Битум – это асфальтоподобный материал, полученный искусственным образом. Является итоговым продуктом переработки натуральных битумов, остатков после обработки угля, нефти, сланцевых смол и торфяных экстрактов.
В России доля потребления модифицированного битума в дорожном строительстве едва дотягивает до 5%. Для сравнения, в Европе этот показатель равен 20%, в США — 15% (в дорогом нашему сердцу штате Аляска — 50%). Доля ПБВ в общем объеме потребления битумов растет, но не теми темпами, как хотелось бы. Мешает запутанная нормативная база (одних ГОСТов накопилось штук 15) и процедура экспертной оценки, где основным показателем годности проекта является его цена.
Применение различных модификаторов в производстве битума позволяет улучшить его качество и получить продукт с заданными параметрами, отвечающими климатическим и транспортным нагрузкам конкретного региона. Полимерные модифицированные битумы — важная составляющая задачи развития автодорожной сети в России.
Использование полимер - модифицированного битума (ПМБ) или полимер- битумного вяжущего (ПБВ) растет во всем мире.
Использование ПМБ существенно увеличивает срок службы дорог в регионах с большим перепадом температур и повышенной нагрузкой на дороги. Для приготовления ПМБ используются установки установки модификации битумов.
Модифицированный битум с повышенными технологическими характеристиками по теплостойкости, морозостойкости и др. изготавливают из дорожного, строительного и других видов битума с использованием полимерных добавок - термоэластопластов.
Модифицированные битумы получают добавлением в обычные битумы определенных веществ:
- Полимеры (полиэтилен, полипропилен, этиленвинилацетат).
- Резиновая крошка.
- Каучуки (полибутадиеновый, натуральный, хлоропреновый, бутилкаучук).
- Термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры, блоксополимеры стирол-бутадиен-стирол).
- Органомарганцевые команды.
- Адгезионный добавки.
- Синтетические или природные смолы.
- Неорганические соли (хлорид марганца).
- Природные асфальты и асфальты.
- Природные воски и парафины.
- Ароматизаторы для битума.
Битумы, улучшенные добавками полимеров, называют полимерно-битумными вяжущими (ПБВ). Битумы с добавками каучуков называют битумно-каучуковыми вяжущими (БКВ). Битумы с добавкой резиновой крошки — резинобитумными вяжущими (РБВ). Сера и ее различные соединения применяются для нормальной стабилизации полимерно-битумной смеси.
Технология изготовления модифицированного битума:
Исходные материалы вводятся в установку раздельно. Битум нагревается в котлах или в постоянном течении через теплообменник до температуры около 180оС и закачивается в один из смесителей установки до расчетного уровня. Полимер, поступающий в мешках, загружается из мешков в смеситель. Одновременно в тот же смеситель загружается пластификатор.Установка позволяет готовить модифицированный битум как с пластификатором, так и без него. В ряде случаем одно или несколько ароматических масел вместе с адгезионными реагентами может быть введено в битум для улучшения свойств конечного ПМБ.Дозировка всех жидкостей осуществляется расходомерами. Актуальное значение регистрируется системой управления и автоматически регулируется в соответствии с заданным рецептом. Полимеры вводятся посредством автоматизированной весовой системы дозирования. Она состоит из весов расположенных ра тензодатчиках. Тензодатчики соединены с компьютером, к который управляет дозировкой полимеров. Точность системы очень высокая. Смешение компонентов происходит в смесителе 1 при одновременной работе мешалки смесителя и рециркуляции массы, организуемой с помощью коллоидной мельницы. В мельнице полимерный гранулят дробится на мелкие частицы и эффективно вмешивается в битум. Далее компоненты через коллоидную мельницу поступают в смеситель 2.
Смеситель 2 оснащен своей насосной станцией. После окончания смешения с помощью насосной станции производится перекачка готовой массы в битумные котлы для готовой продукции или в смеситель 3 для производства битумной мастики. Смесь ПМБ должна выстояться 60 минут, чтобы произошло набухание гранулята. Из хранилища модифицированный битум подается на собственное производство асфальтобетона или сторонним потребителям. Мастика может заливаться непосредственно в заливщик или расфасовываться в тару для хранения в виде брикетов. Смесители работают периодически и параллельно.Загрузка сыпучих компонентов производится вручную, через загрузочные отверстия в емкостях. Качество модифицированного битума проверяется визуально, а также анализом взятой пробы в аналитической лаборатории на пенетрацию, КиШ, эластичность, растяжимость и другие показатели в соответствии с ГОСТом. Проба отбирается с помощью крана установленного на рециркуляционном трубопроводе, либо непосредственно из смесителя, либо из емкости с готовой продукцией.
Сегмент ПМБ (модифицированных полимерных битумов) доминировал на рынке битумов в последние годы. Ожидается, что ПМБ также получит значительный прирост в течение прогнозируемого периода (2018−2019 гг.) благодаря его преимуществам: высокой пористости, высокой устойчивости к скольжению и низкому уровню шума.На мировом рынке битумов наблюдается тенденция повышения доли использования ПМБ. Коммерческое использование модифицированных битумов растет, наибольшими темпами — в развивающихся странах.Объем мирового рынка модифицированных битумов (ПМБ) оценивался в 7,67 млрд долл. США в 2014 году. При этом прогнозировался рост рынка следующие семь лет из-за растущего спроса со стороны различных прикладных отраслей, включая дорожное строительство, кровельные покрытия, клеи. Россия практически не представлена на мировом рынке битумных продуктов. В 2017 году в небольших объемах ПБВ экспортировался в Перу, Чили, Монголию, Бразилию, Казахстан. Импорт ПБВ в Россию осуществлялся из Японии (43,3% от всего объема в натуральном выражении), Германии и Китая.
Объем российского рынка полимерно-битумных вяжущих ежегодно растет. На 2013 год он оценивался в 170 тыс. тонн. Прирост по отношению к 2012 году тогда составил 75%. Доля потребления ПБВ от всего объема битумов была равна 3,3%. Для сравнения, доля потребления ПБВ от всего объема битумов в Европе – 20%, на Аляске – 50%, в США в целом – 15%. Для модификации битума в Европе чаще всего используется стирол-бутадиен-стирол. Полимер вводится в виде твердого вещества (гранул или порошка), а также в виде жидкости (эмульсии или раствора). Впервые для модификации дорожного битума термоэластопласт типа СБС использовала компания «SHELL» в 1960 году.В РФ наблюдается такая же тенденция: наиболее часто ПБВ получают на основе стирол-бутадиен-стирола. ПБВ на основе СБС — единственное модифицированное вяжущее, для которого в РФ разработан ГОСТ. К данному модифицированному вяжущему требования регламентированы ГОСТ Р 52 056, применение узаконено ГОСТ 9128, ГОСТ 31 015 и ГОСТ Р 54 401, внесение в проектные решения — СНиП 2.05.-02−85
По мнению специалистов, модифицированный битум должен и будет активно внедряться в дорожное строительство. Инжиниринговый центр готов приложить максимум усилий к тому, чтобы через пару десятков лет о проблеме плохих дорог никто и не вспомнил — для заинтересованных компаний мы готовы разработать технико-экономическое обоснование на производство модифицированных битумов, обеспечить процесс испытаний и при необходимости — сопровождать процесс организации производства и трансфера соответствующих технологий.
В статье используются материалы из следующих источников: http://recn.ru/bitum-xarakteristiki-i-primenenie https://neftegaz.ru/science/booty/331940-tekhnologiya-proizvodstva-polimer-modifitsirovannogo-bituma/ https://ect-center.com/blog/bytum_2