Структуроутворення в контактній зоні як основа формування водостійкості асфальтобетонів
Забезпечення тривалої стійкості бетонів до агресивної дії води. Закономірності структуроутворення в контактній зоні. Дослідження механізму формування граничних шарів бітуму на поверхні мінеральних матеріалів та їх вплив на водостійкість асфальтобетону.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 31.01.2014 |
Размер файла | 65,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури
05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук
Структуроутворення в контактній зоні як основа формування водостійкості асфальтобетонів
Жданюк Валерій Кузьмович
Харків - 2000
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Харківському державному автомобільно-дорожньому технічному університеті Міністерства освіти і науки України.
Науковий консультант: заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор
Золотарьов Віктор Олександрович, Харківський державний автомобільно-дорожній технічний університет, завідувач кафедрою технології дорожньо-будівельних матеріалів.
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, професор Чернявський Вячеслав Леонідович, Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедрою фізико-хімічної механіки і технології будівельних матеріалів і виробів;
доктор технічних наук, професор Братчун Валерій Іванович, Донбаська державна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедрою технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг;
- доктор технічних наук, професор Мозговий Володимир Васильович, Український транспортний університет, завідувач кафедрою дорожно-будівельніх матеріалів і хімії.
Провідна установа: Харківська державна академія залізничного транспорту Міністерства транспорту України.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва і архітектури (61002, м. Харків, вул. Сумська, 40).
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, доцент Ємельяненко М.Г.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність роботи. Руйнування, що пов'язані з низькою водостійкістю асфальтобетонів, для більшості областей України складають до 30% від загальної кількості дефектів, які спостерігаються на асфальтобетонних покриттях. Причиною інтенсивного руйнування верхніх шарів асфальтобетонних покриттів є недостатній опір плівок бітуму на поверхні мінеральних матеріалів відшаровуючій дії води. Це відбивається на скороченні міжремонтних термінів служби покриттів до 4-6 років на приміських дорогах і до 2-3 років у містах, що потребує значних фінансових, енергетичних та матеріальних затрат на їх ремонт.
Таким чином, актуальність роботи обумовлена необхідністю розв'язання важливої народногосподарської проблеми - підвищення довговічності покриттів автомобільних доріг, забезпеченням тривалої стійкості асфальтобетону до агресивної дії води.
Зв'язок з науковими програмами. Результати роботи являються складовою частиною наукових досліджень, які виконані у рамках держбюджетної науково-дослідної теми Міністерства Освіти України (01-53-97), а також тематичних планів науково-дослідницьких робіт Корпорації “Укравтодор” Міністерства Транспорту України за 1987…1988 рр. і 1995…1997 рр. (теми 82-03-87; 35/47-07-95; 36/47-07-95; 3/47-17-96).
Метою роботи є встановлення закономірностей структуроутворення в контактній зоні, а також руйнування плівок нафтових бітумів на поверхні мінеральних матеріалів від дії води, а потім, на основі встановлених закономірностей, уточнення і розробка технологічних заходів формування такої структури, яка забезпечила б тривалу стійкість бетонів до агресивної дії води.
Для реалізації вказаної мети поставлені такі задачі дослідження:
1. Вивчення механізму формування контактної зони у асфальтобетоні, для чого необхідно:
1.1 Дослідити механізм формування граничних шарів бітуму на поверхні мінеральних матеріалів і їх вплив на водостійкість асфальтобетону;
1.2 Виконати теоретичний аналіз впливу природи і дисперсності складових мінеральної частини асфальтобетонних сумішей на водостійкість асфальтобетону і обґрунтувати можливість її забезпечення спеціальними технологічними способами;
1.3 Дослідити, за допомогою фізико-хімічних методів аналізу, особливості взаємодії нафтових бітумів з поверхнею мінеральних матеріалів різної природи.
2. Експериментально вивчити роль грубо- і дрібнодисперсної складової мінеральної частини асфальтобетонних сумішей, з урахуванням вмісту і в'язкості бітуму, у забезпеченні тривалої водостійкості асфальтобетону.
3. Ґрунтуючись на уявленнях про механізм формування контактної зони розробити і експериментально перевірити технологічні способи підвищення тривалої водо- і морозостійкості асфальтобетонів.
4. Розробити ресурсозберігаючі технологічні способи виготовлення асфальтобетонів підвищеної водостійкості.
5. Дослідити вплив складу і структурних особливостей окислених в'яжучих на міцність, в'язкопружні властивості і водостійкість асфальтобетонів.
6. Виконати промислову перевірку і впровадження результатів досліджень у виробництво.
Об'єктом дослідження є процес формування структури контактної зони асфальтобетону.
Предметом дослідження є контактна зона асфальтобетону.
Методи дослідження. Механізм розподілу компонентів бітуму у граничних шарах досліджували методом оптичної спектроскопії, люмінесцентної дефектоскопії, диференційної скануючої калориметрії і ділатометрії. Дослідження природи адсорбційних зв'язків, що утворюються між компонентами бітуму і поверхнею мінеральних матеріалів різного походження, виконані методом інфрачервоної спектроскопії. Методом сепарації часток порошку у електричному полі високої напруженості досліджені електроповерхневі властивості мінеральних підкладок. Також використані стандартизовані методики визначення показника водостійкості бітумних плівок на мінеральній поверхні, коефіцієнтів водостійкості і характеристик міцності асфальтобетонів.
Наукова новизна отриманих результатів:
- розроблена концепція “слабких” граничних шарів бітуму у контактній зоні і розглянуто їх вплив на водостійкість асфальтобетону;
- доповнені уявлення про закономірності змочування поверхні різних за походженням мінеральних матеріалів і основних породоутворюючих мінералів водою і бітумом;
- запропоновані критерії прогнозування здатності мінеральних матеріалів забезпечувати водостійкість асфальтобетону;
- отримані нові експериментальні дані про теплофізичні властивості нафтових бітумів, та їх складових - асфальтени, спирто-бензольні смоли, петролейно-бензольні смоли і масла, а також асфальтов'яжучих;
- доповнені уявлення про роль щебеню і мінерального порошку у забезпеченні водо- і морозостійкості асфальтобетонів;
- розроблені та захищені авторськими свідоцтвами, технологічні способи підвищення тривалої водо- і морозостійкості асфальтобетонів.
Практичне значення отриманих результатів полягає:
- у розробці технологічних способів виготовлення окислених в'яжучих із складеної вуглеводневої сировини і асфальтобетонних сумішей, які забезпечують охорону навколишнього середовища завдяки використанню відходів промисловості;
- у розробці нормативних документів: ДСТУ Б.В. 2.7-81-98 “Бітуми нафтові дорожні в'язкі. Методи визначення показника зчеплення з поверхнею скла і кам'яних матеріалів”; ДСТУ “ Суміші асфальтобетонні дорожні, аеродромні і асфальтобетон. Технічні умови” (проект);
- у викладенні положень дисертаційної роботи у Харківському державному автомобільно-дорожньому технічному університеті у дипломному проектуванні і підготовці аспірантів;
- у реалізації результатів роботи при будівництві асфальтобетонних покриттів у дорожніх організаціях Харківської, Запорізької, Луганської і Сумської областей.
