ХІМІЧНЕ МОДИФІКУВАННЯ ДОРОЖНІХ НАФТОВИХ БІТУМІВ МАЛЕЇНОВИМ АНГІДРИДОМ І ПОЛІЕТИЛЕНГЛІКОЛЯМИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.03

Ключові слова:

дорожній бітум, хімічне модифікування, малеїновий ангідрид, поліетиленгліколь

Анотація

При виробництві і застосуванні дорожніх бітумів виникає ряд проблем. Одна з них – це незадовільні експлуатаційні характеристики, в основному теплостійкість, еластичність та адгезія між в’яжучим та заповнювачем. При збільшенні інтенсивності дорожнього руху, зростанні обсягів великовантажних перевезень, маси автомобілів, разом із впливом на  конструкцію погодно-кліматичних факторів це призводить до руйнування дорожнього покриття. У роботі описано результати з вивчення процесу хімічного модифікування дорожніх нафтових бітумів малеїновим ангідридом і поліетиленгліколями (ПЕГ) з одержанням бітум-полімерних сумішей, які окрім хорошої теплостійкості також володіють високою еластичністю. При модифікуванні дорожнього бітуму малеїновим ангідридом, останній виступає певною звужуючою ланкою, яка містить з одного боку подвійний зв'язок, що взаємодіє із бітумом, а з іншого боку ангідридну групу, яка може взаємодіяти із різними полімерами, що містять функційні групи (гідроксильну, епоксидну та інші). Далі, додаючи до малеїнізованого бітуму (бітуму, модифікованого малеїновим ангідридом) полімер, одержаним бітум-полімерним сумішам можна надавати різних властивостей (теплостійкості, еластичності, адгезійності та інших). Дешевими полімерами, який здатний по гідроксильній групі взаємодіяти з ангідридною групою малеїнового ангідриду в бітумі є поліетиленгліколі. Встановлено, що характер впливу малеїнового ангідриду і малеїнового ангідриду разом з ПЕГ на теплостійкі характеристики  бітуму є однаковий незалежно від умов модифікування. Отримані БПС, порівняно з вихідним бітумом, характеризуються вищою температурою розм’якшення, нижчою пенетрацією і дуктильністю. Температура крихкості не стрімко, але зростає. Вплив використовуваних модифікаторів на еластичність  бітуму є суттєвим і залежить від умов модифікування. Встановлено, що оптимальним ПЕГ для модифікування малеїнізованого бітуму, з позиції забезпечення хорошої еластичності бітуму, є ПЕГ 2000.

Біографії авторів

Володимир Мирославович Гунька , Національний університет «Львівська  політехніка»

Кандидат технічних наук, Національний університет «Львівська  політехніка», доцент кафедри хімічної технології переробки нафти та газу

Михайло Миколайович Братичак, Національний університет «Львівська  політехніка»

Доктор хімічних наук, Національний університет «Львівська  політехніка», професор кафедри хімічної технології переробки нафти та газу

Юрій Миколайович Гринчук, Національний університет «Львівська  політехніка»

Кандидат технічних наук, Національний університет «Львівська  політехніка», доцент кафедри фізичної, аналітичної та загальної хімії

Юрій Володимирович Присяжний, Національний університет «Львівська  політехніка»

Кандидат технічних наук, Національний університет «Львівська  політехніка», доцент кафедри хімічної технології переробки нафти та газу

Юрій Володимирович Сідун, Національний університет «Львівська  політехніка»

Кандидат технічних наук, Національний університет «Львівська  політехніка», доцент кафедри автомобільних доріг та мостів

Юрій Ярославович Демчук, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор філософії, Національний університет «Львівська політехніка», асистент кафедри хімічної технології переробки нафти та газу

Посилання

Anupam K., Akinmade D., Kasbergen C., Erkens S., & Adebiyi, F. A state-of-the-art review of Natural bitumen in pavement: Underlining challenges and the way forward. Journal of Cleaner Production. 2022, 134957. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134957

Gautam P. K., Kalla P., Jethoo A. S., Agrawal R., & Singh H. Sustainable use of waste in flexible pavement: A review. Construction and Building Materials. 2018, № 180, P. 239-253. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.067

Revuelta M. B. Construction Materials: Geology, Production and Applications. Springer Nature, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-65207-4

Johan Philip Pfeiffer. The Properties of Asphaltic Bitumen: With Reference to Its Technical Applications. Literary Licensing, LLC, 2013, 300 p.

Solodkyi S.Io. Dorozhni odiagy. Vydavnytstvo Lvivskoii politehniky, 2020, 220 p.

Michele Porto, Paolino Caputo, Valeria Loise, Shahin Eskandarsefat, Bagdat Teltayev and Cesare Oliviero Rossi. Bitumen and Bitumen Modification: A Review on Latest Advances. Applied Sciences. 2019, №9, Р. 742. https://doi.org/10.3390/app9040742

Volodymyr Gunka, Yuriy Prysiazhnyi, Yurii Hrynchuk, Iurii Sidun, Yuriy Demchuk,Volodymyr Bidos, Volodymyr Reutskyy and Michael Bratychak. Іnvestigation of the process of modification of petroleum road bitumen by maleic anhydride. Theory and Building Practice, 2021, Vol. 3, №2. р. 39-45. https://doi.org/10.23939/jtbp2021.02.039

Volodymyr Gunka, Yuriy Prysiazhnyi, Yurii Hrynchuk,Yurii Sidun, Yurii Demchuk, Olena Shyshchak, Michael Bratychak. Production of Bitumen Modified with Low-Molecular Organic Compounds from Petroleum Residues. 2. Bitumen Modified with Maleic Anhydride // Chemistry and Chemical Technology, 2021, Vol. 15, №3, p. 443–449. https://doi.org/10.23939/chcht15.03.443

DSTU 9116:2021. Bitum ta bitumni viazhuchi. Bitumy dorozhni, modyfikovani polimeramy. Tehnichni umovy. 2021.

DSTU EN 1426:2018. Bitum ta bitumni viazhuchi. Vyznachennia glybyny pronyknennia golky (penetracii) (EN 1426:2015, IDT), 2018.

DSTU EN 1427:2018. Bitum ta bitumni viazhuchi. Vyznachennia temperatury rozmiakshenosti za metodom kilcia i kuli (EN 1427:2015, IDT), 2018.

DSTU 8825:2019. Bitum ta bitumni viazhuchi. Vyznachennia roztiazhnosti, 2019.

DSTU EN 12593:2018. Bitum ta bitumni viazhuchi. Vyznachennia temperatury kryhkosti za metodom Fraasa (EN 12593:2015, IDT), 2018.

DSTU EN 13398:2018. Bitum ta bitumni viazhuchi. Metod vyznachennia elastychnosti (EN 13398:2017, IDT), 2018.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-15