Энергоэффективные
Битумные
Технологии
г. Москва, ул. Мытищинская 3-я, д.16, стр.5, помещение 11
Меню
Заказать звонок
Поиск по сайту

Еще раз о деградации битума при нагреве

В исследовании, опубликованном в [1], авторы неожиданно для себя обнаружили, что битум заметно стареет за несколько суток даже при температуре перекачки (всего 110°С). Отсюда следует важный для производственной практики вывод о неприемлемости наложения теплоизоляции на резервуары, которые используются для хранения битума. В статье [2] приведены результаты исследования, обосновывающие вывод о том, что хранить битум в течение нескольких месяцев можно, но только холодным, в твердом виде. В исследовании за шесть месяцев (с апреля по октябрь) битум изменил свои показатели незначительно. А какой темп старения битума при рабочей температуре применения? Мнение о том, что битум нежелательно длительное время держать при температуре 150-160°С высказывают многие. Однако количественных оценок динамики процесса старения горячего битума в литературных источниках не обнаружено. Разумеется, темп старения разных марок битума, из разных нефтей, с разной предисторией, наверняка различен и зависит от многих факторов. Но все же, по убеждению автора, были бы полезны любые, хотя бы ориентировочные, количественные оценки. Ранее на одном АБЗ при приемке битума была отобрана в металлическую банку проба битума Московского НПЗ по паспорту — марки 60-90 (фактическое значение П25 по паспорту указано 69). После хранения в течение примерно пяти недель в твердом виде битум был разогрет до жидкотекучего состояния. От пяти алюминиевых баночек из-под напитков были отрезаны острым ножом нижние части высотой 60-65 мм. Баночки были заполнены битумом. Одна из них была сразу оставлена для остывания, а остальные выдерживались при температуре 160±5°С соответственно 4, 8,12 и 24 ч. После остывания битума определялась глубина проникания иглы при 25°С. Затем у баночек с битумом были отрезаны донышки и определялась П25 для их нижней поверхности. При сравнении результатов для верха и низа можно выявить вклад окисления в процесс старения битума. Для приблизительной оценки глубины слоев битума, подверженных окислительным процессам, у баночки с выдержкой 12 ч была еще отрезана верхняя часть высотой примерно 10 мм (более глубины проникания иглы) и была определена П25 для новой поверхности. Результаты сведены в таблицу. Какие выводы можно сделать из приведенных результатов?

Образец Глубина проникания иглы при 25°Сх 10, П25

Среднее

Дисперсия

1 Исходный битум 60, 59, 60, 58, 59, 59, 58 59,0 0,67
2 Выдержка 4 ч 54, 56, 55, 56, 56, 57, 55 55,6 0,95
3 То же, снизу 57, 56, 57, 58, 56, 57, 58 57,0 0,67
4 Выдержка 8 ч 53, 54, 55, 52, 56, 55, 53 54,0 2,0
5 То же, снизу 57, 57, 56, 55, 56, 57, 56 56,3 0,57
6 Выдержка 12 ч 50, 53, 53, 54, 52, 51, 53 52,3 2,76
7 То же, для слоя 10 мм 54, 53, 54, 55, 56, 54, 55 54,4 0,95
8 То же, снизу 55, 55, 54, 56, 56, 57, 56 55,6 0,95
8 Выдержка 24 ч 45,50,48,51, 44,46,47 47,3 4,76
9 То же, снизу 53, 54, 54, 55, 53, 54, 55 54,0 0,67

1. Исходный битум не соответствовал марке битума по паспорту. Вряд ли он мог заметно постареть за 5 недель хранения в твердом виде.
2. Вклад окисления битума весьма существенен. Заметно стареет особенно верхний слой. За 24 ч П25 для верхнего слоя уменьшилась почти на 12 единиц.
3. Изменение П25 для верхнего слоя с течением времени выдержки при повышенной температуре почти линейно.
4. Для верхнего слоя по мере выдержки заметно увеличение разброса отдельных значений П25 и рост дисперсии значений П25. Возможно, разброс вызван неравномерным окислением или неравномерным испарением легких фракций по какой-то причине на о¬дельных участках поверхностного слоя битума.
5. Разброс значений П25 для нижних слоев невелик и не зависит от времени выдержки.
6. Старение битума нижних слоев менее выражено, однако заметно. За 24 ч П25 для придонной части уменьшилась на 5 единиц.
7. Изменение П25 для придонного слоя с течением времени также почти линейно.
Если вернуться к статье [1] и оценить уменьшение П25 по табл. 1 и 2 для выдержки 240 ч, отнесенное к одному часу выдержки при 110°С, то оно окажется в среднем около 0,1 единицы для битума как Ярославского, так и Московского НПЗ. При температуре 160°С это уменьшение для придонного слоя, отнесенное к одному часу, составляет с округлением 0,5; 0,34; 0,28 и 0,21 для времени выдержки соответственно 4, 8, 12 и 24 ч. Видно, что здесь темп деградации существенно больше. Однако этот темп явно уменьшается с увеличением времени выдержки, чего не было замечено при изучении деградации битума при 110°С. Интересно, что уменьшение П25 для верхнего слоя, отнесенное к одному часу также падает с увеличением времени выдержки (0,85; 0,625; 0, 558 и 0,48 соответственно).
Конечно, уменьшение П25 — только один из признаков старения битума. Было бы интересно узнать, какие изменения претерпевают и другие показатели битума при рабочей температуре за различное операционное время, имеющее технологический смысл. Ведь в условиях реальной производственной практики битум часто находится при рабочей температуре и сутки, и двое, я иногда по стечению обстоятельств и более. Любая дорожная лаборатория могла бы в таком случае выполнить несложные тесты и оценить изменение П25, П0, tкиш. Автор считает, что это не только интересно, но и важно для производственной практики.

Литература
1. Васьковский В. В., Парадек С. В. 0 деградации битума при нагреве // Наука и техника в дорожной отрасли, № 4, 2004, с. 16-18.
2. Васьковский В. В., Порадек С. В. Можно ли хранить битум // Наука и техника в дорожной отрасли, № 1, 2005, с. 18.

Порадек С.В.

Источник: ж. Наука и техника в дорожной отрасли № 1 2007