Особистий внесок здобувача. Розроблена і сформульована концепція “слабких” граничних шарів бітуму у контактній зоні, а також обґрунтована їх роль у забезпеченні тривалої водостійкості асфальтобетону. Експериментально визначені закономірності змочування поверхні різних за походженням мінеральних матеріалів і породоутворюючих мінералів водою, бітумом і асфальтов'яжучими. На основі узагальнення експериментальних результатів визначені критерії оцінки здатності мінеральних матеріалів забезпечувати тривалу водостійкість асфальтобетону. Виконані дослідження взаємодії бітумів з поверхнею мінеральних матеріалів різного генезису, а також теплофізичні властивості бітумів різних структурних типів, їх компонентів, а також асфальтов'яжучих, за допомогою сучасних фізико-хімічних методів. Теоретично обґрунтовані технологічні способи підвищення водостійкості асфальтобетонів. Частина результатів досліджень, що ввійшли у дисертаційну роботу, отримана здобувачем при виконанні держбюджетної і госпдоговірних науково-дослідницьких робіт, відповідальним виконавцем і науковим керівником яких він був. Автором особисто опубліковано 9 наукових статей.
Апробація результатів роботи. Основні результати досліджень доповідались на міжнародних наукових конференціях: “Развитие технической химии в Украине” (Харків 1995, 1997 рр.); “Теория и практика строительства и строительных материалов” (Суми, 1994 р.); “Ресурсосберегающие технологии в производстве строительных материалов” (Макіївка,1995 р.); на науково-технічних конференціях (Харків, 1987 р.; Челябинськ, 1988 р.; Володимир, 1988р.; Волгоград, 1989р.; Харків,1989 р.; Суздаль, 1989 р.; Вороніж, 1990 р.; Саранськ, 1990 р.; Володимир, 1990 р.; Бєлгород,1991 р.; Володимир, 1991 р.; Харків, 1991 р.; Суздаль, 1992, 1994 рр.; Київ, 1994 р.); на науково-практичній конференції (Харків, 1991 р.), а також на щорічних наукових сесіях ХДАДТУ (1987-2000 р).
Публікації. По матеріалах дисертації опубліковано 30 статей і 19 тез доповідей, отримано 3 авторських свідоцтва на винахід.
Структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, семи розділів, загальних висновків, списку використаних джерел із 303 найменувань. Вона вміщує 370 сторінок друкарського тексту , 68 рисунків, 58 таблиць та 1 додаток на 28 сторінках.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність досліджень, викладена їх мета, наукова новизна і практичне значення.
У першому розділі наведено огляд і аналіз результатів існуючих досліджень, пов'язаних з тривалою водостійкістю асфальтобетонів. В різні періоди їм були присвячені роботи І.М. Борща, М.І. Волкова, Л.Б. Гезенцвея, В.М. Гоглідзе, М.В. Горєлишева, Л.М. Гохмана, В.О. Золотарьова, Я.М. Ковальова, А.С. Колбановської, І.В. Корольова, М.М. Короткевича, А.І. Лисіхіної, М.М. Першина, Б.Г. Печьоного І.М. Руденської, А.В. Руденського, І.О. Риб'єва, Т.Г. Риб'євої, В.М. Смірнова, Г.К. Сюньї, Л.С. Терлецької, Л.М. Ястребової, М. Дюр'є, Ч. Макка, Ж. Рамона, А. Рене, Д. Розе та ін.
Як показав аналіз, властивості індивідуальних компонентів асфальтобетонної суміші суттєво впливають на структуроутворення в контактній зоні і, відповідно, водостійкість асфальтобетону. При цьому, контактною зоною пропонується вважати зону, яка обмежена поверхнями сусідніх мінеральних зерен у складі асфальтобетону. В неї входять: границя розділу фаз, граничний шар бітуму та мінеральної частки. Граничний шар бітуму представляє собою шар, властивості якого змінюються під впливом поля поверхневих сил мінеральної поверхні, у порівнянні з об,ємним бітумом. У граничний шар входить адсорбційний шар бітуму, який формується в результаті безпосереднього контакту молекул найбільш активних компонентів бітуму з мінеральною поверхнею.
При об,єднанні бітуму з мінеральними матеріалами формуванню бітумних плівок передують слідуючі процеси: розтікання і змочування мінеральної поверхні, утворення площі контакту між двома фазами, адсорбція окремих компонентів бітуму і вибіркова дифузія низькомолекулярних вуглеводнів у пори мінерального матеріалу. Завершуються відмічені процеси формуванням між бітумом і поверхнею мінерального матеріалу адгезійних зв'язків.
Відповідний вплив на здатність бітуму змочувати мінеральну поверхню має його в'язкість. Але, єдиного погляду на роль змочування і його вплив на інтенсивність взаємодії бітуму з мінеральним матеріалом не існує. Одні дослідники стоять на точці зору, згідно якої водостійкість бітумних плівок на поверхні мінерального матеріалу зв'язана прямопропорційною залежністю із змочуючою здатністю бітуму, інші відкидають подібну залежність. Усе ж, мабуть, не слід недооцінювати здатність бітуму змочувати поверхню мінерального матеріалу, бо кінцевий етап процесу змочування повинен завершуватися формуванням на поверхні мінерального матеріалу достатньо стійких до відшаровуючої дії води бітумних плівок.
Найбільше розповсюдження отримав метод визначення водостійкості бітумних плівок на поверхні мінерального матеріалу, розроблений А.І. Лисіхіною і вдосконалений А.С. Колбановською, який оснований на дії води, при температурі кипіння, на бітумомінеральну суміш. З тим, цьому методу властива висока ступінь суб'єктивності при порівняльній оцінці водостійкості бітумних плівок на мінеральній поверхні.
Технологічне забезпечення стійкості бітумних плівок на поверхні кам'яних матеріалів, при тривалій дії води на асфальтобетон, є темою багаточисельних досліджень. Більша частина цих досліджень ставить за мету підвищення адгезійної активності бітуму, або поверхні міжфазного розділу, введенням модифікуючих добавок на поверхню заповнювача, чи збудженням його активного енергетичного стану.
При узагальненні результатів теоретичного огляду відзначено, що немає єдиної точки зору у питаннях впливу генезису мінеральних матеріалів на водостійкість бітумних плівок на їх поверхні, що існують різні погляди на природу адсорбційних зв'язків на границі розділу бітум - поверхня мінерального матеріалу із основних гірських порід і на роль змочування мінеральної поверхні бітумом у забезпеченні водостійкості асфальтобетону, а також відсутні стандартизований кількісний метод визначення показника водостійкості бітуму на мінеральній поверхні і загальноприйняті уявлення про механізм формування структури контактної зони і її вплив на водостійкість асфальтобетону, що вимагає продовження системних досліджень у цьому напрямку.
У другому розділі наведено теоретичне обґрунтування механізму формування структури контактної зони в основу якого покладено концепцію “слабких” граничних шарів бітуму і гіпотезу про переважне концентрування низькомолекулярних компонентів бітуму на поверхні мінерального матеріалу, а також способів регулювання водостійкості асфальтобетонів.
