Вплив компаундування бітумних в’яжучих на властивості литих емульсійно-мінеральних сумішей
DOI:
https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2025-14(24)-37Ключові слова:
коумпандування, легка та важка нафти, кислий гудрон, бітумні емульсії, цемент, литі емульсійно-мінеральні суміші.Анотація
Розглянута можливість використання компаундованих бітумних в’яжучих для виготовлення катіонних бітумних емульсій, як компонета в литих емульсійно-мінеральних сумішах. Компаундування проводили шляхом змішування взятого за базовий бітум 70/100 компанії PKN Orlen виготовленого із легкої нафти з дистиляційними бітумами марок 70/100 та 100/150 компанії Nynas (Швеція), виготовлених із важкої нафти. Також базовий бітум змішували із попередньо підготовленим кислим гудроном (с. Грибовичі, Львівська область). В роботі дослідили властивості кислого гудрону і основні фізико-механічні властивості компаундованих в’яжучих і їх кислотні числа. Для виготовлення катіонних бітумних емульсій використали компаундовані та не компаундовані в’яжучі для порівняння. Також у склад бітумної емульсії включали катіонактивний емульгатор (на основі амінів), соляну кислоту та питну воду. Емульсію виготовляли за допомогою лабораторної бітумно-емульсійної установки по типу колоїдного млина. Литі емульсійно-мінеральні суміші виготовляли на основі емульсійних в’яжучих, питної води, портландцементу марки ПЦ ІІ/А-Ш-400 та регулятору розпаду у вигляді 10% мас. розчину емульгатора (що був використаний для виготовлення катіонних бітумних емульсій). Литі емульсійно-мінеральні суміші випробували за показниками розпаду суміші, втрати матеріалу під час вологого абразивного зносу та показниками когезійної міцності, а саме: початок набору когезійної міцності, експрес показник формування суміші та характерів руйнування NS та SS (що дозволяють встановити відкриття руху транспорту з обмеженнями і без обмежень відповідно). В роботі доведено, що ефективними варіантами компаундування є співвідношення дистиляційного бітуму з важкої нафти до бітуму з легкої нафти у пропорції 50 % мас. на 50 % мас. та додавання до бітуму з легкої нафти 10-15 % мас. кислого гудрону.
Завантажити
Посилання
1. ДСТУ EN 12597:2018 Бітум та бітумні в`яжучі. Словник термінів (EN 12597:2014, IDT)
2. ДСТУ 4044:2019 Бітуми нафтові дорожні в’язкі. Технічні умови
3. Asphalt Institute and Eurobitume. (2015). The bitumen industry – a global perspective: production, chemistry, use, specification, and occupational exposure. Third edition.
4. Błażejowski, K. & Wójcik-Wiśniewska, M. (2017). Bitumen Handbook. Poland: ORLEN Asfalt. https://asfalt.orlen.pl
5. Revuelta, M. B. (2021). Construction Materials: Geology, Production and Applications. Springer Nature. https://doi.org/10.1007/978-3-030-65207-4
6. Гунька В. М. (2024) Основи технологій хімічного модифікування нафтових залишків і бітумів: дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук : 05.17.07 – хімічна технологія палива та паливно-мастильних матеріалів Національний університет «Львівська політехніка», 451 с. https://uacademic.info
7. Золотарьов В.О., Пиріг Я.І, Галкін А.В, Кудрявцева-Вальдес С.В. (2010) Порівняльне дослідження властивостей окиснених і залишкових бітумів Автошляховик України, 4, 32‑37.
8. Grynyshyn, Oleg & Donchenko, Myroslava & Khlibyshyn, Yuriy & Poliak, Olha. (2021). Investigation of Petroleum Bitumen Resistance to Aging. Chemistry & Chemical Technology, 15, 438-442. 10.23939/chcht15.03.438
9. Копинець, І. В. (2021). Підвищення довговічності асфальтобетонного покриття шляхом зменшення технологічного старіння бітумів. Кандидатська дисертація, Національний транспортний університет. 188 с https://uacademic.info/download/file/0421U102035/Kopynets_dis.pdf
10. Маляр, В. В., Повзун, О. І. (2025). Груповий склад бітумів як основа їх температурних властивостей. Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету, 108, 244-244. https://dspace.khadi.kharkov.ua
11. Кіщинський, С. В., Копинець, І. В. (2015). Підвищення стійкості окислених бітумів до старіння шляхом їх компаундування з дистиляційними бітумами. Автошляховик України, 5 , 50-52. http://diser.ntu.edu.ua/
12. Teltayev, Bagdat, Radovskiy, Boris, Seilkhanov, T. , Oliviero, Cesare & Amirbayev, Erik. (2022). Low and high temperature characteristics of compounded and modified bitumens. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 648. 129308. 10.1016/j.colsurfa.2022.129308. https://www.sciencedirect.com
13. Teltayev, B., Seilkhanov, T., Oliviero Rossi, C., Amirbayev, Y., & Begaliyeva, S. (2021). Low Temperature Resistance Increase for Bitumen by Compounding with Tar. Applied Sciences, 11(18), 8579. https://doi.org/10.3390/app11188579.
14. Khlibyshyn, Y. Y., Grynyshyn, O. B., & Pochapska, I. Y. (2025). Feasibility of producing bitumen from different types of tar. Issues of Chemistry & Chemical Technology, 2. 134-143. https://udhtu.edu.ua/
15. Evdokimova, N.G. & Makhmutova, A.R. & Aliyeva, Narmina & Guseinova, E.A.. (2022). Production of thermostable road bitumens by the method of "oxidation-compounding". Azerbaijan Chemical Journal. 102-108. 10.32737/0005-2531-2022-4-102-108. https://akj.az/
16. Львов О. М. (2007) Дослідження можливості використання кислих гудронів в дорожньому будівництві Вісник Національного університету "Львівська політехніка", Теорія і практика будівництва, 602, 135–138.
17. Фридер І.В., Топільницький П.І., Гринишин О.Б.(2013) Використання кислих гудронів у виробництві нафтових бітумів. Вісник НУ «ЛП», 761,452-457. https://science.lpnu.ua/uk/node/4547
18. П. І. Топільницький,М. І. Приварська, В. В. Романчук, Є. О.Дідун (2015) Проблеми утилізації ставкових кислих гудронів Захист навколишнього середовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування : збірник матеріалів 2-го Міжнародного конгресу, с. 66.
19. Волошин П. (2016) Аналіз впливу Львівського сміттєзвалища на природне середовище Вісник Львівського університету. Серія : Геологічна, 26, 139-147. http://nbuv.gov.ua/UJRN/VLNU_geol_2012_26_13
20. ДСТУ 4044:2019 Бітуми нафтові дорожні в’язкі. Технічні умови
21. ASTM D664 Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration
22. ДСТУ EN ISO 3675:2012 Нафта сира та нафтопродукти рідкі. Метод лабораторного визначення густини ареометром (EN ISO 3675:1998, IDT)
23. ДСТУ EN ISO 6245:2012 Нафтопродукти. Метод визначення золи (EN ISO 6245:2002, IDT)
24. ДСТУ EN ISO 9029:2022 Сира нафта. Визначення води. Метод дистиляції (EN ISO 9029:1995, IDT; ISO 9029:1990, IDT)
25. ДСТУ EN ISO 8754:2022 Нафтопродукти. Визначення вмісту сірки. Енергодисперсійна рентгенівська флуоресцентна спектрометрія (EN ISO 8754:2003, IDT; ISO 8754:2003, IDT)
26. ДСТУ EN ISO 3016:2022 Нафта та супутні продукти з природних або синтетичних джерел. Визначення температури застигання (EN ISO 3016:2019, IDT; ISO 3016:2019, IDT)
27. ДСТУ EN ISO 3104:2022 Нафтопродукти. Прозорі та непрозорі рідини. Визначення кінематичної в`язкості та обчислення динамічної в`язкості (EN ISO 3104:2020, IDT; ISO 3104:2020, IDT)
28. ДСТУ ISO 1928:2006 Палива тверді мінеральні. Визначення найвищої теплоти згоряння методом спалювання в калориметричній бомбі та обчислення найнижчої теплоти згоряння (ISO 1928:1995, IDT)
29. ISSA A105 Recommended Performance Guidelines for Emulsified Asphalt Slurry Seal // Design Technical Bulletin, International Slurry Surfacing Association, Annapolis, MD, (Revised) May 2010.
30. ISSA A143 Recommended Performance Guidelines for Micro-Surfacing // Design Technical Bulletin, International Slurry Surfacing Association, Annapolis, MD, (Revised) February 2010.
31. ISSA Technical Bulletin 113 Test Method for Determining Mix Time for Slurry Surfacing Systems, International Slurry Surfacing Association, Revised 2021
32. Сідун Ю. В. (2017) Підвищення швидкості набору когезійної міцності литих холодних емульсійно-мінеральних сумішей: дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук: 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби Національний університет "Львівська політехніка", С. 172. https://ena.lpnu.ua:8443/server/api/core/bitstreams/6c924642-2648-4a4a-b236-46bee2fb00c5/content
33. Сідун Ю. В., Гунька В. М., Поляк О. Є., Куліков Д. О.(2024) Кислотні числа – критерій придатності бітумів для шарів зносу із литих емульсійно-мінеральних сумішей дорожніх покривів. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві : збірник наукових праць, 22, 206–214. https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2024-12(22)-21
34. ДСТУ Б В.2.7-46:2010 Будівельні матеріали. Цементи загальнобудівельного призначення. Технічні умови
35. Сідун Ю. В., Соболь Х. С., Бідось В. М., Стаднік В. Є., Станчак С. А. (2025) Литі емульсійно-мінеральні суміші з використанням сульфату алюмінію. Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету, 109, 111–118. http://bulletin.khadi.kharkov.ua/article/view/336094
