автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Технология получения и применения минеральных порошков, активированных лесохимическими реагентами, для строительства лесовозных автодорог

На правах рукописи

СЕРГУТА АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ, АКТИВИРОВАННЫХ ЛЕСОХИМИЧЕСКИМИ РЕАГЕНТАМИ, ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОДОРОГ.

Специальность 05.21.01 - "Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

" • ч Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена на кафедре "Сухопутного транспорта леса" Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор Салминен Э. О.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Михайлов Б.К.

кандидат технических наук, доцент Чижов С.В.

Ведущая организация - ЗАО "Институт" СТРОЙПРОЕКТ"

Защита диссертации состоится "_" июня 2005 года в_часов на

заседании диссертационного Совета Д.212.220.03 в Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии (194021, Санкт-Петербург, Институтский пер. 5, главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке__.

Автореферат разослан "__"_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор Г М Анисимов

^оь-ч Л/<//4//

Актуальность темы. В стратегии развития лесопромышленного комплекса России на период до 2015 года, рассмотренной и одобренной на VI Международном лесном форуме, обозначены основные направления -реализация проектов по комплексной переработке древесины, развитие инфраструктуры, лесное дорожное строительство. Для сохранения конкурентоспособности предприятий необходимо со)фащать время от заготовки леса до его обработки. Для этого необходимо создание густой сети лесных дорог и развитие транспортной логистики. На долю перевозки древесины автомобильным транспортом приходится до 80-90% от общего объема транспорта леса. Магистральные лесовозные, автодороги, как правило, имеют выходы к сети региональных автодорог общего пользования. Включение крупных магистральных автодорог в сеть дорог общего пользования приведет к строительству усовершенствованных покрытий из битумоминеральных и асфальтобетонных смесей.

Повышение качества дорожно-строительных материалов, и, прежде всего асфальтобетона, является непременным условием повышения эффективности дорожного строительства. Одним из важных составляющих асфальтобетона является минеральный порошок (МП). Часто, в качестве МП используются различные отходы промышленности и камнедробления карбонатных пород, представляющие в естественном виде малопригодное сырье из-за различных примесей.

Использование таких материалов в технологии асфальтобетона возможно только при условии их физико-химической активации поверхностно-активными веществами (ПАВ). Традиционно в качестве ПАВ, для активации МП, используются продукты нефтехимической промышленности. Лесохимические реагенты - древесные смолы пиролиза хвойных пород и талловые продукты ЦБК мало рассматривались, в качестве активирующих веществ.

В связи с этим актуальным является использование древесных смол пиролиза хвойных пород и таллового масла, для активации МП.

Цель работы.

Разработка технологии получения МП активированного лесохимическими реагентами (ЛХ), используемого для асфальтобетона при 4 строительстве лесовозных автодорог. Развитие метода физико-химической

активации МП древесной смолой пиролиза хвойных пород и талловым маслом. Повышение качества и долговечности асфальтобетона. Расширение сырьевой базы производства МП при строительстве лесовозных автодорог

Задачи исследований:

- разработать методику определения адсорбционных свойств поверхности активированных минеральных порошков;

- изучить особенности структурообразования асфальтовяжущего и асфальтобетона на МП, активированных ЛХ реагентами;

МАЦМОМАЛЬНАя] БИММОТЕКА. I

- разработать методику определения деформационных характеристик асфальтовяжущего и асфальтобетона;

разработать технологию получения МП, активированных ЛХ реагентами при строительстве лесовозных автодорог.

Научная новизна:

- теоретически обоснована возможность использования ЛХ реагентов в качестве активирующих веществ, для МП;

- исследованы особенности маслоемкости и битумоемкости МП различного генезиса;

- исследовано влияние МП, активированного ЛХ реагентами на структурообразование асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- предложена методика лабораторной оценки деформативности асфальтовяжущего и асфальтобетона.

Практическая значимость работы:

- разработка технологии получения МП, активированных ЛХ реагентами при строительстве лесовозных автодорог;

- расширение сырьевой базы производства МП;

- повышение качества и долговечности асфальтобетона.

