«Кибит‑62»: пластификатор нового поколения для экстремальных температур
Солнечная радиация, морозы, перепады через ноль — главные враги в борьбе за сохранность дорожных покрытий. «КИБИТ» (ООО «ПСП «Карьер Октябрьское») представляет актуальное решение для работы с битумом в условиях низких температур — пластификатор «Кибит‑62». Продукт разработан с учетом климатических вызовов нашей страны: он повышает «живучесть» модифицированного битума, повышает устойчивость к старению и сохраняет адгезионные свойства на высоком уровне.
Разработка продукта связана с тем, что при производстве строительных материалов на основе битума (ПБВ (ГОСТ Р 52056), PG (ГОСТ Р 58400.1(2), мастики и герметики, гидроизолирующие, кровельные и пр.), применяемых в условиях климата с температурами значительно ниже ноля градусов, пластификатор способствует достижению требуемых характеристик по низкотемпературной устойчивости. Но при этом знаменитая фраза «кашу маслом не испортишь» здесь не работает. Ведь при неправильном применении (если добавить слишком мало) он не дотянет до нужной температуры хрупкости (т.к. редко когда его цена ≤ цены битума, и дозировка пластификатора минимизируется, чтобы снизить себестоимость) и легко превратит всю композицию в «кашу» (если его переборщить). Также неправильно подобранный пластификатор может стать причиной неустойчивости к краткосрочному старению в RTFOT или расслоения сложной битумной системы. Примеров неудачного применения пластификаторов в битумных системах можно приводить достаточно много, это все основано на печальном опыте, который позволяет выносить максимально полезные уроки. Поэтому очень важно подобрать качественный пластификатор.
Как выбрать правильный пластификатор
Пластификаторы можно разделить на две основные группы — химической и нефтехимической природы. По сути, они почти все нефтехимической природы, но одни проходят через сложный синтез, а другие получаются непосредственно при первичной переработке нефти. И если первые дают очень хороший эффект по низкотемпературной устойчивости, но они очень дороги, и если и есть смысл их использовать, то исключительно в высокомаржинальных продуктах с исключительными физико-механическими свойствами (например, двухкомпонентные герметики или герметики горячего применения с очень низкими температурами хрупкости — ниже минус 50°С), применять их в вяжущих материалах для дорожного строительства можно, но очень дорого. К этим материалам можно отнести фталаты, тяжелые амины, силиконовые масла.
Вторая группа более известна в производстве материалов из битума, здесь самыми популярными представителями являются индустриальные масла — в основном И-40А. Эту группу, наиболее гармонично работающую с битумами, также можно разделить на две группы: масляную (базовые масла, индустриальные масла, продукты отхода их производства (например, экстракт селективной очистки масел (ЭСОм)), пластификаторы-мягчители (их используют в резинотехнической промышленности), продукт отработки моторных масел (да, это тоже пластификатор, но т.к. они являются отходами, очень сложно получать их без посторонних примесей). Данная подгруппа пластификаторов хорошо работает с битумами, но без превышения дозировки, а также является необходимым компонентом для лучшего раскрытия модификатора типа стирол-бутадиен-стирол (СБС), широко применяемого как модификатор битумных вяжущих. Насыщенная мальтеновая фаза нефтяных масел и масляных погонов является необходимым элементом для раскрытия фазы СБС-полимера в битуме или «набухания».
Также в качестве пластификаторов, в определенных случаях и для продуктов с определенными требованиями, очень хорошо подходят гудроны (кубовые остатки вакуумной разгонки), тяжелые и затемненные вакуумные газойли и даже мазуты. Данный тип пластификаторов очень хорошо гармонирует с битумами, крайне положительно влияет на нулевые параметры вяжущих по ГОСТ Р 52056, но уже не так хорошо взаимодействуют с СБС-ами и не дают такого сильного понижения температуры хрупкости. Вяжущее с хрупкостью ниже минус 30°С на таких пластификаторах получить маловероятно, зато при их передозировке не возникает эффектов превращения в «кашу» (разрушение когезионных связей), выпаривания на дорожном покрытии на жаре.
а) 
б) 
в) 
г) 
Рисунок 1. Процесс «набухания» СБС полимера и различных пластификаторов; а) сразу после смешения,
б) через 1 час, в) через 4 часа, г) через 14 часов.
Исследование свойств пластификаторов
Одной из важнейших особенностей пластификатора является его способность взаимодействовать с основными модификаторами битума. Пластификаторы, по сути, тоже являются в какой-то степени модификатором битума, изменяя его определенные характеристики. Однако они не дают битуму новых свойств, в отличие от того же СБС, который делает битум эластичным (способным восстанавливаться после приложения нагрузки). Так вот, «правильный» пластификатор должен взаимодействовать не только с основным материалом — битумом — но и с его модификаторами. В частности, стирол-бутадиен-стирол (СБС) очень «неохотно» раскрывается в «сухом» битуме — битуме с низким содержанием мальтеновой фазы, поэтому пластификатор в данном случае должен выполнять как минимум две функции: смягчение композиции (свою основную задачу) и помощь более полноценному раскрытию (набуханию) полимера в битуме. Наглядно этот процесс можно проиллюстрировать следующим экспериментом (рисунок 1,2).
