"Адгезионные добавки. Вопросы Круглого стола".

"Специально для отраслевого журнала «Мир дорог» на вопросы круглого стола по адгезионным добавкам ответил главный специалист направления битумных технологий и строительной химии ГК «КОРРУС-ТЕХ» Дементьев Н.В."

1Какие адгезионные добавки предлагает ваша компания? Насколько эффективно улучшается адгезия вяжущего как к кислым, так и основным минеральным материалам в составе асфальтобетонной смеси при их использовании? Выпускает ли ваша компания добавки для производства теплых смесей?

Наша компания является официальным представителем Итальянской фабрики Star Asphalt в России и СНГ. Фабрика Star Asphalt занимается производством дорожно-строительной и строительной химии и является одним из мировых лидеров в сфере производства химических добавок для дорожного строительства. Фабрика выпускает широчайший ассортимент добавок и, конечно же, адгезионные добавки являются одним из основных продуктов. Star Asphalt производит как традиционные адгезионные добавки, имеющие амидную, либо фосфорную основу, так и инновационные, на основе силановых кремнеорганических соединений. Большой выбор добавок позволяет подобрать наиболее подходящий усилитель адгезии к любому каменному материалу, как к кислым минералам (гранит, кварцит, песчаник), так и к основным (мрамор, известняк, базальт, габбро-диобаз). 

Причем, помимо добавок, которые наиболее эффективно взаимодействуют с конкретными типами инертных материалов, фабрика производит ряд универсальных добавок, эффективность адгезии которых зависит лишь от небольших изменений их дозировки и от качества битума. Вся линейка адгезионных добавок STARDOPE обеспечивает долговечную адгезию, что подтверждается лабораторными тестами как битума с щебнем, так и асфальтобетона, при испытании которого добавки показывают повышение влагостойкости при длительном водонасыщении. Адгезионные добавки фабрики Star Asphalt имеют торговое название STARDOPE, и отличаются в первую очередь тем, что все они термостабильные, а значит, предварительно могут быть добавлены непосредственно в емкости для хранения битума, до начала производства асфальта. Стоит отметить, что термостабильность адгезионных добавок не ограничена по времени, а значит производитель асфальта может не переживать о времени и не беспокоиться о необходимости израсходовать всю емкость битума с предварительно размешанной в ней адгезионной добавкой. 

Присутствие добавок STARDOPE в асфальте обеспечивает наилучшую связь между битумом и инертными материалами, показывая эффективность адгезии не ниже 4-5 баллов, и, как следствие увеличивает устойчивость к деформациям конечного продукта - асфальта. Новое поколение силановых добавок STARDOPE 500-й серии отличается от традиционных добавок в первую очередь тем, что они образуют в разы большое количество химических связей между битумом и поверхностью инертных материалов. Таким образом, адгезия получается более прочной и, что самое главное, более долговечной, улучшая различные показатели асфальта, например водостойкость. Кремнеорганические соединения отличаются высокой эффективностью, что позволяет добавке STARDOPE 510, самой концентрированной добавке силановой серии, обеспечивать отличное покрытие каменного материала и долговечную адгезию при дозировке в 10 раз меньше, чем у всех остальных адгезионных добавок. STARDOPE 510 дозируется от 0,01 % до 0,05 % от массы битума.

 При осуществлении подбора адгезионной добавки наша компания рекомендует испытывать как добавки, наиболее подходящие к конкретной породе инертных, так и универсальные. Такой метод позволит найти оптимальное решение с точки зрения экономии, ведь большое влияние на затраты оказывает дозировка, а не стоимость добавки за килограмм, а точнее говоря стоимость за килограмм с учетом дозировки. Качество адгезии зависит от многих факторов, битум имеет слабое химическое взаимодействие с каменным материалом, а камни очень сильно подвержены влагонасыщению при хранении на открытом воздухе. Именно поэтому прилипание битума может быть серьезно нарушено с присутствием влаги на поверхности инертных. Адгезионные добавки фабрики Star Asphalt работают таким образом, что они вытесняют воду, присутствующую на поверхности инертных. Качество и эффективность адгезионных добавок STARDOPE подтверждается многочисленными лабораторными испытаниями и успешным опытом применения их дорожно-строительными компаниями. Помимо добавок, основной функцией которых является усиление адгезии, в ассортименте фабрики есть добавки выполняющие две функции. Речь идет о добавках STARDOPE ACF, которые усиливают адгезию и восстанавливают свойства окисленного битума в отфрезерованном асфальте, позволяя применять его в составе новой асфальтовой смеси и о добавках STARDOPE WMX, которые помимо усиления адгезии позволяют производить теплые смеси. Фабрика так же производит добавки WARM-MIX, функцией которых является только снижение температуры производства, либо укладки асфальтовой смеси. Данное направление очень актуально, особенно для нашей страны, где в преобладающем большинстве регионов затяжные холодные зимы, ведь именно такие добавки, понижающие температуру производства, либо укладки асфальтобетонных смесей, позволяют осуществлять дорожное строительство, либо текущий ремонт дорожных покрытий при низких температурах.

 Стоит отметить, что это не единственное предназначение данных добавок, они так же позволяют экономить денежные ресурсы. Снижая температуру при производстве, пропорционально снижается расход топлива, затрачиваемого на подогрев материалов на АБЗ, что положительно сказывается на экологии. Возможность снизить температуру укладки асфальтобетонной смеси позволяет приготовить асфальт при традиционных температурах, но увезти его дальше от АБЗ, ведь асфальт может остывать ниже пограничных значений температуры укладки, таким образом, увеличивается транспортное плечо. Учитывая, что добавка позволяет снижать температуру на 30 – 40 ℃, транспортное плечо увеличивается практически в два раза. Еще одно направление применения так называемых «теплых» асфальтобетонов, особенно актуальное для России – это снижение окисления битумного вяжущего в процессе приготовления смеси на АБЗ за счет снижения температуры производства и, как следствие, уменьшение скорости старения данного вяжущего в асфальтобетоне. Для нашей страны, использующей исключительно окисленные битумы данный вопрос особенно важен. Одним из ключевых моментов является то, что добавки для снижения температуры фабрики Star Asphalt уменьшают поверхностное натяжение битума, соответственно уменьшается вязкость асфальта, не влияя на такие характеристики битума, как: пенетрация, температура размягчения (КиШ), точка хрупкости по Фраассу, вязкость. Именно поэтому их применение не повлечет за собой какие-то существенные изменения в подборе смеси и необходимость корректировать свойства битума.

2Если говорить о взаимодействии ПБВ с вводимыми адгезионными добавками, возникает вопрос: поскольку температура приготовления и использования ПБВ выше, чем при использовании обычных дорожных битумов, не требуется ли вводить при применении ПБВ какие-то особые адгезионные добавки, более термостойкие? Если говорить наоборот — о влиянии на свойства битума самих адгезионных добавок, не могут ли они приводить к его старению? Проводят ли, в связи с этим, ваши специалисты испытания по определению устойчивости к старению асфальтобетонов с адгезионными добавками в соответствии с ОДМ 218.3.021-2011?

На данный момент большинство производителей, как отечественных, так и импортных добавок, выпускают термостабильные адгезионные присадки, соответственно для работы с ПБВ нет необходимости в применении каких-то особых добавок. Однако стоит обратить внимание на то, что рабочие температуры ПБВ выше, чем у обычных дорожных битумов, так же и температуры хранения ПБВ. Соответственно для достижения наилучшей адгезии при применении ПБВ необходимо быть уверенным, что термостабильность, заявленная производителем будет сохраняться с течением времени. Если возможности и желания производить испытания термостабильности добавок нет, можно запросить протоколы испытаний у производителя, либо поставщика добавок. Адгезионные добавки STARDOPE испытывались после недели нахождения в битуме и ПБВ при температуре 160 - 180℃ и показали отсутствие изменений своих свойств и силы адгезии. Наши специалисты убеждены в том, что на старение битума влияют факторы температуры, а не присутствие адгезионных добавок. Продолжительный нагрев битума и удержание высокой температуры, а так же нагревательные элементы, температура поверхности которых зачастую превышает в разы требуемую температуру битума, являются основными факторами, которые приводят к старению битума. Самым мягким способом нагрева битумного вяжущего является подогрев за счет термального масла. Мягкий, косвенный нагрев битумного вяжущего материала осуществляется за счет змеевиков, установленных в емкостях. Отсутствие контакта битума с нагревательными элементами, температура которых достигает, а зачастую превышает 500 ⁰C, исключает выгорание асфальтенов в битуме и ухудшение характеристик вследствие «старения» битума, что напрямую влияет на качество дорожных одежд. Специалисты нашей компании осуществляют все требуемые испытания для наших клиентов, в том числе в соответствии с ОДМ 218.3.021-2011.

3Какие способы определения сцепления битумного вяжущего, в котором растворена адгезионная добавка, применяются более активно — по ГОСТ 11508-74 (метод А), по ГОСТ 12801-98 (раздел 24), по ГОСТ 12801-98 (раздел 28), используются ли другие способы?

Для определения силы сцепления битумного вяжущего, в котором растворена адгезионная добавка наиболее часто применяется ГОСТ 12801-98 (раздел 28) и ГОСТ 11508-74 (метод А). Данная методика испытаний на наш взгляд не является самой показательной для определения адгезии, так как кипячение инертных, покрытых битумом не воссоздает всех условий, при которых адгезионная добавка должна сохранять свои свойства и характеристики. В Европейских и Американских нормативных документах существуют другие методики, которые позволяют более точно смоделировать полевые условия. Причем испытания на адгезию производят не только анализируя взаимодействие между каменным материалом и битумом, испытывают уплотненные асфальтобетонные смеси. Испытания проводят с применением специального лабораторного оборудования, которое, к сожалению, отсутствует практически во всех Российских дорожно-строительных лабораториях. Данные испытания проводятся в соответствии с Европейскими стандартами EN 12697-11, EN 12697-12, EN 12697-22 и Американскими стандартами ASTM D 3625-91, ASTM D 4867-92, ASTM D 1075-94. К сожалению, в России испытания по зарубежным методикам проводят только крупные лаборатории, имеющие в своем арсенале специальное оборудование и результаты данных испытаний можно применять лишь для внутреннего контроля и «поиска истины», чем зачастую необходимы заниматься при оценки эффективности той или иной технлогии.

4Проводили ли специалисты вашей компании испытания горячих асфальтобетонных смесей на определение совместимости между заполнителем и битумом по нормам EN12697-11:2012 Bituminous mixtures – Test methods for hot mix asphalt – Part 11: Determination of the affinity between aggregate and bitumen?

Специалисты нашей компании оказывают технологическое сопровождение в подборе асфальтобетонных смесей, разрабатывают рецептуры битумных эмульсий, ПБВ, а так же помогают в проведении испытаний добавок Star Asphalt для дорожного строительства. Ежегодно наши специалисты проходят стажировки и курсы повышения квалификации в Европе и хорошо знакомы с зарубежными методиками и лабораторным оборудованием. В рамках данных мероприятий постоянно происходит обмен опытом между Российскими и Европейскими специалистами. Так же наша компания активно практикует привлечение специалистов лаборатории Star Asphalt для подбора смесей, определения наиболее подходящих добавок, корректировки составов. Мы высылаем образцы битума и инертных материалов и, в зависимости от поставленной задачи и сложности её выполнения, фабрика Star Asphalt не только проводит испытания в соответствии с Европейскими стандартами для выбора наиболее эффективного решения, но и существует практика, когда специалисты разрабатывают добавки для выполнения конкретного проекта.

5Какая технология введения адгезионных добавок в битум или ПБВ наиболее эффективна с точки зрения получения оптимальной концентрации, практикуется ли применение добавок путем подачи в смеситель АБЗ (то есть, нанесением на поверхность минеральных материалов)?

На наш взгляд самым оптимальным является смешение адгезионной добавки в битумной емкости, оснащенной мешалками, так как данный метод является более менее доступным для дорожников. Не у всех АБЗ есть подобные емкости, однако дооснастить мешалками, либо циркуляционным насосом, можно практически любую расходную емкость АБЗ. Некоторые современные заводы оснащаются дозирующим устройством, которое осуществляет подачу жидких добавок непосредственно в смеситель АБЗ. Такие устройства так же позволяют четко соблюдать необходимую дозировку и равномерность концентрации добавки в асфальтобетонной смеси, особенно, если это устройство имеет форсунки, позволяющие напылять добавки даже с крайне малой дозировкой. Однако большинство линий ввода жидких добавок АБЗ работают по принципу подачи добавки в трубу с битумом и не гарантируют равномерности и точности дозирования.