Процес формування контактної зони, що починається на стадії об,єднання бітуму з кам'яними матеріалами, продовжується аж до укладання, ущільнення суміші, вистигання асфальтобетону, і складається із декількох стадій:
- розтікання і змочування бітумом поверхні мінеральних матеріалів різного генезису і дисперсності;
- встановлення адсорбційного контакту, яке пов'язане з міжмолекулярною взаємодією у бітумі і залежить від інтенсивності процесів адсорбції, а також дифузії компонентів бітуму в пори мінерального матеріалу;
- формування структури бітумних плівок при вистиганні, що супроводжується утворенням граничного шару бітуму, який відрізняється за властивостями від об,ємного бітуму.
При розтіканні бітуму по шорсткій мінеральній поверхні йому необхідно витиснути повітря із кожного заглиблення. Якщо повітря витиснене неповністю, його пухирі залишаються між мінеральною поверхнею і затвердлою бітумною плівкою і стають центрами концентрації напруг при руйнуванні плівки. Із повітря на мінеральну поверхню можуть попасти різні домішки, самі кам'яні матеріали, особливо щебінь, недостатньо чисті - вміщують на поверхні шар пилувато-глиняних часток, або продукти хімічних реакцій, що також ослаблює взаємодію бітуму з поверхнею. Утворення на границі розділу “слабких” граничних шарів пов'язане, насамперед, з умовами нанесення бітуму і його розтікання і викликає виникнення у контактній зоні дефектів - зон порушення суцільного контакту між в'яжучим і мінеральною поверхнею. Вказані причини виникнення “слабких” граничних шарів бітуму у контактній зоні пов'язані, у першу чергу, з технологічними факторами.
В реальних асфальтобетонних сумішах мінеральна частина представлена набором мінеральних зерен різної дисперсності. При введенні бітуму на мінеральну частину суміші одночасно проходить іммерсійне і контактне змочування, при цьому наряду з твердою мінеральною поверхнею контактує третя фаза - повітря. Дрібнодисперсні зерна поглинаються краплями бітуму на початку, а змочування грубодисперсних зерен триває і закінчується на останній стадії, яка залежить від прийнятого способу змішування, тобто, процес перемішування бітуму з мінеральною частиною суміші полягає, в основному, у розподіленні асфальто-в'яжучого по поверхні грубодисперсних зерен. Природньо, що процесу розподілення бітуму між дрібними і великими зернами перешкоджає зростання початкової в'язкості, внаслідок структуруючої дії на бітум мінерального порошку. Отже, виходячи з основних положень статистичної теорії міцності, згідно якої більша міцність зразків малих розмірів пояснюється меншою імовірністю присутності у об'ємі небезпечних дефектів зклейки, можна зробити припущення, що більша площа і шорсткість поверхні зернин щебеню, у порівнянні з зернами мінерального порошку і піску, викликає більшу імовірність формування на його поверхні “слабких” граничних шарів, схильних відшаровуватися при дії води.
Крім технологічних причин виникнення “слабких” граничних шарів існують інші, які пов'язані з умовами адсорбційної взаємодії бітуму з мінеральною поверхнею. Структуроутворенню граничного шару передує адсорбція на мінеральній поверхні найбільш активних компонентів бітуму. Виходячи з різних значень молекулярної маси і поверхневого натягу окремих компонентів бітуму, по аналогії з полімерами, можливо зробити передумову, з врахуванням геометричної гетерогенності, що при контакті поверхні мінерального матеріалу з бітумом на границі розділу концентруються низькомолекулярні фракції з більшою кінетичною енергією теплової рухливості молекул, меншим розміром молекул і міжмолекулярною взаємодією, тобто молекули масел формують адсорбційний шар. Адсорбційна взаємодія молекул, які безпосередньо контактують з поверхнею, безперечно пов'язана з пересуванням деякої частини низькомолекулярних компонентів бітуму із об'єму до границі розділу. Як наслідок, поблизу адсорбційного шару з,являється рихлий підшарок із якого масла частково перейшли в ущільнений адсорбційний шар, а смоли і асфальтени, не маючи достатніх можливостей для вільного пересування, утворюють “розрихлену” зону на його зовнішній границі, яка є найбільш нестійкою при тривалій дії води на контактну зону.
Поверхневі явища на границі розділу фаз приводять до зміни властивостей граничних шарів по мірі віддалення від границі розділу. По відношенню до граничних шарів бітуму на поверхні мінеральних матеріалів може бути використане поняття про ефективну товщину шару і її залежність від тих властивостей, за якими вона визначається. Товщина граничного шару, яку можливо встановити оцінкою зміни тих чи інших властивостей, є величиною, яка визначається здатністю граничного шару бітуму змінюватися на вплив зовнішніх факторів. У цьому закладений один із рівнів мікрогетерогенності граничних шарів. Відмінність у стані молекул на різній відстані від поверхні створює новий рівень мікрогетерогенності, тому що це визначає характер взаємного розташування молекул, тобто їх пакування, і, звідси, щільність граничного шару, на різній відстані від мінеральної поверхні, різна. Характер цієї мікрогетерогенності і відстань від поверхні, на якій вона проявляється, залежить від властивостей, як бітуму, так і мінеральної поверхні. Зміна молекулярної рухливості, в результаті утворення адсорбційних зв'язків, торкається не тільки адсорбційного, але і граничного шару, тому що поверхневі сили мінерального матеріалу позначаються на дальшому віддаленні від границі розділу. У зворотньому випадку, граничні шари неможливо було б виявити експериментально, наприклад, визначаючи величину когезійної міцності бітумних плівок різної товщини на мінеральній поверхні. Ефект далекодії поверхневих сил мінерального матеріалу можливо пояснити, якщо припустити, що вплив поверхні на молекули, які безпосередньо не контактують з нею, передається, за рахунок міжмолекулярних сил, на найближчі молекули. Отже, якщо сили міжмолекулярної взаємодії у самому бітумі великі, то зміна властивостей бітуму у граничному шарі під впливом мінеральної поверхні розповсюджується на порівняно більші відстані від неї внаслідок того, що її вплив на молекули, які безпосередньо з нею контактують, передається, завдяки сильній міжмолекулярній взаємодії, на більш віддалені шари бітуму.
Непрямим підтвердженням гіпотези про переважне концентрування низькомолекулярних компонентів бітуму на границі розділу і, відповідно, часткове зменшення, за рахунок утворених адсорбційних зв'язків, молекулярної рухливості у граничному шарі, являються відомі дані , які свідчать про зростання температури склування бітуму при підвищенні у його складі мінерального наповнювача. Якщо розглядати температуру склування асфальтов'яжучих з позиції існуючих уявлень про будову бітумних плівок на мінеральному зерні і переважне концентрування високомолекулярних асфальтенів на границі розділу, то слід було чекати зниження значення температури склування бітуму при збільшенні концентрації наповнювача у його складі, що не знаходить до сьогодні експериментального підтвердження.
