K., Mohd Rosli H., Idham M. K. Rheological properties of asphalt binder modified with chemical warm asphalt additive // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 671. P. 1692-1699. https://doi.10.4028/www.scientific.net/amr.671-674.1692.
  18. Евдокимова Н. Г., Егорова Н. А., Султанова Д. П., Куннакулова Э. М., Сережкина Н. Г. Формирование золь-гелевой наноструктуры дорожных битумов методом подбора группового химического состава // Нанотехнологии в строительстве. 2019. Т. 11. N5. С. 512-525. https://doi.10.15828/2075-8545-2019-11-5-512-525.
  19. Высоцкая М. А., Кузнецов Д. А., Литовченко Д. П., Барковский Д. В., Ширяев А. О. Пластификатор при производстве полимерно-битумных вяжущих — как необходимость // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2019. N5. С. 16-22. https://doi.10.34031/article_5cd6df466bb9e0.32764094.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».