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?

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.

Список литературы: