Полимербитумное вяжущее с этилсиликатами и латексами

Количество добавок латексов к битуму было определено введением от 2 до 10 % с интервалом 2 % (по сухому остатку). Этот диапазон добавок выбран исходя из учета стоимости латексов. При введении их более 10 % стоимость композиций может вырасти в 5-6 раз. Кроме того, введение каучуков в виде латексов в количестве более 10-12 %, как показала практика, очень затруднено. Энергоемкость смесительного оборудования, время выпаривания воды из сплава, трудность поддерживания нужного температурного режима значительно возрастают. Для приготовления битумно-латексных сплавов определен один технологический режим: температура битума и сплава не выше 150 °С; введение латексов порционное. Время введения латекса пропорционально процентному содержанию каучука в сплаве, время прогрева сплава - 30 минут.

Как видно из табл. 3.8, увеличение содержания латексов приводит к повышению теплостойкости и снижению температуры хрупкости ПБВ. Прочность сцепления с бетоном уменьшается, а водопогло- щение растет при увеличении добавок латексов. Из дальнейших исследований латексы СК-18М и СКН-26М были исключены в связи с тем, что они, обладая свойством маслобензостойкости, плохо совмещаются с битумом и незначительно расширяют интервал их работоспособности.

Для уменьшения водопоглощения, увеличения адгезии и снижения хрупкости в битумно-латексное вяжущее вводились этилси- ликаты.

На основании микроскопических исследований (рис. 2.9, 6) установлено, что структура ПБВ с этилсиликатами и латексами получается неоднородной, грубодисперсной. С целью получения более однородных смесей изменяли технологию введения этих добавок в битум. Приготовление образцов ПБВ проводилось по 3-м способам:

  • 1- й способ: в выпаренный, но нагретый до температуры 110-120 °С битум постепенно вводили расчетное количество этилси- ликата, смесь тщательно перемешивали и выдерживали при этой температуре в течение 15-20 мин. Затем в пластифицированный таким образом битум вводили расчетное количество латекса и смесь выдерживали при 110-120 °С до полного удаления воды из сплава, т. е. до прекращения пенообразования;
  • 2- й способ: в нагретый до температуры 140-160 °С битум при тщательном перемешивании постепенно вводили необходимое количество латекса. Нагрев проводили до полного удаления воды из сплава. Затем смесь охлаждали до температуры 110-120 °С и в нее вводили расчетное количество этилсиликата, выдерживая в течение 15-20 мин;
  • 3- й способ: на высокооборотной мешалке готовили совместную эмульсию латекса и этилсиликата. Затем эмульсию вводили в нагретый до температуры 110-120 °С битум. Нагрев производили до полного удаления воды из сплава.

Отработка технологии введения латексов и этилсиликатов проводилась на латексе СКД-1, ЭТС-32 и ЭТС-40. Результаты исследований по этим трем способам приведены в табл. 3.9. Как видно из таблицы, при введении латекса и ЭТС-32 более 1 % по первому способу состав получается неоднородным. Это происходит, по-видимому, вследствие того, что имеющийся в битуме этилсиликат реагирует с водой латекса, гидролизуется и образует комочки геля кремниевой кислоты, которые придают составу неоднородность.

Причем составы с ЭТС-40 более однородные и менее вязкие, чем с ЭТС-32, но более хрупкие. Это объясняется тем, что ЭТС-32 обладает большой вяжущей способностью и быстрее вступает в реакцию гидролиза, чем ЭТС-40. При втором и третьем способах введения составы получаются более однородными, но при третьем способе более хрупкими. Поэтому приготовление битумно-латексно-этилсиликат- ных смесей проводили по второму способу. В случае применения более вязкого битума БН 70/30 однородность составов увеличивалась.

Свойства ПБВ на основе битума БНД 60/90 и латексов

Марка латекса

Количество латекса, % (по сухому остатку)

Температура размягчения по КиШ,

°С

Пенетрация, ° П, при 25 ° С

Адгезия, МПа

Водопоглощение под вакуумом, % мае.

Температура хрупкости по Фраасу, °С

СКМС-10К

2

53,2

31,0

0,27

0,38

- 15,3

4

64,2

37,0

0,12

0,40

- 18,7

6

73,2

44,0

0,10

0,62

- 19,7

8

75,2

47,0

0,06

0,72

-22,8

СКН-18М

2

48,2

45,0

0,18

0,32

- 16,3

4

53,1

27,5

0,16

0,38

-20,0

6

57,7

19,6

0,15

0,60

-21,5

8

58,7

54,0

0,13

0,80

-22,3

10

59,2

62,5

0,12

0,90

-25,3

СКН-26М

2

48,5

62,0

0,16

0,26

- 16,5

4

43,1

42,8

0,15

0,40

-22,0

6

48,7

41,0

0,13

0,61

-23,0

8

52,0

50,5

0,12

0,75

-23,8

10

56,2

60,3

0,10

0,82

-25,6

скд-1

2

47,2

48,6

0,30

0,38

-17,5

4

52,3

40,3

0,25

0,46

-26,3

6

63,0

35,7

0,21

0,54

-30,6

10

73,0

29,6

0,11

0,82

-31,5

Свойства ПБВ с латексом СКД—I и этилсиликатами

Номер

состава

Способ

введения

Марка

битума

Количество

ЭТС-32,

%

Количество ЭТС- 40, %

Количество латекса СКД-1,

%

Температура размягчения по КиШ,

°С

Пенетра- ция при 25°С, мм-10'1

Адгезия,

МПа

Водопоглоще- ние под вакуумом,

% мае.

Температура хрупкости по Фраасу, °С

1

1

БНД

60/90

1

1

56,3

85,5

0,12

0,42

-21,2

2

1

БНД

60/90

2

2

66,3

112,0

0,07

0,20

Пластики

неровные

3

1

БНД

60/90

5

5

78,3

36,0

0,08

0,29

Пластики

неровные

4

2

БН 70/30

2

-

2

82,3

8,2

0,03

0,27

-14,0

5

1

БНД

60/90

1

1

54,3

54,3

0,08

0,26

-17,0

6

1

БНД

60/90

2

2

55,3

82,0

0,21

0,19

Пластики

неровные

7

1

БНД

60/90

5

5

66,3

81,0

0,23

0,39

Пластики

неровные

8

2

БНД

60/90

2

2

53,0

82,0

0,14

0,30

-25,7

9

2

БН 70/30

-

2

2

79,7

10,4

0,04

0,40

-15,0

10

2

БН 70/30

6

3

84,3

13,3

0,21

0,28

Пластики

неровные

11

3

БНД

60/90

2

2

52,7

82,0

0,12

0,36

-20,6

Исследование составов, полученных при совместном введении ЭТС-32 и латексов, проводилось при помощи планирования эксперимента. При этом применялся метод полного 2-факторного планирования эксперимента. По итогам опытов и в соответствии с матрицей планирования были подсчитаны коэффициенты при переменных. После проверки результатов на воспроизводимость и значимость коэффициентов при 95 %-ном уровне достоверности были получены следующие адекватные уравнения регрессии:

а) для температуры размягчения:

б) для пенетрации при 25 °С:

в) для пенетрации при О °С:

г) для растяжимости при +25 °С:

где Х - дозировка латекса в % мае.; Х2 - дозировка ЭТС-32 в % мае.

Как видно из уравнений регрессий, добавка латекса приводит к увеличению температуры размягчения, пенетрации и снижению растяжимости битумов.

Добавка этилсиликатов в присутствии латексов ведет к росту температуры размягчения, пенетрации; растяжимость при этом изменяется незначительно. Таким образом, совместное введение в битум латексов и этилсиликатов не дает положительного эффекта: температура хрупкости не ниже (- 25) °С; показатели по адгезии составляют не более 0,2 МПа; растяжимость уменьшается. Причина этого, по- видимому, заключается в том, что этилсиликат быстро гидролизуется водой латекса, в результате чего структура ПБВ получается грубодисперсной, неоднородной.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >