CC BY
10Chemical Journal of Kazakhstan
ISSN 1813-1107 https://doi.org/10.51580/2021-1/2710-1185.10
Volume 1, Number 73 (2021), 95 - 102
ЭОЖ 665.775
С. С. САТАЕВА*, К. А. НАРИКОВ
Жэндр хан атындагы Батыс Казахстан аграрльщ-техникальщ университета, Орал, Казахстан Республикасы; *E-mail: [email protected]
АКТАУ ЗАУЫТЫ БИТУМДАРЫНЬЩ НЕГ1ЗГ1 К0РСЕТК1ШТЕР1
Аннотация. Казахстан Республикасынын автомобильдi жолдарын эксплута-циялау тэжiрибесi керсеткендей, асфальтобетонды жабындылардын твзiмдiлiгi нор-мативтi мерзiмiнен айтарлы;тай темен. Сонды;тан автомобиль жолдарынын транспорт лепне ;ойылатын талап;а сай ;алыпта болуы жана, дамушы материалдар мен технологияларды ;олданбай мумшн емес. Жол тесеуге арналган жабындынын пай-далану мерзiмiнiн курт твмендеуiне эсер етушi негiзгi фактор асфальтобетонды ;ос-паларда тутастыргыш ретiнде темен сапалы битумнын ;олданылуы болып табыла-ды, вйткенi микрожары;ша;тар негiзiнен онын ;абы;шасында дамиды.
Ма;алада А;тау битум зауытынын жасанды жолмен синтезделген битумдары ;арастырылды. Мунай битумынын келесi кврсеткiштерi зерттелдг пенетрациясы, созылгыштык; касиеп, Морт сынгыштык; температурасы, жумсару жэне титану тем-пературасы. Алынган нэтижелер техникалы; шарттарга сэйкес екенi дэлелделдi.
ТYЙiн сездер: мунай битумдары, пенетрация, созылгышты;, Морт сынгыштык; температура, жумсару жэне тутану температура.
Kipicne. Казiргi кезде езект мэселелердщ б1р1 - ол мунай ;алды;тары-нан алынган битумнын сапасын жогарылату. Битум сапасына эсер ететш ею непзп факторлар: шиюзат сапасы жэне енд1рю технологиясы [1].
Битумдарды алу технологиясы олардын ;урамына едэу1р эсер етед1. Мы-салы, жумсару температурасы б1р жэне б1рдей, шиюзатты колонналы; аппа-ратта жэне ирекп реакторда узд1кс1з тотыщтырган битумдардагы шайырмен ;урамы темен, ал асфальтендермен майлар ;урамы сол шиюзаттан период-ты кубте тоты;тырып алынгандагыдан б1ршама жогары, турл1 тэсшдермен алынган дайын битумдардын компоненттер ;урылысы мен ;асиеттер1нде айырмашылыгы бар.КР-нын стандартымен белгшенетш жол битумдарынын сапалы; керсетюштер1 1-ш1 кестеде бейнеленген.
Каза;станда битум енд1р1сшщ дамуы жэне жагдайы спецификалы; фак-торларга эсер етедь
Олардын б1ршшю1 - битумнын непзп маусымды; маркаларын тандау -жолды;, жол ;урылысы жумыстарымен жэне узд1кс1з функционирленген мунай ендеумен байланысты [2].
1-кесте - ^Р стандартымен белгiленетiн жол битумдарыныц сапалы; кeрсеткiшгерi
Керсеткштердщ аталуы Битум маркалары МЕМСТ
БН 200/300 БН 130/200 БН 90/130 БН 60/90
Иненщ юр утерецдт, 0,1 мм: 250С-да 00С-да 201-300 24 131-200 18 91-130 15 61-90 10 11501
Жумсарту температурасы, 0С, темен емес 33 38 45 41 11507
Созылгыштык, см, 250С-да 00С-дан кем емес - 80 80 70 11508
Сынгыштык температурасы, 00С-дан жогары емес -14 -12 -10 -6 11505
Титану температурасы, 0С-дан кем емес 220 230 230 240 4333
Жумсару температурасыныц кыздырганнан кешнп езгеру1, 0С-дан жогары емес 8 7 6 6 11506
Пентрация индекс -1,5 ден +1,0-ге дешн 22245-90
Суда еритш косылыстардыц массалы; улей, % 0,20 0,20 0,30 0,30 11510
Екiншi фактор - агымдагы бага жYЙесi, eнiм (битум) багасы шикiзат багасынан (мYнай) 60-70%-ын прайды, жэне битум сиякты жогары тущыр-лы мен темен к¥ргайтын ешмдермен технологиялы; операцияларды жYргiзу киындыгы. Нэтижешнде битум eндiрiсiнщ дамуы мен жацаруы Yшiн эсер етпейтiн жYЙелер болып табылады: негiзгi технологиялы; жабдыктар би-тумды кондыргыларыныц физикалы; жэне моральдi тозуы.
Yшiншi фактор - ецдеуге тYсетiн шикiзат (м^най) тыц сапалы; кер-сеткiштерi бакылаусызшашылады. Оныц к¥рамыныц кiшiгiрiм тербелiсi -ароматты жэне парфицщ кeмiрсутектер к¥рамы, асфальтендер жэне баска да компоненттер алынатын битумныц сапасына айтарлыктай эсер етедi.
Шиюзаттагы т^раксыздык, технологиялы; ерекшелiгi вакуумды; экп-луатациядагы колонаныц керi Yлесi: температуралы; режимнщ жэне вакуум терецдтнщ езгеру^ циркуляционды суландырудыц тербелiс саны жэне шиюзатты жYктеу, контакты кондыргыныц эффективтшшнщ жетiспеуi [3].
Битум жэне битумды; материалдар eндiрiсiнiц даму перспективiсi мен жагдайларына жYргiзiлген талдау битум жэне битумды; материалдар ецщр> сшщ замануи камтамасыз етушщ Yш негiзгi багытына назар аударуга негiз болды. М^ндай классификация жеткiлiктi тYрде субъективтi, eзiндiк сипа-тына ие.
Бiрiншi багыт камтамасыз етуге катысты шикiзат сапасымен байла-нысты. Шикiзат сапасыныц б^л мэселесi - жаца емес. Оган субъективтi
ce6enTepMeH ;oca o6'beKTHBTi ce6enTep ge TynTegi. E9piHeH 6ypbiH, eHgipicre cananw TOTbi;;aH ^9He ;angbi; 6myMgapbi eHgipici YmiH apHaöbi mHKi3aT (rygpoH ^9He Ma3yT), afhh apHaöbi M^Haö ;a^eT.
ЭКСПEРHMEНTПК EÖ-HIM
3epTTey o6'beKTici peTiHge A;Tay 6HTyM 3aybiTbiHbiH ^acaHgbi ^onMeH cHHTe3genreH 6myMgapbi anbiHgbi. Tangay YmiH A;Tay 6HTyM 3aybiTbiHbiH 6h-TyM cbrnaManapw anbiHgbi. CbmaMa eKi arperairbi; Typge (I cwHaMa - cyöbi;, II cwHaMa - Karra) 6ongbi.3epTxaHanbi; ^aFgaöga cbmaManapgbiH neHeTpa-цнacн, co3binFbimTbi; ;acueTi, MopT cbiHFbimTbi; TeMnepaTypacw, ^yMcapy ^9He T^TaHy TeMnepaTypacw aHbi;Tangbi.
EuTyM cbmaManapbiHbiH пeнeтpaцнacbI aHbi;Tay YmiH «KOEHLER INC» aBTOMaTTH neHeTpoMeTpi ;ongaHbingbi [4].
neHeTpoMeTpgi KengeHeH 6aFHTT opHanacTbipbin, g9ngiriH TeKcepegi. On YmiH HHeHi anbin neHeTpoMeTpgiH nnyH^eprne Tycipegi. CogaH cor nnyH^ep MeH TeMeqri 6eniri apacbma enmeÖTm cTep^eHgi (40,00±0,05), (50,00±0,05) ^9He (63,00±0,05) opHaTwn, peÖKa ap;binbi HHeHi Tycipegi. neHeTpoMeTp Kep-ceTKimi enmerim crep^eHb 6uiKTiriHe c9HKec Kenyi ;a^eT. ABTOMairbi peneMeH ^a6gbi;TanFaH neHeTpoMeTpgiH emipinyi (5,0±0,1) ceK ^9He (60,00±0,15) ceK apanwFHHga 6onybiH TeKcepy ;a^eT. TeMnepaTypa ^9He HHeHiH eHy TepeHgiri-HiH ^aFgaöw 2-mi KecTege KenTipinreH.
