ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К ЦИКЛАМ ЗАМОРАЖИВАНИЯ - ОТТАИВАНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.55287/22275398_2026_60_13Ключевые слова:
битумные эмульсии;, эмульгаторы;, кинетическая стабильность;, замораживание-оттаивание.Аннотация
В статье представлено экспериментально-теоретическое обоснование разработки битумных эмульсий, способных сохранять технологическую работоспособность после циклов замораживания-оттаивания. Актуальность обусловлена необходимостью строительства и содержания автомобильных дорог в Арктической зоне и регионах РФ с резко континентальным климатом. В работе выдвинута гипотеза о возможности двухбарьерной стабилизации эмульсий за счет синергии электростатического отталкивания (ДЭС) и структурно-механического барьера (АСС). Проведен скрининг пяти эмульгаторов с использованием ИК-спектроскопии и физико-химических методов. Наиболее перспективным признан катионный модифицированный лигнин Indulin W-5. На его основе разработана эмульсия и оценено изменение ключевых показателей после 20 циклов замораживания-оттаивания. Экспериментально подтверждено, что сохранение свойств битумной эмульсии возможно до 15 циклов, после чего происходит деградация системы вследствие коалесценции глобул и нарушения межфазных слоев.
Библиографические ссылки
1. Decree of the President of the Russian Federation No. 645, October 26, 2020. On the Strategy for the Development of the Arctic Zone of the Russian Federation and Ensuring National Security for the Period up to 2035. Available at: https://docs.cntd.ru/document/566091182 (accessed 20 July 2026). [in Russian].
2. Meng, Y., Chen, J., Kong, W., & Hu, Y. (2023). Review of emulsified asphalt modification mechanisms and performance influencing factors. Journal of Road Engineering, 3(2), 141–155. https://doi.org/10.1016/j.jreng.2023.01.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jreng.2023.01.006
3. GOST R 58952.1–2020. Public roads. Road bitumen emulsions. Technical requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/573156105 (accessed 20 July 2026). [in Russian].
4. Yang, Y., Sun, Z., Yang, Y., et al. (2022). Effects of freeze–thaw cycles on performance and microstructure of cold recycled mixtures with asphalt emulsion. Coatings, 12(6), Article 802. https://doi.org/10.3390/coatings12060802 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings12060802
5. Tadros, T. F. (2018). Formulation Science and Technology. Vol. 1: Basic Theory of Interfacial Phenomena and Colloid Stability. Berlin; Boston: De Gruyter, 430 p. Available at: http://elib.fa.ru/ebsco/1819489.pdf (accessed 20 July 2026).
6. Rokhas Rodriges, I. M. (2024). Obrazovanie, stabilizatsiya i razdelenie vodoneftyanykh emulsiy [Formation, stabilization and separation of water–oil emulsions]. Kazan: Kazan Federal University, 73 p. Available at: https://kpfu.ru/staff_files/F_1302247063/Rokhas_Rodriges_I.M._Uchebno_metodicheskoe_posobie__Emulsiya_27.06_2.pdf (accessed 20 July 2026). [in Russian].
7. Moran, K. (2007). Roles of interfacial properties on the stability of emulsified bitumen droplets. Langmuir, 23(8), 4167–4177. https://doi.org/10.1021/la063290r DOI: https://doi.org/10.1021/la063290r
8. Korotkov, A. V., & Vysotskaya, M. A. (2016). Issledovanie vliyaniya tipa mineralnoy podlozhki i emulgatora v sostave vodnoy fazy dlya bitumnykh emulsiy na kraevoy ugol smachivaniya [Investigation of the influence of mineral substrate type and emulsifier in the aqueous phase of bitumen emulsions on the contact angle]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova, (2), 6–10. [in Russian].
9. Nozière, B., Gérard, V., Ferronato, C., & Baduel, C. (2017). Extraction and characterization of surfactants from atmospheric aerosols. Journal of Visualized Experiments, 2017(122), e55622. https://doi.org/10.3791/55622 DOI: https://doi.org/10.3791/55622
10. Yang, Z., Jiang, C., Xiang, Q., et al. (2025). Probing the stability of emulsified asphalts: A dual analysis of zeta potential and particle size. Fuel, 396, Article 135266. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135266 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135266