На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование возможности использования ЛХ реагентов в качестве активирующих веществ, для МП;

- методика и результаты исследования физико-механических свойств порошков различного генезиса;

- методика и результаты исследования физико-механических и деформативных свойств асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- технология получения МП, активированного ЛХ реагентами при строительстве лесовозных автодорог.

Реализация работы. Организован выпуск минерального порошка, активированного древесной смолой хвойных пород на АБЗ ООО «N00 Перспектива» и ОАО «АБЗ-1» в г. С-Петербурге. Построены опытные участки в 2003 г.

Апробадия работьь

Основные результаты исследований доложены на: научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (Санкт-Петербург, ЛТА) 2000, 2001, 2002, 2005г.; Международной НТК (Минск-2001г.); ежегодной научной конференция СПб ГАСУ 2002 г; заседании научной секции «Транспортные сооружения» Дома ученых Академии наук РФ, 2002 г.; «Ассоциации исследователей асфальтобетона» Москва-МАДИ 2003, 2004г. Получен персональный грант победителя конкурса для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов за 2001 г. по теме «Транспорт».

По тематике диссертационных исследований получен патент РФ на изобретение 2004г. *С", Г,

1 /

> (к* 4

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы из 104 наименований, 7 приложений. Основное содержание работы изложено на 149 страницах машинописного текста без приложений и содержит 16 таблиц, 59 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, цель работы, научная новизна, выносимые на защиту положения, практическая значимость.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

Вопросами повышения качества лесовозных автодорог занимались Курьянов В.К., Леонович И.И., Колбас U.C., Булдаков С.И. и др. Большой вклад, в исследование физико-химической активации минеральных порошков, внесли Короткевич H.H., Гезенцвей Л.Б., Сотникова В.Н., Курденкова И.Б. и др. Исходя из обзора состояния вопроса и анализа научных исследований о влиянии минеральных порошков на структуру и свойства асфальтобетона, сформулированы задачи исследований, заключающиеся в разработке технологии и развитие метода физико-химической активации минеральных порошков ЛХ реагентами для асфальтобетона.

2. Теоретическое обоснование физико-химической активации минерального порошка лесохимическими реагентами.

В процессе измельчении твердых тел возникают свежие поверхности, что сопровождается разрывом химических связей и образованием не скомпенсированных валентностей, активных центров (свободные радикалы, ионрадикалы и др.). В результате возрастает адсорбционная способность материала и его реакционная активность. Благодаря измельчению минеральных материалов в присутствии активирующих веществ достигается химическое, а значит необратимое взаимодействие молекул поверхностно-активных веществ с частицами минерального порошка.

Рассмотрены продукты ЛХ производства - низкотемпературная пиролизная древесная смола хвойных пород и сырое талловое масло.

Древесная смола (ДС) хвойных пород, в отличие от смолы лиственных пород древесины, имеет большее количество ПАВ. Из ПАВ присутствуют: жирные и смоляные кислоты - 20-25%, низкоатомные фенолы - 50-60% с активной гидроксильной группой - ОН.

Сырое талловое масло (ТМ) преимущественно состоит из жирных кислот (стеариновая, пальмитиновая и др.) - 35-45% и смоляных кислот (левопимаровая, абиетиновая и др.) - 30-40% с активной карбоксильной группой -СООН.

Адсорбция молекул ПАВ, входящих в состав ДС и ТМ, на поверхности карбонатных пород осуществляется полярными группами -СООН и -ОН, а неполярная часть молекулы - углеводородные радикалы (-СН2-(СН2)п-СН3) - ориентируются во внешнюю среду. Активные компоненты ДС и ТМ - фенолы (И-ОН), смоляные и жирные кислоты (Я-СООН), в процессе размола и температуры, вступают в химическое взаимодействие с катионами Са2+, М§ с образованием малорастворимых в воде солей жирных и смоляных кислот, а также фенолятов Са и Mg.

Схема первичного взаимодействия ПАВ и минеральной частицы порошка представлена на рисунке 1.

И(.СН2~(СН2)п~СНз)

Рисунок 1.

1-полярные группы -СООН и-ОН;

2-углеводородный радикал

К(-СН2-(СН2)п-СН3).

Взаимодействие фенолов (ДС): 2И - ОН + Са С03~ Взаимодеиствие жирных

и смоляных кислот 2К. - С _ + Са СОз-

(ТМ и ДС): ОН

•(11-0)2Са

)зСа

О

На поверхности минеральной частицы образуется "щетка" из углеводородных цепей, которая придает материалу гидрофобность.

Таким образом, ПАВ, содержащиеся в лесохимических реагентах способны к физико-химическому взаимодействию с карбонатными горными породами и к образованию прочных и необратимых связей.

3. Исследование физико-механических свойств минеральных порошков, активированных лесохимическими реагентами.

В качестве объектов исследований использовались: Минеральный порошок, активированный низкотемпературной древесной смолой хвойных пород (ДС) - лабораторного и заводского помола в шаровой мельнице.

Минеральный порошок, активированный сырым талловым маслом (ТМ - Светогорский ЦБК) лабораторного помола.

Минеральный порошок, активированный кубовыми остатками синтетических жирных кислот (коСЖК - Уфимский НПЗ) - заводского помола в шаровых мельницах. Активированные МП приготавливались на одинаковом минеральном сырье - доломитизированный известняковый щебень фракции 10-20 мм с карьера «Кикерино», Ленинградская область. Прочность горной породы - 40 МПа.

Минеральные порошки карбонатных пород: известняковый неактивированный МП - получен с промышленного помола в шаровой мельнице. Исходное сырье щебень фракции 10-20 мм с карьера «Кикерино», Ленинградская область. Прочность горной породы - 40 МПа; Доломитовый неактивированный МП - с промышленного помола, исходное сырье - доломит с месторождений г. Сланцы, Ленинградская область. Прочность горной породы - 40 МПа.

В таблице 1 приведены физико-механические показатели исследованных минеральных порошков.

Таблица 1

Вид Истинная Средняя Пористость, Битумо-

минерального порошка плотность, г/см3 плотность, г/см3 % емкость, гр. ГОСТ Р 5212932003

МП

активированный ДС лабор. помол 2,81 2,09 26,0 41

МП

активированный ДС 2,82 2,03 28,0 43

завод, помол.

МП

активированный ТМ лабор. помол. 2,75 2,08 24,0 35

МП

активированный коСЖК 2,80 1,99 29,0 39

завод, помол.

Известняковый МП 2,79 1,95 30,1 60

Доломитовый МП 2,99 1,93 35,5 70

Гранит (ПУ) 2,74 1,75 36,3 58

Диорит (ПУ) 2,83 1,84 34,9 53

Диабаз (ПУ) 2,99 1,88 37,1 55

Для сравнения, исследовались минеральные порошки изверженных горных пород: гранитный с карьера «Каменногорское карьероуправление» Ленинградская область, прочность породы - 120 МПа; диоритовый с карьера «Голодай гора», прочность породы - 120 МПа, Республика Карелия и диабазовый с карьера «Деревянка», прочность породы - 140 МПа, Республика Карелия. Минеральные порошки являются продуктами сухого пылеулавливания с асфальтосмесительной установки (АСУ). Пыли уноса (ПУ), получены с АСУ «№1Ьаи» при одинаковых режимах пылеулавливания.

Исследование относительной маслоемкости минеральных порошков.

Для измерения адсорбционной емкости и внутренней пористости МП предложен способ определения относительной маслоемкости. Проведены эксперименты по оценке смачиваемости индустриального масла (ГОСТ 2079988) порошками различного породного состава.

В отличие от известного метода Ребиндера П.А., где адсорбционная емкость минеральных частиц, определяется путем измерения осадка наполнителя в масленой среде - измерялся не осадок минерального порошка в масленой среде, а объем порошка поглощенный масленой средой. Это, по нашему мнению, позволило снизить погрешность, вследствие того, что в полный объем, осадка входит, и объем жидкости не связанный с наполнителем, а лишь геометрически захваченный его частицами.