2-KecTe - Пeнeтpaцнa TeMnepaTypacw MeH HHeHiH eHy TepeHgiri
Cbmay TeMnepaTypacbi, °C HHeHiH cTepxem Maccacw »9He ;ocHMma xyK, r HHeHi Tycipy yaK^iTH, c
0,0±0,1 200,00±0,20 60
4,0±0,1 200,00±0,20 60
25,0±0,1 100,00±0,15 5
50,0±0,1 50,00±0,10 5
EepinreH ycTay ya;biTbmaH coh 6myMbi 6ap Ta6a;maHbi cy MOHmacwHaH anbin cHHHMgwnHFH 0,5 gM3 KeM eMec ^anna; Ta6aHgw cyMeH TonTwpwnFaH bigbic;a aywcTwpagw. EuryM YcTiHgeri cy 6uiKTiri 10 mm geH TeMeH 6onMayw ;a^eT ^9He cy TeMnepaTypacw cwHay TeMnepaTypacwHa cgÖKec Keny KepeK.
BIgbicTbi neHeTpoMeTp ycTenrne opHaTbm, HHeHi 6uryM 6eTiHe TYcipegi. HHeHi TYcipy gypbicTbiFbrn cwHaMa 6eTiHe aÖHa Tycipy ap;wnw aHbi;Taögbi.
Ya;HTTH opHaTwn neHeTpoMeTp TeTiKmeciH 6acwn HHeHi 6myM epiTiH-giciHe 5 c apanwFHHga TYcipin, neHeTpoMeTp KepceTKimiH ^a3wn anagw.
Erep neHeTpoMeTp ^apTbinaö aBTOMairbi 6onca mKanaHH 0-re KenTipegi, 9pi ;apaö MexaHH3M 5 c apanwFHHga e3giriHeH ;ocbnagb.
AHw;Taygw 6myMHbiH 9p HyKTecrnge KeM gereHge eKi peT ^ypri3egi. Erep HHeHiH eHyi 200 6ipniKTeH ^oFapw 6onca, KeM gereHge Ym HHeHi ;ongaHagw. CbHay H9TH^eci 3-mi KeceTege KenTipinreH.
3-кесте - Битум сынамаларыньщ пенетрациясы
Сынама Пенетрация, мм
мэш орташа мэш техн. керсетюш
I 6.4 6,2 6.5 6,0 6,4 6,0-9,0
II 18,2 18,4 18,3 18,2 18,2 12,0-18,0
Битумнъщ созылгыштъщ щасиетгн анъщтау. Сынауга Normalab фир-масыньщ дуктилометрi ;олданылды [5]. Дуктилометр электронды ретте-гiшi бар санды; дисплей бар бiр уа;ытта Yш сынаманы 0,1 мм ;адаммен 0-ден 99 мм/мин жылдамды;пен елщеуге мYмкiндiк береди Максималды узындыгы 150 см. Егер Yлгiлер дуктилометрде ^сталмаса, бас;а ваннада, дук-тилометрге ауыстырар алдында, оны сумен толтырады, сына; температурасы бар, сонды;тан, су штифтi кем дегенде 25 мм ;амтуы керек. Дуктилометрдеп су температурасы (25±0,5)°С, сына; кезвдеп 25°С мен 0+0,5°С, 0°С дуктилометрмоторын;осып, битумныцсозылуын;арайды.
Сына;кезiнде 25°С мен 0°С созылужылдамдыгы 5 см/мин болуы;ажет.
Ванна дуктилометр ортасында белiмдi орнату Yшiн 0 °С кезiнде битум созылгыштыгы аны;тауга мYмкiндiк бередi. Талдау нэтижелерi келесi 4-шi кестеде келиршген.
4-кесте - Битумный созылгышты; керсетют
Сынама
Созылгыштык;, см
мэи!
орташа мэш
112 110 111 110
110
II
10 11 12 12
12
I
Битумнъщ жумсару температурасын анъщтау. Сынаманы ;оймалжыц ^йге 90°С-;а дейiн 30 минут ;ыздырады. Арнайы дайындалган массасы 50 г са;иналарга ;^йып ауа температурасында сал;ындатады. Са;инадагы би-тумды аппараттыц жогаргы жагындагы пластиналарга ;ояды. Температурасын аны;тау Yшiн термометрдi аппараттыц орналас;ан платинага бекiтедi. Су моншасын плиткага орналастырып (5±0,5)°С минутына кетерiлетiндей 98
етш моншаны ;ыздырады. Судыц бiркелкi жылуы Yшiн механикалы; немесе ;олдан жасалган араластыргышты ;олданады. Шарды пинцет ар;ылы са-;инаныц ортасына ;ояды. Шарды орналастырган кезде суда ауаныц пайда болуын болдырмау ;ажет.