Аналіз факторів, які суттєво впливають на розтікання і змочування мінеральних підкладок бітумом, а також на адсорбційну взаємодію компонентів бітуму з мінеральною поверхнею, дозволив припустити, що регулюванням температури і тривалості перебування бітуму у контакті з мінеральною поверхнею можливо впливати на ступінь дефектності граничних шарів і, відповідно, водостійкість бітумних плівок. Величина пористості мінерального матеріалу впливає на умови формування структури граничних шарів бітуму на його поверхні. Формування граничних шарів на пористій мінеральній поверхні супроводжується ефектом вибіркової дифузії масел в пори мінерального матеріалу і, як результат, до границі розділу просуваються асфальтено-смолисті компоненти бітуму, які характеризуються, у порівнянні з маслами, більш високою когезійною міцністю і в'язкістю. Вони приймають участь у формуванні адсорбційного шару і забезпечують на пористій поверхні, у порівнянні із щільною поверхнею, більш високу водостійкість бітумних плівок. Отже, “слабкі” граничні шари бітуму негативно впливають на тривалу водостійкість асфальтобетону, оскільки саме вони у контактній зоні в найбільшій мірі схильні до відшаровуючої дії води.
Ґрунтуючись на концепції “слабких” поверхневих шарів бітуму сформульована основна технологічна задача, яка полягає у необхідності забезпечення максимального зчеплення бітумних плівок, насамперед, з поверхнею зерен щебеню, і направлена на зменшення негативного впливу “слабких” граничних шарів бітуму, присутніх у контактній зоні, на водостійкість асфальтобетону. Викладені вище уявлення про особливості впливу грубодисперсної складової мінеральної частини асфальтобетонної суміші на водостійкість асфальтобетону дозволяють припустити, що позитивні результати можуть бути досягнуті: при приготуванні асфальтобетонних сумішей за роздільною технологією, яка передбачає обробку грубодисперсної складової бітумом з підвищеною адгезійною активністю; спрямованою попередньою активацією поверхні мінеральних матеріалів із кислих гірських порід водними розчинами активних добавок; використанням для приготування асфальтобетонних сумішей бітумів, виготовлених окисленням вуглеводневої сировини із штучно підвищеним вмістом ароматичних вуглеводнів.
У третьому розділі наведена характеристика об'єктів і методів дослідження. Для встановлення впливу генезису природних мінеральних матеріалів на закономірності змочування їх поверхні, а також величину показника водостійкості бітумних плівок, були виготовлені із різних гірських порід пластини однакової шорсткості товщиною 8 - 10 мм. Вибір для виготовлення пластин вапняку, пісковику, граніту, мармуру, представлених зразками із різних родовищ, а також залізистого кварциту і базальту, продиктовані їх використанням (за вийнятком двох видів мармуру) дорожніми організаціями у якості мінеральних складових асфальтобетонних і бітумомінеральних сумішей у різних областях України. Додатково для цих досліджень були виготовлені пластини із основних породоутворюючих мінералів - кварц, плагіоклаз, ортоклаз, рогова обманка, слюда мусковіт, слюда біотіт, кальцит.
Мінеральні порошки (фракція 0,125-0,063 мм) для дослідження електроповерхневих властивостей були виготовлені із тих гірських порід і матеріалів, які були прийняті для приготування пластин.
У якості в'яжучих були використані 8 нафтових бітумів (ГОСТ 22245-90) різних марок і структурних типів.
Бензол, як розчинник, використовувався для спектроскопічних досліджень бітумів і його складових (масла, петролейно-бензольні і спирто-бензольні смоли, асфальтени).
Для порівняння впливу некондиційних поверхнево-активних добавок із другорядних продуктів хімічної промисловості на тривалу водостійкість асфальтобетонів були прийняті поверхнево-активні речовини, що розроблені у НДІ СинтезПАР ( м. Шебекіно, Росія). ПАР катіонної дії (КПАР) - продукт конденсації СЖК фракціїї С17-С20 з поліетиленаміном. Вміст основної речовини 95%. ПАР аніонної дії (АПАР) - розчин натрієвого мила змін фракцій С5-С20. Вміст мила і води складає, відповідно, 30 і 70%. У якості некондиційних добавок, які підвищують зчеплення бітумів з поверхнею мінеральних матеріалів із кислих гірських порід, були прийняті моноетаноламін і талове мило.
У якості компонентів окислених бітумів, збагачених ароматичними вуглеводнями, були прийняті кубові залишки ректифікації сирого бензолу, таловий пек, генераторна сланцева смола, високотемпературна кам'яновугільна смола і малов'язкий дьоготь.
Для дослідження водо-, морозо-, зсувостійкості, стандартних фізико-механічних, а також реологічних властивостей асфальтобетонів, що виготовлені за традиційною і роздільною технологіями, були прийняті асфальтобетонні суміші типів А, Б, В і Г.
Піски із відпрацьованих формувальних сумішей, як складова мінеральної частини асфальтобетонних сумішей, відповідали вимогам ТУ 10. 20 УРСР 115- 90.
В роботі, крім стандартних, прийняті спеціальні методи досліджень- інфрачервоної спектроскопії, деріватографічний, калориметричний, оптичної спектроскопіїї, реологічні, ділатометричний та ін.
Четвертий розділ присвячений дослідженню взаємодії бітуму з мінеральними матеріалами різного походження.
Експериментально показані особливості змочування поверхні мінеральних матеріалів різного походження (таблиця 1). При цьому встановлено, що величина кутів змочування мінеральної поверхні залежить від електроповерхневих властивостей підкладки. Встановлена кореляційна залежність між електроповерхневими властивостями мінеральних порошків і термодинамічними характеристиками змочування поверхні мінеральних матеріалів, із яких були виготовлені порошки. Достатньо сталі кореляційні залежності спостерігаються між кутом змочування, а також параметром (W- W) і сумарною кількістю зерен мінерального порошку з нейтральною і позитивно зарядженою поверхнею (рис.1, 2). Параметр (W-W), згідно даних Ж. Рамона, характеризує швидкість відшарування бітуму від поверхні мінерального матеріалу у присутності води, при цьому, чим більша ця різниця, тим інтенсивніше проходить відшарування бітуму від поверхні. Наведені дані показують, що з ростом сумарної кількості часток мінерального порошку з нейтральною і позитивно зарядженою поверхнею величина кутів змочування поверхні мінеральних підкладок водою зростає, а швидкість відшарування бітуму від поверхні зменшується.
Встановлені температурні залежності кутів змочування бітумом і асфальтов'яжучими поверхні різних за походженням мінеральних матеріалів. Асфальтов'яжучі характеризуються, у порівнянні з вихідним бітумом, меншою змочуючою здібністю. Це свідчить про більшу імовірність формування мікрогетерогенних граничних шарів бітуму на мінеральній поверхні.
Експериментальне визначення величини показника водостійкості бітумних плівок на мінеральній поверхні, за допомогою розробленого кількісного методу, свідчить (таблиця 1), що вона суттєво залежить від походження мінерального матеріалу. При цьому, мінеральні матеріали однієї природи, що представлені зразками із різних родовищ, теж відрізняються за величиною показника водостійкості бітумних плівок. Це пов'язано із впливом різної пористості, мінерального складу і структури на величину показника водостійкості бітумних плівок на поверхні цих матеріалів.
