1.4 Дисперсная структура битумов

 Дисперсная структура битумов, реологические характеристики, стандартные показатели, принципы регламентирования качества битумов в ГОСТ 22245

В соответствии с классификацией, предложенной Адой Соломоновной Колбановской, дисперсная структура битумов может быть отнесена к трем типам.
Это можно проиллюстрировать с помощью кривой структурообразования, приведенной на рис. 4, позволяющей в зависимости от содержания асфальтенов по массе выделить три характерных участка.
Так А.С. Колбановская на основе многолетних исследований дисперсную структуру битумов, содержащих до 18% асфальтенов, отнесла ко II типу; от 21 до 23% асфальте-нов – к III типу, а более 25% асфальтенов – к I типу.
Во всех случаях предложены для каждого типа соотношения и содержание других компонентов – масел и смол по массе.
Доказано, что оптимальными для применения в дорожном строительстве являются битумы III типа, так как они характеризуются достаточно прочным коагуляционным каркасом в отличие от битумов II типа, где он отсутствует, и достаточно устойчивы к старению, чего не скажешь о битумах I типа.
Эта позиция легла в основу регламентирования качества битумов именно III типа в ГОСТ 11954-66 на дорожные битумы марок БНД.
В таблице, представленной на рис. 4, видно, что это несложно сделать с помощью простых стандартных показателей, так как битумы III типа марок БНД явно отличаются более высокой трещиностойкостью (Тхр) и теплостойкостью (Тр) при той же пенетрации, по сравнению с битумами II типа, и большей устойчивостью к старению (большей растяжимостью при 25 °С – Д25), чем битумы I типа.
Что и было сделано. В то же время была достигнута договоренность с Миннефтехимпромом СССР, что битумы марок БН не будут вырабатываться через два года, как вяжущие более низкого качества, чем битумы марок БНД.

image049

Однако это решение не было выполнено, как крайне невыгодное для нефтепереработки, и в 1976 г. был введен в действие ГОСТ 22245-76, куда вошли битумы марок БНД и марок БН, где для последних вначале не нормировались показатели при низких и отрицательных температурах.
С трудом удалось внести в ГОСТ требования по Тхр и По для битумов марок БН, чтобы проиллюстрировать потребителю их недостатки.
В настоящее время в ГОСТ 22245-90 приведены требования к битумам как марок БНД, так и марок БН. Тем не менее, в соответствии с распоряжением Росавтодора РФ на федеральных дорогах рекомендуется применять только битумы марок БНД.
В таблице 4 приведены реологические характеристики битумов разных типов. Как видно из приведенных данных, битумы III типа отличаются более высокими вязкостью, упругостью, эластичностью и тиксотропными свойствами.

Таблица 4.
Реологические характеристики вяжущих
Тип структуры битума ДСТ, % по массе
  • 107, пуаз
РК2 • 10-2, дин/см2 Gmo • 10-3, дин/см2 • 10-3 К • 102, см2 • сек, дин
I 0 43 80 67 6 1 10
III 0 33,7 2,5 15 2,3 1,4 1,5
II 0 12,1 4,0 4,8 2,52 1,06 0,52