Егер шар битумды бiрден болса, аны;тауды одан темен температурада аны;тайды. Нэтижелер ;осымша есептеулердi ;ажет етпейдi. Ал жумсару температурасы ретiнде мэннщ арифметикалы; орташасын алады. Талдау нэтижелерi 5-шi кестеде кел^ршген.
5-кесте - Битум сынамаларыныц жумсару температурасы
Сынама
Жумсару температурасы, °C
Орташа мэш
40 42
41 41
41
II
15
16 17 16
16
Битумныц тутану температурасын анъщтау. Титану температурасын ашы; АСО-8 автоматты ;урылгысында аны;тайды. АСО-8 моделi битумныц титану температурасын ашы; Кливленд тигелiнде аны;тайтын TANAKA фирмасыныц автоматты аппараттарыныц бiрi.
АСО-8 автоматты анализаторлардыц сегiзiншi сатысына жатады. АСО-8 анализаторында титану температурасын Кливленд ашы; тигелшде аны;тау толыгымен автоматтандырылган.
Титану температурасы ретiнде ец алгаш;ы кек жалынныц пайда болган кезiн белгiлеп, термометр керсеткiшiн нэтиже ретiне алады. Егер тYсiнiксiз жалын пайда болса жумысты тагы бiрнеше рет ;айталайды. Сынау нэтиже-лерi 6-шы кестеде келтiрiлген.
6-кесте - Битумныц тутану температурасы
Сынама
Тутану температурасы, °C
мэн1
орташа мэн1
220 225 225 225
223
195 200 198 200
198
I
I
II
Фраас бойынша битумныц морт сынгыштыщ температурасын аныщ-тау. Битумныц сынгышты; температурасы Фраас бойынша ВРА-5 авто-матты анализаторында аны;талды. Битумныц сынгышты; температурасы болат пластинага жагылган битум ^абатыныц бетiнде сынаманы 1°С/мин жылдамды;пен суыту ар;ылы минутына бiр рет жиiлiкте иiлу кезшдеп сацы-лаудыц пайда болуымен аны;талады. Битумныц морт сынгыштыгын Фраас бойынша ВРА-5 автоматты анализаторында аны;тау адам факторыныц эсерiн азайтып, талдау уа;ытын ^ыс^артып, нэтижелер дэлдiгiн жа;сартады.
Битум сынамаларын ;оймалжыц кYЙге дейiн 90°С-та 30 минуттай ;ыздырады. Курамында судыц болмауын жэне ауа квпiршiктерi болмауын ;адагалап отырып араластырады. Болат пластинкаларга (0,40±0,01) г масса-дай битум сынамасын жагады. Битум влшендiсi бар пластинкаларды плит-каныц жогаргы бвлшне бал;ыту Yшiн орналастырады да твмецп бвлiгiнен ;ыздырады. Пластинкаларды 1 айн/с жылдамды;пен бурандамен айналдыра отырып иште тYзейдi, содан соц керi багытта пластина бастап;ы багытына келгенше айналдырады, иiлудiц барлы; уа;ыты 20-24 с.
7-кесте - Битумный морт сынгыштык; температурасы
Сынама Морт сынгыштык; температурасы, °С
мэш орташа мэш
-10
I -9 -8 -10 -9,3
-15
II -14 -13 -15 -14,3
Сынауга тек битум сынамасы жагылган пластинаны дайындау ;ажет. Талдау нэтижелерi 7-шi кестеде келтiрiлген.
^орытынды. Мунай битумдары - мунай вндеудеп мацызды внiмдердiц бiрi, жол ;урылысында, гимараттарда, гидро;урылыста жэне бас;а да объек-тiлерде кец ;олданылады.Битумдар квмiрсутектерден жэне олардыц туын-дыларынан туратын ;атты жэне суйы; органикалы; заттар [6]. Мунайдыц жогары молекулалы; ;алды;тарыныц, гудронныц жэне крекинг ;алды;та-рыныц ауадагы оттегiмен тотыгуы нэтижесiнде тущырлыгы жогары, ;атты заттар, ягни мунай битумдары алынады.
Осыган байлынысты жумыста А;тау битум зауытыныц жасанды жол-мен синтезделген битумдары алынды. Сынамалар екi агрегатты; тYрде (I сы-нама - суйы;, II сынама - ;атты) болды. Зертханалы; жагдайында сына-малардыц пенетрациясы, созылгышты; ;асиет^ Морт сынгышты; температурасы, жумсару жэне тутану температуралары аны;талды. ЖYргiзiлген зерттеу нэтижелерi техникалы; шарттармен салыстырылды.
ЭДЕБИЕТ
[1] Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М. Дорожно-строительные материалы. - М.: Транспорт, 2002. - 383 с.