На рисунке 1 наглядно видно, как СБС-полимер впитывает в себя различные пластификаторы. Сразу после смешивания СБС с пластификаторами в соотношении 25% СБС, 75% пластификатора видно, что пластификатор присутствует в свободном виде — т.е. мы наблюдаем слои СБС и пластификатора как четкое разделение фаз (на черном тоже есть, просто не видно на фото). Уже через час слоев из «чистого» пластификатора уже не видно, а на некоторых смесях гранулы СБС стали подниматься выше исходного уровня за счет впитывания пластификатора гранулами СБС и их увеличения (набухания). Через четыре часа видно, что в трех из четырех смесях СБС гранулы поднялись выше исходного уровня и образовали как бы «шапку». А через 14 часов эффект образования «шапки» усилился, в смеси а) пластификатор уже в чистом виде и не наблюдается, т.е. он полностью впитан СБСом. Но этот эффект наглядней видно после извлечения составов из колб (рисунок 2).
а) 
б) 
Рисунок 2. Способность пластификатора впитываться СБСом
На рисунке 2 очень хорошо видно, как различные пластификаторы работают с СБСом, т.е. два пластификатора полностью впитались СБСом без остатка, создав при этом каучукоподобную массу, которая при этом еще и обладает клеевыми (адгезионными) свойствами, прилипая к стеклу. А один пластификатор так и не был полностью впитан СБСом и остался в свободной форме — это значит, что если оставшийся после впитывания СБСом пластификатор не будет впитан битумом в компенсацию мальтеновой фазы, то он останется в свободной форме. Это означает, что будет сверхнормативная потеря массы на RTFOT — эффект «выпаривания» пластификатора непосредственно на поверхности дороги в жаркую погоду.
Преимущества пластификатора «Кибит-62»
Резюмируя результат долгой и кропотливой работы по подбору оптимального пластификатора, мы пришли к выводу, что наилучшим для производства полимер-модифицированных битумных вяжущих является не какой-то конкретный пластификатор, а сбалансированная смесь пластификаторов разной природы. Опыт крупнотоннажного применения показал, что подходящим является определенное соотношение масел, гудрона и затемненного вакуумного газойля (последний можно заменить на тяжелый вакуумный газойль, с изменением дозировки). При этом каждый компонент по отдельности дает свой положительный эффект на систему в целом: масла — глубокие низкотемпературные характеристики, гудрон (по сути, неокисленный битум) —улучшение растяжимости за счет компенсации смолистых фракций, улучшение адгезии, затемненный газойль — очень хорошее улучшение характеристик вяжущих при 0°С.
Выверенное соотношение этих компонентов в результате дало пластификатор, который мы назвали «КиБит-62» (62 — это количество попыток подбора ;-)). Пластификатор является комплексным продуктом для модификации дорожных вяжущих материалов. Содержит в себе большое количество нафтеновых (масляных) фракций в сочетании с неокисленным кубовым остатком вакуумной разгонки (гудроном) и затемненным вакуумным газойлем (ЗВГ). Групповой состав пластификатора подобран таким образом, чтобы повысить «живучесть» модифицированного битума при низких температурах, его устойчивость к краткосрочному старению и при этом не ухудшить адгезионные свойства. Продукт помогает снизить риски повреждений дорожного полотна и продлить срок его службы.
Пластификатор «Кибит-62» выпускается в соответствии с ТУ 5070011693-04-2024. Преимущества продукта заключаются в том, что нафтеновые фракции позволяют существенно понизить температуру хрупкости, а также являются материалом, помогающим СБС-полимеру лучше раскрыться в среде битума. Гудрон, являющийся, по сути, неокисленным битумом, дает омолаживающий эффект на окисленные битумы, при этом повышает устойчивость к старению в RTFOT, а ЗВГ улучшает параметры при 0°С для ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003.
Отметим, что «КИБИТ» также выпускает другие битумные продукты для строительства и ремонта дорог. В ассортименте — полимерно-битумные вяжущие (ПБВ), которые отличаются повышенной трещиностойкостью, устойчивостью к старению и образованию колеи; битумы нефтяные дорожные вязкие (БНД) и битумы класса PG, подобранные по температурным интервалам эксплуатации.
Для реализации холодных и энергоэффективных технологий налажен выпуск битумных эмульсий, битумно-полимерного герметика и полимерной грунтовки. Вся продукция соответствует действующим нормативным требованиям и адаптирована к эксплуатации в различных климатических и нагрузочных условиях.
«КИБИТ» предлагает не просто материалы, а технологические решения, которые направлены на оптимизацию затрат и повышение эффективности дорожно-строительных проектов, на увеличение межремонтных сроков. Продукция сопровождается технической поддержкой и рекомендациями по применению, что позволяет заказчику получать прогнозируемый результат и достойное качество.
Для справки:
ООО ПСП «Карьер Октябрьское» (товарный знак «КИБИТ») работает на рынке дорожного строительства свыше 20 лет. На предприятии функционирует своя битумная лаборатория, битумная база на 9000 тонн хранения темных нефтепродуктов, также завод может получать гудроны и битумы, в том числе строительные и кровельные из мазутов, так как есть свои вакуумная и окислительная колонны.
Завод расположен в г. Коломне Московской области. Рядом проходит федеральная трасса М-5 «Урал», благодаря чему логистика становится удобной и простой. Для доставки продукции предусмотрен свой автопарк — более 10 битумовозов и грузовых машин. Также возможен самовывоз.