Наведені результати підтверджують відоме положення про краще прилипання бітумів до поверхні мінеральних матеріалів із основних гірських порід. Більш низькі значення показника водостійкості бітумних плівок на поверхні гранітів та пісковиків пов'язані з меншою водостійкістю плівок на ділянках поверхні, представлених кварцем. Підтвердженням цього є найменша величина показника на поверхні чистого кварцу, у порівнянні з іншими породоутворюючими мінералами.
Узагальнення результатів дослідження змочування мінеральних підкладок водою і бітумом, а також стійкості бітумних плівок на їх поверхні до агресивної дії води, дозволило встановити кореляційний зв'язок між показником водостійкості плівки бітуму і величиною кута змочування поверхні підкладки водою. Встановлена залежність, що характеризується із достовірністю 95% коефіцієнтом кореляції (rxу) рівним 0,72, показує зростання водостійкості плівки бітуму з ростом величини кута змочування поверхні водою. Крім того, існує кореляційна залежність між показником водостійкості бітумної плівки на поверхні різних підкладок і параметром (W-W), а також кількістю часток порошку з переважно негативним зарядом поверхні. При цьому, з ростом величини параметру (W-W) та кількості часток порошку з переважно негативним знаком заряду поверхні спостерігається інтенсивне зменшення водостійкості плівки бітуму.
З позиції опору плівок бітуму відшаровуючій дії води, експериментально встановлені закономірності дозволяють відмітити негативну роль негативних і позитивну роль переважно нейтральних та позитивно заряджених ділянок мінеральної поверхні у формуванні міцних
граничних шарів, які забезпечують високу водостійкість. У якості критерію, який дозволяє прогнозувати здатність мінерального матеріалу забезпечувати тривалу водостійкість асфальтобетону, можуть бути прийняті показник водостійкості бітумних плівок на поверхні мінерального матеріалу, а також сумарна кількість часток порошку з переважно нейтральною і позитивно зарядженою поверхнею.
Характерною особливістю мінеральних пластин, після визначення показника водостійкості плівок бітуму, є наявність на мінеральній поверхні, на ділянках з яких вода витиснула бітум, тонкого шару вуглеводнів із жовтим відтінком, що свідчить про когезійний тип руйнування бітумних плівок в результаті дії на них води. Результати спектроскопічних досліджень нафтового бітуму до і після випробування на водостійкість бітумних плівок, а також таких складових бітуму як масла, петролейно-бензольні та спирто-бензольні смоли і асфальтени, стали підтвердженням того, що візуально спостерігаємо тонку жовту плівку вуглеводнів на ділянках мінеральної поверхні, з яких вода витіснила основну масу бітуму, утворюють масла.
Методом інфрачервоної спектроскопії встановлено, що при взаємодії бітумів різних структурних типів з поверхнею кварцевого, гранітного і вапнякового мінеральних порошків хемосорбція компонентів бітуму не відбувається. При дослідженні суміші нафтових бітумів з гранітним мінеральним порошком, як і у випадку кварцевого порошку, спостерігаються менш інтенсивні, ніж у індивідуальних складових асфальтов'яжучих, смуги поглинання, характерні як бітуму, так і гранітному порошку. Зміщення смуг поглинання по шкалі частоти, а також наявність
нових смуг не спостерігається, що вказує на фізичну природу адсорбційних зв'язків, які утворюються при взаємодії бітуму з мінеральною поверхнею. В результаті аналізу спектрів асфальтов'яжучого на основі вапнякового мінерального порошку відмічено, що смуга поглинання1435см-1, яка належить валентним коливанням карбонат-іона кальциту, змістилася до 1400см-1. Зміщення деяких смуг поглинання до 35см-1, виявлених при дослідженні взаємодії бітумів з вапняком, є свідченням утворення слабких водневих зв'язків між карбоксильними групами бітуму і карбонат-іонами кальциту, що може сприяти формуванню більш водостійких граничних шарів бітуму на поверхні кальцитвміщуючих мінеральних матеріалів.
Наповнення бітумів мінеральними порошками різного походження супроводжується підвищенням температури склування, звуженням області переходу у склоподібний стан, зменшенням стрибка теплоємності, меншою зміною ентальпії у функції температури, що пов'язано з виключенням частини молекул низькомолекулярних компонентів бітуму із процесу склування внаслідок дії адсорбційних сил, які обмежують їх теплову рухливість. контактний мінеральний водостійкість асфальтобетон
У п'ятому розділі наведені результати дослідження впливу індивідуальних особливостей грубо- і дрібнодисперсної складових мінеральної частини асфальтобетонних сумішей на водостійкість асфальтобетону та її регулювання приготуванням сумішей за роздільною технологією.
Результати експериментальних досліджень впливу тривалої дії води на зразки асфальтов'яжучих, як мікроструктурної складової асфальтобетону, свідчать про суттєву залежність межі міцності при стисканні і коефіцієнту тривалої водостійкості від дисперсності і природи порошку, прийнятого для приготування асфальтов'яжучого. При цьому темп зниження межі міцності при стисканні і коефіцієнта водостійкості більше залежить від природи порошку і менше чутливий до зміни його дисперсності.
Результати дослідження впливу змінного замерзання-відтавання на коефіцієнти морозостійкості зразків асфальтов'яжучих, попередньо насичених водою, а також 5%-м водним розчином NaCl, показали, що циклічна дія води і низьких температур викликає більш інтенсивне зниження межі міцності при стисканні і коефіцієнтів водостійкості, у порівнянні із статичним режимом впливу води на зразки. У порівнянні з водою, водний розчин NaCl (NaCl використовується для боротьби з ожеледицею у зимовий період експлуатації) є більш агресивним середовищем, яке значно інтенсивніше знижує морозостійкість бітумомінерального матеріалу. При однаковому вмісті бітуму у складі асфальтов'яжучого на основі вапнякового і гранітного порошків у перших коефіцієнти водо- і морозостійкості менше чутливі до агресивної дії води. Ці дані погоджуються з результатами визначення показника водостійкості бітумних плівок на поверхні підкладок із вапняків і гранітів. Враховуючи однаковий розмір мінеральних зерен порошків різного походження у складі порівнюваних асфальтов'яжучих, встановлені закономірності можливо пояснити утворенням водневих зв'язків між карбоксильними групами бітуму і C=O зв'язками кальциту, які суттєво впливають на водостійкість бітумних плівок на поверхні мінеральних зерен. Менші значення коефіцієнтів водо- і морозостійкості асфальтов'яжучих на основі мінеральних порошків фракції 0,25-0,125мм пов'язані, можливо, із значною імовірністю впливу масштабного фактору і шорсткості поверхні грубодисперсних зерен порошку, у порівнянні з зернами дрібнодисперсного порошку (фракція 0,125-0,063мм), на формування “слабких” граничних шарів бітуму, менше стійких при тривалій дії води.