[2] Мозговой В.В. Прогрессивные технологии капитального ремонта дорожных одежд / Дорожная техника. Каталог-справочник. - 2007. - С. 126-139.
[3] Bibette J., Leal-Calderon F., Schmitt V., Poulin P. Emulsion Science. Basic Principles. An Overview. - S. Springer Tracts in modern physics. - 2002. - Vol. 181. - 140 p.
[4] ГОСТ Р 52128-2003. Эмульсии битумные дорожные прямые. Технические условия / Союздорнии, Росдорнии: Введ. 01.10.2003: Взамен ГОСТ 18659-81. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003. - 18 с.
[5] ГОСТ 18659-81. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. - Введ. 01.01.82: Взамен ГОСТ 18659-73. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 12 с.
REFERENCES
[1] Grushko I.M., Korolev I.V., Borshch I.M., Mishchenko G.M. Dorozhno-stroitel'nye materialy. M.: Transport, 2002. 383 p.
[2] Mozgovoj V.V. Progressivnye tekhnologii kapital'nogo remonta dorozhnyh odezhd / Dorozhnaya tekhnika. Katalog-spravochnik. 2007. P. 126-139.
[3] Bibette J., Leal-Calderon F., Schmitt V., Poulin P. Emulsion Science. Basic Principles. An Overview // S. Springer Tracts in modern physics. 2002. Vol. 181. 140 p.
[4] GOST R 52128-2003. Emul'sii bitumnye dorozhnye pryamye. Tekhnicheskie usloviya / Soyuzdornii, Rosdornii: Vved. 01.10.2003: Vzamen GOST 18659-81. M.: IPK Izd-vo standartov, 2003. 18 p.
[5] GOST 18659-81. Emul'sii bitumnye dorozhnye. Tekhnicheskie usloviya. - Vved. 01.01.82: Vzamen GOST 18659-73. M.: Izd-vo standartov, 1981. 12 p.
Резюме
С. С. Сатаева, К. А. Нариков
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БИТУМОВ АКТАУСКОГО НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА
Практика эксплуатации автомобильных дорог РК показывает, что долговечность асфальтобетонных покрытий на них значительно ниже нормативных сроков. Поэтому поддержание автомобильных дорог в состоянии, соответствующем требованиям транспортных потоков, невозможно без применения новых, прогрессивных материалов и технологий. Основным фактором, влияющим на резкое снижение сроков службы дорожных покрытий, является применение в асфальтобетонных смесях, в качестве вяжущего, битума низкого качества, так как микротрещины развиваются преимущественно в его пленке.
В статье рассматрены искусственно синтезированные битумы Актауского битумного завода: изучены следующие показатели нефтяного битума: пенетрация, свойства растяжимости, температура хрупкости, температура размягчения и воспламенения. Доказано, что полученные результаты соответствуют техническим условиям.
Ключевые слова: нефтяные битумы, пенетрация, растяжимость, температура хрупкости, температура размягчения и воспламенения.
Summary
S. S. Satayeva, K. A. Narikov
MAIN INDICATORS OF BITUMENS OF THE AKTAU REFINERY PLANT
The practice of operating highways in the Republic of Kazakhstan shows that the durability of asphalt concrete pavements on them is much lower than the standard terms. Therefore, the maintenance of highways in a condition that meets the requirements of traffic flows is impossible without the use of new, progressive materials and technologies. The main factor affecting a sharp decrease in the service life of road surfaces is the use of low-quality bitumen in asphalt-concrete mixtures as a binder, since microcracks develop mainly in its film.
The article deals with artificially synthesized bitumens of the Aktau bitumen plant: The following indicators of petroleum bitumen were studied: penetration, extensibility properties, brittleness temperature, softening and ignition temperature. It has been proven that the results obtained correspond to the technical specifications.
Keywords: petroleum bitumen, penetration, extensibility, brittleness temperature, softening and ignition temperature.
Information about authors:
Satayeva Safura Sanievna Doctor Ph.D., Assoc Professor. «West-Kazakhstan agrarian-technical university named after Zhangir Khan», high school «Oil, gas and chemical engineering», Uralsk, The Republic of Kazakhstan; sataeva [email protected]; https://orcid.org/0000-0002-2397-9069
Narikov Kanat Amangeldievich Candidate of technical sciences. West-Kazakhstan agrarian-technical university named after Zhangir Khan», high school «Oil, gas and chemical engineering», Uralsk, The Republic of Kazakhstan; [email protected]; https://orcid.org/0000-0001-6459-140X
