Тема разговора: Адгезионные добавки

На вопросы отвечает: Н.В. Дементьев, главный специалист битумных технологий и строительной химии, ГК «Коррус-Тех»

Для каких целей необходимо применение адгезионных добавок? В каких случаях они наиболее эффективны?

Н.В. Дементьев  (ГК «Коррус-Тех») - Как известно, адгезионные добавки применяются в составе битумосодержащих смесей (в первую очередь в составе асфальтобетона) для улучшения адгезии битума к каменному материалу.  Их присутствие в асфальте обеспечивает наилучшую связь между битумом и инертными материалами и большую устойчивость к деформации конечного продукта. Добавки дозируются в смеситель АБЗ, дозировочным насосом, на этапе производства, либо в линию подачи битума, либо непосредственно в смеситель. Альтернативно, они могут быть добавлены непосредственно в емкости для хранения битума, что, к слову, очень распространено в РФ, но для этого добавки должны быть термостабильными. Долговечность асфальтобетонного покрытия существенно зависит от адгезии между битумом и инертными материалами и способности этой связи противостоять статическим и динамическим нагрузкам, вызванным дорожным движением и погодными воздействиями такими, как воздух (кислород), солнце и больше всего вода. Дорожное движение и погодные изменения, с течением времени, влияют на образование трещин, физических и химических деформаций. Выбор инертных материалов зависит от технических требований последнего слоя асфальта. По химической природе они могут быть "кислыми", в этом случае их поверхность будет притягивать отрицательные заряды или "щелочными", в этом случае они будут притягивать положительные заряды. «Кислые» инертные характеризуются высоким содержанием кремнезема, в то время как «щелочные» содержат карбонаты. Битум представляет собой сложное сочетание химических веществ и характеризуется наличием молекул с низкой полярностью. Адгезивные свойства битума непосредственно связаны с наличием кислотных групп, битумы с высокой кислотностью имеют лучшую адгезию, чем нейтральные. Битум имеет слабое химическое взаимодействие с инертными, а инертные обладают очень сильным взаимодействием с водой. Именно поэтому прилипание битума может быть серьезно нарушено с присутствием влаги на поверхности инертных. Таким образом, адгезия между битумом и инертными зависит от:

1) химического состава битума;

2) типа инертных материалов;

3) поверхности инертных материалов.

 Выбор и эффективность адгезионной добавки так же зависят от этих факторов. Адгезионные присадки работают в качестве моста между битумом и инертными материалами, гарантируя оптимальную прочную адгезию, высокое сопротивление влиянию воды и уменьшение эффекта старения. При выборе адгезионной добавки в первую очередь необходимо знать породу инертных материалов и ее отношение к той или иной группе по химической природе. На рынке существуют различные адгезионные добавки, те, которые наилучшим образом взаимодействуют с кислыми, либо щелочными инертными, и универсальные, которые одинаково хорошо и эффективно взаимодействуют с любой породой инертных материалов. Так, например, фабрика Star Asphalt (Италия) производит универсальные адгезионные добавки STARDOPE 500-й серии, эффективность адгезии которых зависит лишь от небольших изменений их дозировки и от качества битума. При осуществлении подбора адгезионной добавки наша компания рекомендует испытывать как добавки, наиболее подходящие к конкретной породе инертных материалов, 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.

На наш взгляд, самый распространенный случай, когда производители могут ввести в заблуждение заказчиков, это завышение свойства термостабильности добавки, либо отсутствие информации о том, как долго добавка будет сохранять свойство термостабильности. В действительности, на рынке не так много добавок, чья термостабильность не ограничена по времени.

Как работа добавок может меняться  в различных смесях, при использовании различных материалов? Что надо учитывать  при выборе?

Н.В. Дементьев  (ГК «Коррус-Тех») - 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). Но в различных смесях одна и та же добавка может вести себя абсолютно по-разному. В одном случае, адгезия будет идеальной, а в другом практически полностью отсутствовать. При производстве асфальтобетонной смеси наилучшие показатели будут достигнуты только в том случае, когда есть отработанный рецепт. Повторюсь, адгезия между битумом и инертными зависит от:

1) химического состава битума;

2) типа инертных материалов;

3) поверхности инертных материалов.

Важно учитывать, чтобы в процессе производства на АБЗ использовались именно те материалы, на которых была спроектирована смесь. В случае, когда заранее очевидно, что материалы будут поставляться из разных мест и, соответственно варьироваться при производстве асфальта на заводе, рекомендуется отработать в лаборатории все возможные варианты. В таких случаях особенно актуальными являются универсальные адгезионные добавки, которые позволяют безболезненно менять инертные в составе смеси, лишь корректируя дозировку добавки.

Какие лабораторные исследования подтверждают качество добавок и получение эффекта от их использования? Что оптимально необходимо контролировать при работе? Необходимо ли контролировать параметры токсичности?

Н.В. Дементьев  (ГК «Коррус-Тех») - До недавнего времени, для определения силы сцепления битумного вяжущего, в котором растворена адгезионная добавка наиболее часто применялся 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. 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 необходимо заниматься при оценке эффективности той или иной технологии. Однако с июня 2019 года, введены новые ГОСТы, основанные на успешном опыте как Российских, так и зарубежных коллег. Одним из них является ГОСТ Р 58401.18-2019 «Метод определения водостойкости и адгезионных свойств», который подтверждает качество добавок и получение эффекта от их использования.

Многие адгезионные добавки относятся к 8-му классу опасности ADR, но это не означает, что при работе необходимо контролировать параметры токсичности, необходимо лишь соблюдать меры предосторожности при работе с добавками, не пить, не умываться адгезивом и тп.

Способствует ли сегодня  нормативно-техническая база эффективному использованию адгезионных добавок?

Н.В. Дементьев  (ГК «Коррус-Тех») - Сегодня нормативно-техническая база в РФ находится в процессе положительных изменений, так, например, создан Реестр новых и наилучших технологий, материалов и технологических решений повторного применения в дорожной отрасли (РННТ). Но для внедрения в практику новых материалов, особенно зарубежного производства, всё равно остаётся ряд барьеров. Например, нет отлаженного простого и понятного механизма для получения СТО, без которого многие дорожно-строительные компании отказываются применять добавки, на практике показывающие лучшие характеристики, чем те, у которых СТО есть.

Материал подготовлен редакцией портала ASPHALT.RU  при поддержке пресс службы компании "Коррус-Техникс"