Встановлено, що зміна звичайної технології приготування бітумомінеральної суміші, яка складається тільки із щебеню і мінерального порошку, на схему, що передбачає перерозподілення оптимальної кількості бітуму на щебінь і мінеральний порошок з кроком 1%, їх роздільне змішування і слідуюче об,єднання у єдину суміш, приводить до суттєвого відхилення значень водонасичення, межі міцності при стисканні і коефіцієнта водостійкості від значень, характерних асфальтобетону, виготовленому за традиційною технологією.
Особливості залежності коефіцієнта водостійкості асфальтобетону від перерозподілення оптимального для всієї суміші бітуму на мінеральний порошок і щебінь, є найменша величина коефіцієнта при введенні всього бітуму на порошок. При цьому його величина стає нижче величини коефіцієнта водостійкості асфальтобетону, виготовленого за звичайною технологією. При такій послідовності об,єднання компонентів асфальтобетонної суміші залишаються не покриті плівкою бітуму окремі ділянки поверхні зерен щебеню, що є причиною зниження водостійкості всієї системи. При розподіленні бітуму в оптимальній кількості на щебінь і мінеральний порошок досягається максимальна величина водостійкості асфальтобетону. При відхиленні від оптимального вмісту бітуму у щебені і порошку коефіцієнт знижується. При введенні всього бітуму на щебінь, з послідуючим введенням сухого порошку у суміш, коефіцієнт зростає і досягає величини, яка властива асфальтобетону, виготовленому за звичайною технологією. Отримані результати підтверджують, що найбільший внесок у забезпечення міцності асфальтобетону вносить асфальтов'яжуче. При цьому, водостійкість асфальтобетону насамперед залежить від ступеня рівномірності покриття поверхні щебеню плівкою бітуму і її стійкості у присутності води.
У розвиток цього напрямку були виконані дослідження властивостей асфальтобетону, виготовленого за роздільною технологією, яка передбачає обробку структуроутворюючих компонентів суміші (щебінь, пісок і мінеральний порошок) бітумами різної в'язкості (БНД 60/90 та БНД 200/300). Оптимальну для кожного компонента кількість бітуму заданої в'язкості вводили окремо на відповідну складову і, після змішування, об'єднували у загальну асфальтобетонну суміш. За контрольні були прийняті асфальтобетони, які виготовлялися по традиційній технології на основі зіставлених еквів'язких бітумів. Встановлено, що введення на поверхню щебеню і піску малов'язкого, а на порошок - в'язкого бітуму, підвищує міцність і зменшує тривалу водостійкість асфальтобетону, у порівнянні з контрольним. Забезпечення високої водостійкості асфальтобетону досягається введенням в'язкого бітуму на щебінь. Отже, грубодисперсна складова із кислих гірських порід є основним осередком зниження водостійкості асфальтобетону.
Встановлення ролі грубодисперсних компонентів асфальтобетонної суміші у забезпеченні водостійкості асфальтобетону, а також результати дослідження показника водостійкості бітумних плівок на поверхні мінеральних підкладок із кислих гірських порід, стали підґрунтям для направленого регулювання водо- і морозостійкості, введенням кондиційних ПАР і некондиційних активних присадок у склад бітуму, а також із водних розчинів, на поверхню кам'яних матеріалів відповідного генезису та дисперсності.
З відповідним припущенням гранітну частину мінеральної суміші можливо віднести до грубодисперсної складової. Введенням, саме на неї, бітуму з катіонною поверхнево-активною речовиною (КПАР) досягається максимальна водостійкість асфальтобетону (коефіцієнт водостійкості складає на 28 добу 0,83). Такий ефект не досягається при використанні чистого бітуму, або при введенні на мінеральний порошок бітуму з аніонною поверхнево-активною речовиною (АПАР). Отже, роздільна технологія приготування асфальтобетонних сумішей, яка передбачає введення бітуму з КПАР тільки на гранітну частину суміші, забезпечує у найбільшій мірі не тільки підвищення водостійкості асфальтобетону (таблиця 2), але і значну (до 70%) економію ПАР.
Експериментально встановлено, що введення КПАР і АПАР із водних розчинів на мінеральну частину асфальтобетонної суміші забезпечує їх економію при одночасному підвищенні водостійкості, у порівнянні з асфальтобетоном, виготовленим за звичайною технологією. При цьому ефективність КПАР вища, ніж АПАР.
Механізм підвищення водостійкості бітумних плівок на поверхні мінеральних матеріалів реалізується також при використанні у якості добавок до бітуму талового мила и моноетаноламіну. Характерною особливістю асфальтобетонів на основі бітумів з некондиційними добавками, є більші значення коефіцієнтів тривалої водостійкості, у порівнянні з асфальтобетонами на бітумі без добавки. Ґрунтуючись на здатності досліджених добавок розчинятися у воді, вони були використані для активації грубодисперсної складової мінеральної частини асфальтобетонної суміші, по аналогії з кондиційними ПАР, які вводилися на мінеральну поверхню із водних розчинів. Заміна КПАР водорозчинними добавками із другорядних продуктів промисловості забезпечує більші значення коефіцієнтів тривалої водостійкості, у порівнянні з асфальтобетонами, виготовленими за традиційною технологією (таблиця 3). Встановлені закономірності зростання коефіцієнтів тривалої водостійкості асфальтобетонів на основі активованих мінеральних матеріалів спостерігаються і для коефіцієнтів морозостійкості (рис. 3). Отже, обробка поверхні гранітної частини суміші (перед введенням мінерального порошку і бітуму) водними розчинами активних добавок забезпечують високу водо- і морозостійкість асфальтобетону, а також дозволяють частково замінити дорогі кондиційні ПАР.
Встановлені закономірності і способи підвищення водостійкості асфальтобетонів попередньою активацією поверхні мінеральних матеріалів дозволили об'єктивно оцінити можливість використання у якості піщаної складової асфальтобетону пісків із відпрацьованих формувальних сумішей. Вагомим аргументом на користь використання таких пісків у складі асфальтобетону стало те, що їх поверхня має гідрофобні властивості і забезпечує водостійкість бітумних плівок на рівні 80%. Асфальтобетони різних типів на основі таких пісків характеризуються підвищеною міцністю при стисканні і зсувостійкістю при 500С, водо- і морозостійкістю, вони менше схильні до старіння, ніж традиційні асфальтобетони на основі подрібненого гранітного і природного кварцевого піску.
Шостий розділ присвячений дослідженню технологічних способів підвищення якості бітумів і асфальтобетонів на їх основі.
Ефект підвищення водостійкості бітумних плівок на поверхні мінеральних матеріалів був забезпечений також штучним збільшенням у складі нафтового гудрону ароматичних вуглеводнів в процесі його окислення, що супроводжується зростанням кількості кисневміщуючих сполук у бітумі, які позитивно впливають на тривалу стійкість плівок бітуму на мінеральній поверхні у присутності води.
