Перспективы применения сероасфальтобетонных смесей.

Перспективы применения сероасфальтобетонных смесей

20 июня 2014 года

Анализ состояния покрытия проезжей части улично-дорожной сети показывает, что для достижения прогресса в области строительства и эксплуатации автомобильных дорог необходимо уделить особое внимание разработке новых инновационных типов асфальтобетонов и технологии их изготовления. Это позволит существенно повысить эксплуатационные показатели дорожных покрытий и срок их службы, сделает возможным перебросить мощности, материалы и людские ресурсы, которые привлекались к ремонтным работам, на строительство новых автомобильных дорог.

Одним из перспективных направлений повышения долговечности и транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог является применение сероасфальтобетонных смесей на основе вяжущего с оптимальным содержанием в его составе серы.

Как известно, в природном газе и нефти содержится много сероводорода и сернистого ангидрида. От них приходится избавляться, потому что эти химически агрессивные вещества разъедают оборудование, трубы, а при сжигании - двигатели. Кроме того, попадая в атмосферу, они вызывают кислотные дожди.

В 90-х годах на мировых ранках обозначился избыток технической серы, что привело к падению цен на нее. А это, в свою очередь, привело к тому, что в России появилась реальная возможность широкого применения серы в стройиндустрии для производства сероасфальтобетона на основе модифицированной технической газовой серы, что может расширить сырьевую базу и увеличить номенклатуру изделий.

На ОАО «Газпром» приходится три четверти производства серы в России и 12% мирового рынка. В 2010 году концерн добыл ее 6,6 млн т, а продал внутри страны только 2,5 млн т. Более 60% серы приходится экспортировать, но серы много во всем мире, и конкуренция будет только нарастать. Больше ее станут выпускать нефтяные компании, которые перейдут на выпуск более качественного бензина, а из него придется удалять почти всю серу.

Сероасфальтобетонные смеси следует рассматривать в качестве разновидности асфальтобетонных, в которых битумное вяжущее частично заменено на серу. Применение серы в качестве добавки в асфальтобетонные смеси позволяет уменьшить расход битума (как правило, содержание серного компонента составляет 15 - 20%), снизить температуру приготовления асфальтобетонных смесей. Целесообразность такого способа объясняется значительным ростом стоимости нефтяных битумов, необходимостью экономии энергетических ресурсов и, в первую очередь, нефтяного сырья, уменьшением ресурсов качественных каменных материалов в ряде районов строительства, а также возрастанием объемов производства серы из вторичных источников сырья, что приводит к тенденции снижения ее стоимости.

Совершенно очевидно, что добавление серы в асфальтобетонную смесь изменяет свойства битума. Часть серы образует химические соединения с битумом, а также выполняет функции наполнителя при температуре ниже 120оС, что повышает жесткость и стойкость к колееобразованию. При температуре выше 120оС сера - высокоподвижный расплав, который улучшает технологические свойства асфальтобетонной смеси.

Однако применение этого перспективного материала требует учитывать некоторые важные технологические нюансы.

Производство сероасфальтобетонных смесей может быть организовано на действующей асфальтосмесительной установке любого типа. Однако производство серосодержащей асфальтобетонной смеси требует существенно более строгого подхода, прежде всего, к температурным параметрам технологического процесса - при слишком сильном нагреве (свыше 140оС - 150оС) будет выделяться сероводород.

Также следует отметить, что классические методы подбора состава минеральной части асфальтобетонов в случае сероасфальтобетонов не являются оптимальными. При определении фракционного состава минеральной части смеси необходимо опираться на результаты компьютерного моделирования.

Классические асфальтобетоны и щебеночно-мастичные асфальтобетоны, в которых часть битума заменена на элементарную серу, можно отнести к дорожным композитным материалам нового класса с повышенной сложностью структуры. В этом случае решение задачи производства сероасфальтобетонных смесей возможно только на основе автоматизированной технологии, включающей в себя инновационную методику подбора состава смеси, комплекс технических средств управления ее тепловой обработкой, классификацией заполнителей, связным многокомпонентным дозированием и перемешиванием компонентов.

Основной целью подбора составов сероасфальтобетонной смеси является формирование оптимальной структуры материала, позволяющей получить его заранее заданные свойства для обеспечения требуемых характеристик дорожного покрытия. Необходим выбор рационального соотношения между составляющими минеральной части, обеспечивающего максимальную плотность минерального скелета для получения сероасфальтобетона с заданными технологическими свойствами.

В августе 2013 года специалистами Лаборатории дорожного строительства ГБУ «ЦЭИИС» был выполнен комплекс работ по определению физико-механических свойств сероасфальтобетона ЩМА-15 верхнего слоя покрытия на участках реконструкции улицы Лобачевского и Аминьевского шоссе. Заводом-изготовителем и подрядной организацией в одном лице являлось ЗАО «Союз-Лес». Результаты выполненных исследований свидетельствуют, что щебеночно-мастичный сероасфальтобетон по своим физико-механическим показателям практически не уступает ЩМА на вяжущем «Битрек». При этом достигается значительный экономический эффект за счет замещения наиболее дорогостоящего компонента - битума - серным модификатором. Конечный продукт выходит дешевле на 10%.

Таким образом, применение сероасфальтобетона целесообразно для устройства покрытий дорожных одежд. При этом улучшаются эксплуатационные свойства асфальтобетона, увеличивается его сопротивляемость к колееобразованию. В результате этого повышается долговечность дорожных покрытий, что обеспечивает значительный экономический эффект за счет сокращения затрат на проведение ремонтных работ. Использование в качестве добавки для асфальтобетонов серного модификатора частично решает и экологическую проблему утилизации технической серы.

Подробнее: https://stroi.mos.ru/builder_science/perspektivy-primeneniya-seroasfaltobetonnyh-smesei?from=cl