The object of research, development or design (in Russian) : Объектами исследования являются нефтяные битумы ТОО «CASPI BITUM «БК», обычная резиновая крошка, девулканизированная резиновая крошка, резино-полимерные вяжущие.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объектілері: «CASPI BITUM BK» ЖШС мұнай битумдары, қалыпты резеңке үгіндісі, девулканизацияланған резеңке үгіндісі, резеңке-полимерлік байланыстырғыштар.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является исследование и разработка технологии модификации нефтяных битумов резинотехническими отходами для утилизации резинотехнических изделий и улучшения физико-химических реологических характеристик битумов Республики Казахстан.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты – резеңке-техникалық бұйымдарды қайта өңдеп кәдеге жарату және Қазақстан Республикасы битумдарының физика-химиялық реологиялық сипаттамаларын жақсарту үшін резеңке-техникалық қалдықтармен мұнай битумдарын модификациялау технологиясын зерттеу және әзірлеу болып табылады

Методы исследования (на русском) : На первом этапе проекта с целью определения состава и физико-химических свойств резиновых крошек для применения в битумной модификации применялись метод ситового анализа, методы определения удельного веса, твердости и прочности,а также для синтеза резино-битумных вяжущих применялась специальная установка - лабораторный сдиговый эмульсатор . На протяжении всего проекта для анализа резино-битумных вяжущих использовались пенетрометр, аппарат для определения температуры размягчения, прибор для определения хрупкости по Фраас, дуктилометр. Исследование структуры резиновых битумных вяжущих проводилось с помощью сканирующей электронной микроскопии и оптической микроскопии. Структурные особенности девулканизированных резиновых крошек были изучены методом Фурье-преобразовательной инфракрасной спектроскопии. Определение вязкоупругих свойств битумных систем проводили с помощью динамического реометра сдвига Anton Paar

Методы исследования (на казахском) : Жобаның бірінші кезеңінде битум модификациясында қолдану үшін резеңке үгінділерінің құрамы мен физика-химиялық қасиеттерін анықтау мақсатында електік талдау әдісі, меншікті салмағы, қаттылығы мен беріктігін анықтау әдістері қолданылды, сондай-ақ, резеңке-битумды байланыстырғыштарды синтездеу үшін зертханалық жоғары ығысу эмульсаторы арнайы қондырғы қолданылды. Жобаның барлық кезеңінде резеңке-битумды байланыстырғыштарды талдау үшін пенетрометр, жұмсару температурасын анықтауға арналған аппарат, Фраас бойынша сынғыштықты анықтауға арналған аспап, дуктилометр пайдаланылды. Резеңке битумды байланыстырғыштардың құрылымын зерттеу сканерлеуші электронды микроскопия және оптикалық микроскопия арқылы жүргізілді. Девулканизацияланған резеңке үгінділерінің құрылымдық ерекшеліктері Фурье-түрлендіргіш инфрақызыл спектроскопия әдісімен зерттелді. Битум жүйелерінің тұтқыр-серпімді қасиеттерін анықтау Anton Paar динамикалық ығысу реометрін қолдану арқылы жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В процессе модификации битумов изучены физико-химические характеристики модифицированных битумов и выявлено: -Установлено, что размер и фракция резиновой крошки оказывают существенное влияние на структуру и реологические свойства битумных вяжущих. - Системы модифицированные резиновой крошкой, девулканизированной механо-химическим способом проявили высокую устойчивость к деформациям при повышенных температурах и сохраняют эластичность при низких температурах. - Показано, что резино-полимерные композиты значительно улучшают реологические и физико-механические свойства битумов: увеличивается комплексный модуль сдвига, снижается фазовый угол, повышается устойчивость к пластическим деформациям при высоких температурах. - Эксперименты показали, что эпоксидная смола в количестве 2–4% способствует увеличению структурной прочности и термостабильности битума, а моторное масло, действуя как пластификатор, облегчает диффузию компонентов и образование пространственной сетки. - На основании экспериментальных данных разработаны и предложены две технологические схемы модификации битумов резинотехническими отходами. Новизна первой схемы - реализовано постепенное введение резиновой крошки и многократная циркуляция смеси через систему вентилей, что обеспечивает равномерное диспергирование и предотвращает засорение оборудования, второй - в зависимости от степени девулканизации предусмотрено одно- или двухэтапное введение крошки и одно- или двукратная прокачка через коллоидную мельницу.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Битумды модификациялау процесінде модификацияланған битумның физико-химиялық қасиеттері зерттеліп, мыналар анықталды: - Резеңке үгіндісінің мөлшері мен үлесі битум байланыстырғыштардың құрылымы мен реологиялық қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететіні анықталды. - Механикалық және химиялық жолмен девулканизацияланған резеңке үгінділерімен модификацияланған жүйелер жоғары температурада деформацияға жоғары қарсылықты және төмен температурада серпімділікті сақтады. - Резеңке-полимерлі композиттер битумның реологиялық және физикалық-механикалық қасиеттерін айтарлықтай жақсартатыны көрсетілді: күрделі ығысу модулі артады, фазалық бұрыш төмендейді, ал жоғары температурада пластикалық деформацияға төзімділік артады. - Тәжірибе көрсеткендей, 2-4% концентрациядағы эпоксидті шайыр битумның құрылымдық беріктігі мен термиялық тұрақтылығын арттыруға ықпал етеді, ал қолданылған мотор майы пластификатор ретінде әрекет ете отырып, компоненттердің диффузиясын және кеңістіктік желінің қалыптасуын жеңілдетеді. - Эксперименттік мәліметтер негізінде резеңке қалдықтарымен битумды модификациялаудың екі технологиялық схемасы әзірленді және ұсынылды. Бірінші схема біркелкі дисперсияны қамтамасыз ететін және жабдықтың бітелуін болдырмайтын вентиль жүйесі арқылы резеңке үгіндісін және қоспаның көп айналымын біртіндеп енгізуді қамтиды. Екінші жобада девулканизация дәрежесіне қарай үгіндіні бір немесе екі сатылы енгізу және коллоидтық диірмен арқылы бір немесе екі рет айдау қарастырылған.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Для модификации битума использовались резиновая крошка фракции 2,0–2,5 мм, девулканизированная резина и полимерные добавки. В ходе исследований разработаны две технологические схемы: – базовая схема (ёмкость предварительного смешения → коллоидная мельница → ёмкость созревания); – усовершенствованная схема с добавлением двухвалковой смесительной мельницы, где реализуется механо-химическая девулканизация резиновой крошки перед введением в битум. В результате температура размягчения повышена до 80–94 °C, упругое восстановление составляет ≥ 50–55 %, улучшена морозостойкость. Экономическая эффективность – 0,68–0,98 млн €/год за счёт перехода на крупную крошку и частичной замены пластификаторов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Битумды модификациялау үшін 2,0–2,5 мм фракциялы резеңке үгіндісі, девулканизацияланған резеңке және полимерлі қоспалар қолданылды. Жүргізілген зерттеу нәтижесінде екі технологиялық схема әзірленді: базалық (алдын ала араластыру сыйымдылығы – коллоидтық диірмен – жетілу сыйымдылығы) және жетілдірілген (екі білікті смесильді диірмен қосылған механо-химиялық девулканизация кезеңі бар). Модификация нәтижесінде жұмсару температурасы 80–94 °C дейін артты, серпімділік ≥ 50–55 %, аязға төзімділік жақсарды. Экономикалық тиімділік – ірі фракциялы крошканы пайдалану есебінен жылына 0,68–0,98 млн €/жыл үнемге қол жеткізілді.

Level of implementation (in Russian) : Разработаны рекомендации и исходные данные по использованию результатов НИР : 1. Рецептуры и составы. – Битум + резиновая крошка (CRM): фракция 2,0–2,5 мм, содержание 15 %, смешение при 190 °C, созревание при 160 °C; повышение теплостойкости до 94 °C и эластичности. – Девулканизированная крошка (DVR): механо-химическая обработка на двухвалковой мельнице (60–100 °C); улучшенная совместимость с битумом и формирование эластичной сетчатой структуры. – Резино-полимерные композиции (RPC): ПЭ/ПП 20–30 %, повышение температуры размягчения более чем на 20 °C, упругое восстановление 54–55 %. – Системы с отработанным маслом и эпоксидной смолой: ЭД-20 – 2 %, масло – 2–4 %, крошка – 15 %; предварительное смешение «крошка + масло(±ЭД-20)» улучшает совместимость и снижает вязкость. 2. Технологические схемы. – Базовая: предварительное смешение → коллоидная мельница → созревание; поэтапное введение крошки и рециркуляция. – Усовершенствованная: добавлена двухвалковая мельница для девулканизации; однократная/двукратная прокачка через коллоидную мельницу. 3. Контроль качества. Температура размягчения ≥ 80 °C; упругое восстановление ≥ 50 %; улучшенные низкотемпературные свойства; визуальный и ситовой контроль дисперсности. 4. Регламент внедрения. Подготовка и сортировка сырья, фильтрация масел; смешение по схеме «крошка + масло(±ЭД-20) → битум»; 1–2 прохода через коллоидную мельницу; созревание при 160 °C с контролем параметров.