Експериментально встановлена можливість регулювання властивостей нафтових бітумів введенням добавок кубових залишків ректифікації сирого бензолу (КЗРСБ) в гудрон в процесі його окислення. За допомогою реологічних методів показано, що окислені бітуми за структурно-реологічним ознаками тяжіють до різних типів. Бітум із чистого гудрону близький до другого структурного типу, а бітум із гудрону з КЗРСБ - до третього типу, якому властивий комплекс показників, який забезпечує найбільшу довговічність асфальтобетонних покриттів на їх основі.
Оптимальним комплексом показників властивостей характеризуються окислені бітуми, що вміщують 10-15% КЗРСБ. При цьому, порційне введення 15% КЗРСБ в гудрон (по 5% через кожну годину окислення), максимально прискорює процес окислення бітуму. Збільшення в гудроні концентрації КЗРСБ практично не впливає на значення температури крихкості (-9…-110С) при одночасному зростанні дуктильності при 250С. При 10% КЗРСБ у складі гудрону показник водостійкості плівок окисленого бітуму на поверхні скла зростає у два рази, у порівнянні з бітумом із чистого гудрону.
Асфальтобетони на основі окислених бітумів різних марок з добавкою КЗРСБ характеризуються більшими значеннями коефіцієнтів тривалої водостійкості (таблиця 4) , у порівнянні з асфальтобетонами на окисленому бітумі із чистого гудрону. Аналогічна закономірність спостерігається і для коефіцієнтів морозостійкості (рис.4).
Експериментальні дослідження в'язкопружних властивостей показали, що із збільшенням частоти деформування і зниженням температури випробування спостерігається зростання комплексного динамічного модуля пружності (Е*) асфальтобетонів на основі досліджуваних бітумів (рис. 5). Мінімальна інтенсивність зміни модуля пружності спостерігається в області низьких температур (від 00 до -200С) для асфальтобетонів на основі вихідного бітуму і бітуму з 10% КЗРСБ. При цьому більш інтенсивно змінюються модулі асфальтобетону у випадку бітуму модифікованого КЗРСБ. Це є свідченням того, що асфальтобетон на чистому бітумі, маючи більш похилий характер залежності |Е*| = ѓ(щ)? вказаному діапазоні температур, фактично знаходиться у склоподібному стані, тоді як асфальтобетон на модифікованому КЗРСБ бітумі тільки досягає такого фізичного стану. Аналіз в'язкопружних характеристик вказує на залежність температур умовного склування і в'язкопластичного стану, які характеризують перехід асфальтобетону у різні фізичні стани, від частоти деформування, при цьому вони зсуваються у область більш низьких температур при зменшенні швидкості деформування, що обумовлено еквівалентністю дії температури і частоти деформування. Якщо прийняти різницю між температурами умовного склування і в'язкопружного стану за інтервал пластичності асфальтобетону (він же характеризує ширину області в'язкопружної поведінки бетону), то асфальтобетон на бітумі з добавкою КЗРСБ перевищує за цим показником асфальтобетон на основі окисленого бітуму без добавки. Коефіцієнт температурної чутливості асфальтобетону на бітумі без добавки, у порівнянні з асфальтобетоном на основі бітуму з КЗРСБ, значно вищий, що обумовлено впливом якості в'яжучого на його значення.
Встановлено, що попередній вибір і послідуюче компаундування вуглеводневої сировини різного походження, за умови забезпечення однорідності компаунду, дозволяє отримувати якісну сировину для виготовлення комплексних окислених органічних в'яжучих з підвищеними показниками водостійкості бітумних плівок на мінеральній поверхні, у порівнянні з окисленими нафтовими бітумами. Компаундування сировини виправдовує себе повністю у випадку поєднання гудрону з таловим пеком, гудрону з таловим пеком і кам'яновугільною смолою, гудрону з генераторною сланцевою смолою, талового пеку з малов'язкими дьогтями. При цьому, окислення таких композицій дозволяє знизити енергозатрати при виготовленні в'яжучих завдяки скороченню тривалості процесу на 20%. Результати визначення показника водостійкості плівок комплексних окислених в'яжучих на поверхні скла вказують на зростання його величини до 72% при введенні у гудрон талового пеку, до 98% - талового пеку і кам'яновугільної смоли, до 57% - генераторної сланцевої смоли, у порівнянні з окисленим із чистого гудрону бітумом, для якого цей показник складає 26%. В'яжучі на основі композиції талового пеку і малов'язкого дьогтю забезпечують показник зчеплення з поверхнею скла на рівні 98%. Вивчення в'язкопружної поведінки комплексних окислених в'яжучих у стаціонарному режимі деформування показало, що вони за ознаками структурно-реологічного типу, які визначалися за величиною коефіцієнта аномалії в'язкості, відношення межі зсовуючої міцності до напруг стаціонарної течії, швидкості деформування, яка відповідає появленню межі зсовуючої міцності, та коефіцієнту температурної чутливості в'язкості, не виходять за межі другого та третього структурного типу, що позитивно позначається на водостійкості асфальтобетонів на їх основі.
Дослідження фізико-механічних властивостей термопластичних бетонів на основі комплексних окислених в'яжучих із складеної вуглеводневої сировини показали, що за величиною показників водонасичення, набрякання, міцності при стисканні, вони повністю задовільняють вимоги стандарта, що висуваються до асфальтобетонів першої і другої марок для II-V дорожно-кліматичних зон і характеризуються більш високою водо- і морозостійкістю (таблиця 5,6), у порівнянні з бетонами на основі в'яжучих із індивідуально окиcленої сировини. Дослідження в'язкопружних властивостей вказують на те, що за величиною умовної температури переходу у в'язкопластичний стан, коефіцієнта температурної чутливості модуля пружності, ширини області в'язкопружної поведінки, асфальтобетони на основі комплексних окислених в'яжучих із компаундованої вуглеводневої сировини перевершують асфальтобетон на бітумі із окисленого гудрону.
Сьомий розділ присвячений застосуванню результатів дослідження для вирішення практичних задач на виробництві.
На основі проведених досліджень запропоновані нові, виділені ефективні і вдосконалені існуючі технологічні способи, які направлені на підвищення тривалої водостійкості асфальтобетонів. Пріоритет запропонованих способів підтверджений двома авторськими свідоцтвами.
Теоретичні і експериментальні дослідження модифікованих бітумів і асфальтобетонів, їх впровадження, визначили раціональну область використання - будівництво верхніх шарів дорожніх одягів автомобільних доріг I-IV категорій.
Технології виготовлення асфальтобетонів підвищеної водостійкості впроваджені у дорожно-будівельних організаціях Харківської, Запорізької, Сумської і Луганської областей. З 1987 р. по 1999 р. виготовлено 5,3 тис. т. окислених в'яжучих з підвищеними адгезійними властивостями і 183 тис. т. асфальтобетонних сумішей, які укладені у верхні шари дорожніх одягів автомобільних доріг: Москва - Харків - Симферопіль, Харків-Ростов-на-Дону, Запоріжжя - Пологи - Маріупіль, Ростов-на-Дону-Одеса, Запоріжжя - Василівка та ін. Загальна площа побудованих і відремонтованих асфальтобетонних покриттів перевищує 1556 тис. м2, що складає загальну довжину автомобільної дороги шириною 15 м. у 103,7 км., при товщині шару асфальтобетонного покриття 5 см.
