Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Одной из важнейших целей Государственной программы «Развитие транспортной системы», подготовленной во исполнение пункта 2 Указа Президента Российской Федерации от 7 мая 2012 года № 596 «О долгосрочной государственной экономической политике», является  повышение комплексной безопасности и устойчивости транспортной системы[5].

Безопасность дорожного движения из многочисленных факторов ее обеспечения также обуславливается наличием круглогодичной качественной дорожной разметки, в том числе длявыделенияпешеходных переходов, полос движения и, в свете новыхпоправок в правилах дорожного движения о новых преференциях для велосипедистов, велосипедных полос движения.Однако дорожная разметка на основе лакокрасочных материалов и холодных пластиков в условиях северных регионов страны является недолговечной, особенно в осенне-весенний период. Применение цветных полимербетонов для устройства дорожной разметки может увеличить долговечность последней и обеспечить комплексную безопасность на автомобильных дорогах.

Следует заметить, что цветные дорожные полимербетонынаходят все большее применение в градостроительстве по всему миру.

Главная проблема таких покрытий состоит вправильном выборевяжущего. Имеются исследования по применению в качестве связующего широко распространенного битума.Однако он имеет темную, непрозрачную структуру.Цвет битума сильно влияет на яркость и цветность полимербетонов. Его применение в цветных полимербетонах практически невозможно по причине присутствия в его составе густо-черных, непрозрачных компонентов [4].

Гораздо лучшие результаты получаются при использовании в составе цветных полимербетоновсветлых термопластичных полимеров. Наиболее подходящим для этих целей являются нефтеполимерные смолы (НПС)[3]. Цветность НПС по йодо-метрической шкале равна 80. Рабочая температура смолы составляет 106 0С. Однакоэти смолыпри отрицательных температурах имеютвысокую хрупкость, которая приводит к ускоренному трещинообразованию полимербетонных покрытий.

Проведены исследования по применению модифицированной НПС в качестве вяжущего, способного заменить традиционный битум в полимербетонных смесях.

Нефтеполимерная смола пластифицировалась индустриальным маслом (ИМ) в количестве 10, 20, 30, 40 % сверх 100% массы НПС. График зависимости свойств от количественного содержания пластификатора представлен на рис.1 (а,б).

 

А

Б

Рис.1. Зависимость свойств НПС от содержания пластификатора: а) температура размягчения; б) глубина проникания иглы

Физико-механические характеристики вяжущего исследовались на соответствие требованиям ГОСТ 22245 в сравнении с характеристиками битума БНД 90/130, используемого для производства асфальтобетона в 2–3 климатических зонах [2].

При проведении испытания по определению температуры размягчения по КиШ комплексного вяжущего, при 10% содержании пластификатора, стальной шарик продавил образец пластифицированной смолы в латунном кольце при t=+600C[1].

Увеличение содержания пластификатора в НПС заметно изменило физико-механические характеристики комплексного связующего, рис. 1.

Из полученных данных следует, что физико-механические характеристики пластифицированного вяжущего (состав А) – КиШ и пенетрация– отвечают требованиям ГОСТ 22245 при содержании пластификатора в количестве 30 %, при этом стальной шарик также продавил испытываемый образец.

Индустриальное масло за счет темного цвета в значительной степени влияет на конечнуюокраску вяжущего. При введении ИМ в НПС прозрачность комплексного вяжущего по визуальной оценке заметно снизилась.

Исследовалось вяжущее (состав В),в основе которого заложенанефтеполимерная смола. В тонком слое «состав В» прозрачнее, в сравнении с НПС, пластифицированной индустриальным маслом.

Свойства«состава В» изучались для возможности его применения в цветных полимербетонахи сравнивались с основными физико-механическими характеристиками битума БНД 90/130 (табл. 1).

Таблица 1. Результаты экспериментальных исследований состава «В»

Из проведенного исследования следует, что «состав В»при нормальной температуре имеет текучую консистенцию, что делает невозможным его применение в качестве полимера в цветных полимербетонах. Для применения последнего в качестве вяжущегоего необходимо модифицировать.

Возможность модификации «состава В» исследовалась путем введения НПС в разных количествах. В разогретый до рабочей температуры «состав В» вводилась нефтеполимерная смола в количествах 10, 20 и 30 % от массы состава, при этом свойства комплексного вяжущего значительно изменились, рис. 2 (а,б).

 

А

Б

Рис. 2. Зависимость свойств вяжущего от количественного содержания НПС: а) температура размягчения; б) глубина проникания иглы

Из проведенных испытаний следует, что характеристикам битума соответствует комплексное вяжущее (состав С) с содержанием НПС в количестве 23% со следующими показателями: КиШ – 440С, глубина проникания иглы при t=+250C – 110. Показатели растяжимости при t=+250С составляет >100 см.

При визуальном сравнении полученных проб «состава С» с «составом А» (НПС, пластифицированная ИМ в количестве 30%), «состав С» имеет более прозрачную структуру, что поспособствует использованию природного цвета минерального заполнителя в цветных полимербетонах.

Минеральный заполнитель также играет немаловажную роль в составе цветного полимербетона. Например, использование мраморной крошки позволяет сохранить цветность при длительном воздействии транспортана участках автомобильных дорог из полимербетонов.

Для получения более насыщенных цветов конечного продукта  необходимо провести исследования по введению красящих пигментов в состав вяжущего с учетом цвета минерального заполнителя.

Рецензенты:

Назиров Р.А.,д.т.н., профессор, советник ректора, по совместительству заведующий кафедрой проектирования зданий и экспертизы недвижимости Инженерно-строительного института, ФГАОУ «Сибирский федеральный университет», г.Красноярск;

Бурученко А.Е., д.т.н., профессор, зав.кафедрой физики, ФГАОУ «Сибирский федеральный университет», г.Красноярск.