Level of implementation (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерін нақты пайдалану бойынша қысқаша ұсынымдар мен бастапқы деректер жасақталды 1. Рецептуралар: – Битум + резеңке крошка (CRM): фракциясы 2,0–2,5 мм, мөлшері ~15 %, араластыру 190 °C-та, жетілу 160 °C-та; жұмсару температурасы 94 °C-қа дейін артады. – Девулканизацияланған крошка (DVR): екі білікті диірменде механо-химиялық өңдеу (60–100 °C); құрылымы біртекті, серпімді. – Резеңке-полимер композициясы (RPC): ПЭ/ПП (20–30 %), жұмсару температурасы +20 °C-тан жоғары, серпімділік 54–55 %. – Май және эпоксидті шайыр (ЭД-20) бар жүйелер: ЭД-20 – 2 %, май – 2–4 %, крошка – 15 %; алдын ала араластыру «крошка + май(±ЭД-20)» – тұтқырлықты азайтады және үйлесімділікті арттырады. 2. Технологиялық схемалар: – Базалық: алдын ала араластыру → коллоидтық диірмен → жетілу сыйымдылығы; кезең-кезеңімен енгізу және рециркуляция. – Жетілдірілген: екі білікті диірмен арқылы девулканизация → бір немесе екі мәрте коллоидтық диірменнен өткізу. 3. Сапаны бақылау: Жұмсару температурасы ≥ 80 °C, серпімділік ≥ 50 %, аязға төзімділік жақсарған, қоспа біртекті, агломераттар жоқ. 4. Өндірістік регламент: Шикізатты сұрыптау және дайындау → араластыру реті «крошка + май(±ЭД-20) → битум» → 1–2 мәрте коллоидтық диірменнен өткізу → жетілу 160 °C-та бақылаумен жүргізіледі.

Efficiency (in Russian) : Разработанная технология отличается высокой экологической и экономической эффективностью. Она обеспечивает утилизацию отработанных моторных масел и резинотехнических отходов, снижает расход сырья и энергопотребление, повышает качество и долговечность дорожных покрытий.Модификация битума девулканизированной резиной и полимерными добавками обеспечивает получение вяжущих с повышенной термостабильностью и эластичностью, устойчивых как к высоким, так и к низким температурам.Достигнутые эксплуатационные показатели (T_soft, упругое восстановление, пенетрация, критическая температура до 94 °C) соответствуют лучшим практикам модификации битумов (PMB/CRM) и по отдельным параметрам не уступают полимерно-битумным системам на SBS в целевом классе. Технологические решения (механо-химическая DVR + многоразовая прокачка + порядок загрузки) образуют конкурентоспособный, масштабируемый и экологичный процесс

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген технология экологиялық және экономикалық тұрғыдан тиімді болып табылады. Ол пайдаланылған мотор майларын және резеңке-техникалық қалдықтарды қайта өңдеу арқылы шикізаттық шығындарды азайтады, энергияны үнемдейді және жол жабындарының сапасын арттырады.Битумды девулканизацияланған резеңке және полимерлі қоспалармен модификациялау нәтижесінде алынған байланыстырғыштар жоғары және төмен температураларда тұрақтылық танытады, серпімділігі мен термотұрақтылығы жақсарады. Қол жеткізілген пайдалану көрсеткіштері (T_soft, серпімді қалпына келтіру, ену, сыни температура 94 °C дейін) битумдарды модификациялаудың үздік тәжірибелеріне (PMB/CRM) сәйкес келеді және жекелеген параметрлер бойынша мақсатты сыныптағы SBS полимерлі-битумдық жүйелерден кем түспейді. Технологиялық шешімдер (механикалық-химиялық DVR + қайта пайдалануға болатын айдау + жүктеу тәртібі) бәсекеге қабілетті, масштабталатын және экологиялық таза процесті құрайды.

Field of application (in Russian) : Область применения работы -производство битумов, дорожное строительство.

Field of application (in Kazakh) : Жұмыстың қолданылу саласы – битум өндірісі, жол құрылысы.