Досвід будівництва і експлуатації асфальтобетонних покриттів і тонких шорстких шарів зносу, побудованих на модифікованих окислених бітумах, показав, що міжремонтні періоди, завдяки більшій водостійкості, зростають у 1,5 рази. Виготовлення в умовах АБЗ окислених
бітумів із складеної органічної сировини з підвищеною кількістю ароматичних вуглеводнів зменшує енергозатрати, завдяки скороченню процесу окислення на 20%.
Результати досліджень увійшли у нормативно-технічні документи: ДСТУ БВ. 2.7-81-98 “Бітуми нафтові дорожні в'язкі. Метод визначення показника зчеплення з поверхнею скла та кам'яних матеріалів”, ДСТУ “Суміші асфальтобетонні дорожні, аеродромні і асфальтобетон. Технічні умови” (проект), використовуються в учбовому процесі - дипломному проектуванні для студентів спеціальності 7.092105 “Автомобільні дороги та аеродроми”, а також при підготовці магістрів і аспірантів.
...Подобные документы
Класифікація виробів з легких бетонів за середньою щільністю, способом виготовлення та призначенням. Властивості конструкцій з бетонів на пористих заповнювачах. Ніздрюваті бетони на портландцементі, вапняно-кремнеземистому та гіпсовому в'яжучому.
реферат [33,3 K], добавлен 21.12.2010Визначення густини, пористості, водопоглинання, водостійкості та міжзернової пустотності матеріалів. Властивості портландцементу, гіпсу, заповнювачів для важкого бетону. Проектування складу гідротехнічного бетону, правила приготування бетонної суміші.
учебное пособие [910,3 K], добавлен 05.09.2010Види корозійних середовищ та їх агресивність відносно бетону. Дослідження фізико-механічних, гідрофізичних та корозійних властивостей в’яжучих композицій. Удосконалення нових в’яжучих композицій і бетонів підвищеної стійкості до сірчанокислотної корозії.
автореферат [181,1 K], добавлен 00.00.0000Класифікація, властивості і значення будівельних матеріалів. Технологія природних кам'яних, керамічних, мінеральних в'яжучих матеріалів і виробів, бетону і залізобетону. Особливості і структура будівельного виробництва, його техніко-економічна оцінка.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 20.12.2010Змішування компонентів будівельних сумішей. Параметри, що впливають на якість їхнього змішування. Диспергіроване змішування сипких матеріалів. Формування будівельних сумішей. Дозування сипких і рідких матеріалів. Класифікація процесів грануляції.
учебное пособие [9,2 M], добавлен 26.09.2009Дослідження теоретичних принципів формування архітектурно-художніх рішень громадських установ. Класифікація навчальних установ та основні нормативні документи. Характеристика обладнання, оздоблювальних матеріалів, колірного рішення, освітлення інтер’єру.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 18.09.2013Сфери застосування бетону в сучасному будівництві. Застосування шлакової пемзи, золошлакових відходів. Основні характеристики легких бетонів на пористих заповнювачах. Жаростійкі та теплоізоляційні бетони. Основні властивості спученого вермикуліту.
реферат [27,7 K], добавлен 06.01.2015Особливості фізико-хімічних процесів формування структури керамічних матеріалів. Матеріали для декорування (глазур, ангоби, керамічні фарби). Стінові вироби, вироби для облицювання фасадів, плитки для внутрішнього облицювання та плитки для підлог.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 16.09.2011Бетон - штучний композитний каменеподібний матеріал. Підприємства з виготовлення виробів із щільних силікатних бетонів. Класифікація залізобетонних конструкцій; технологія виготовлення збірних арматурних каркасів, змішаних будівельних розчинів і сумішей.
реферат [41,1 K], добавлен 21.12.2010Види і класифікація заповнювачів для бетонів; характеристика сировини, умови і способи добування, підготовка до використання. Технологія виробництва стінових і облицювальних виробів з гірських порід, їх розробка. Механізація видобувних і обробних робіт.
реферат [23,7 K], добавлен 21.12.2010Умови місцевості в зоні розташування будівельного майданчика. Підрахунок об’ємів земляних робіт і розподіл земляних мас. Вибір комплектів машин для розробки ґрунту при плануванні майданчика. Розробка технологічної карти на виконання земляних робіт.
контрольная работа [143,8 K], добавлен 24.07.2011Рівняння реакції, яке передає процес одержання скла, його властивості. Вироби з глини, їх властивості, призначення та класифікація. Цегла як штучний камінь форми паралелепіпеда, виготовлений з мінеральних матеріалів та підданий термічній обробці.
презентация [1,0 M], добавлен 09.06.2014Аналіз історичних умов для виникнення архітектурних стилів. Визначення причин появи нових стильових особливостей архітектури Слобожанщини ХVII-XVIII століть. Закономірності формування містобудівних систем. Огляд проблем реставрації архітектурних споруд.
курсовая работа [49,4 K], добавлен 24.06.2013Загальні відомості про фасади будівель. Характеристика інструментів, приладів та матеріалів для виконання облицювання поверхонь з природних каменів. Технологічний процес облицювання з природного каменю. Особливості організації праці та робочого місця.
реферат [176,5 K], добавлен 27.08.2010Розрахунок будівельних конструкцій на впливи за граничними станами, при яких вони перестають задовольняти вимоги, поставлені під час зведення й експлуатації. Нові методи розрахунку бетонних і залізобетонних конструкцій за другою групою граничних станів.
статья [81,3 K], добавлен 11.04.2014Поняття та призначення теплоізоляційних матеріалів, характеристика їх видів в будівництві: за об'ємною масою в сухому стані, за характером будови та за галуззю застосування. Основні властивості теплоізоляційних матеріалів, деякі технології виготовлення.
реферат [398,0 K], добавлен 11.05.2012Розгляд кристалічної структури матеріалів та твердих речовин. Характеристика колоїднодисперсної системи. Визначення властивостей будівельних матеріалів по відношенню до хімічних, фізичних та механічних впливів. Вивчення понять густини та змочуваності.
реферат [627,8 K], добавлен 05.09.2010Комплекс робіт із застосуванням системи матеріалів на основі сухих будівельних сумішей. Матеріали, які використовують для облицювальних робіт. Матеріали для кріплення плиток та заповнення швів. Підготовка плитки та поверхні. Правила укладання плиток.
реферат [859,5 K], добавлен 27.08.2010Визначення геометричних розмірів підпірної стінки та міцності її конструкції. Характеристики ґрунтів, тиск набережної. Розрахунок навантажень, які діють на стінку та на поверхню ґрунту; гідростатичний тиск води. Визначення ваги стінки, оцінка стійкості.
курсовая работа [904,0 K], добавлен 07.01.2016Будівельний комплекс - одна з головних галузей народного господарства України. Промисловість будівельних матеріалів - передумови та фактори її розміщення. Родовища природних будівельних матеріалів України, розміщення та особливості видобування.
курсовая работа [64,2 K], добавлен 22.02.2004