В ходе опытов выяснено, что МП различного породного состава впитывают масло с разной интенсивностью, имеется характерное расслоение столба порошка пропитанного маслом.

МП, активированные ДС и ТМ по смачиваемости не уступают порошку, активированному коСЖК и приближается, по смачиваемости, к порошкам из изверженных горных пород, что характеризует большее количество закрытых пор по сравнению с неактивированными МП из карбонатных пород.

Определение относительной битумоемкости минеральных порошков.

Нами предложен способ определения относи 1ельной битумоемкости минеральных порошков с реальным битумом и в рабочих температурах приготовления асфальтобетонной смеси.

Битумоемкость определялась через измерение объема слепка, состоящего из минерального порошка пропитанного битумом (см^. Исследование относительной битумоемкости показало (табл.2), что МП, активированные ДС и ТМ вовлекают во взаимодействие битума не меньше чем МП, активированный коСЖК, и больше, чем порошки из плотных, изверженных горных пород и значительно более чем неактивированные минеральные порошки, карбонатных пород.

Данный показатель характеризует большую реакционную способности МП, активированных ЛХ реагентами, по отношению к битуму, уже при минимальных температурах взаимодействия (100 и 125°С).

Таблица 2 - Битумоемкость минеральных порошков.

Вид минерального порошка 100°С 125иС 150иС

Время выдерживания £ выде $ремя рживания I выде $ремя рживания

30 мин 60 мин 90 мин 30 мин 60 мин 90 мин 30 мин 60 мин 90 мин

АМП, ДС лаб. пом. 0,14 0,26 0,33 0,47 0,90 1,26 0,73 1,22 1,53

АМП, ДС завод. 0,19 0,29 0,45 0,56 1,09 1,34 0,84 1,33 1,55

АМП, ТМ лаб. пом. 0,35 0,53 0,61 0,72 1,31 1,52 0,79 1,65 1,90

АМП коСЖК завод 0,19 0,34 0,51 0,53 1,07 1,32 0,68 1,53 1,78

Доломитовый МП 0,11 0,24 0,29 0,42 0,75 0,79 0,59 0,97 0,98

Известняковый МП 0,12 0,26 0,30 0,43 0,81 1,03 0,62 1,18 1,38

Гранит (ПУ) 0,15 0,21 0,26 0,34 0,53 0,79 0,80 1,20 1,45

Диорит (ПУ) 0,16 0,23 0,28 0,34 0,65 0,91 0,85 1,24 1,48

Диабаз (ПУ) 0,17 0,26 0,39 0,51 0,71 1,12 1,18 1,42 1,59

4. Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего на основе минеральных порошков, аетивированных лесохимическими реагентами.

В ходе исследований изучалась степень взаимодействия МП с битумом, и определялись физико-механические показатели и деформативность асфальтовяжущего.

Определение температуры размягчения и растяжимости бинарных систем.

Были приготовлены композиции асфальтовяжущего, при 30% концентрации по объему МП в битуме, что приближается к соотношению битума и МП в асфальтобетоне. Определялись характеристики асфальтовяжущего: температуры размягчения системы МП + Битум, растяжимость при 25°С, 10°С и 0°С. Исследования проводили на битуме марки БДУс 70/100 производства «Киришского НПЗ», по методике ГОСТов 11506-73 и 11505-75.

В ходе изучения асфальтовяжущего выяснено, что температура размягчения, в зависимости от вида МП, меняется незначительно. Изменение же растяжимости хорошо прослеживается на рис 3.

Растяжимость МП, активированного ДС, не уступает растяжимости асфальтовяжущего на МП, активированным коСЖК, особенно при 0°С, что позволит деформироваться асфальтовяжущему и асфальтобетону без разрушения.

Рисунок 3

I I ранит (11У) Диабаз (ПУ) Доломитовый Известняковый АМП коСЖК АМП ДС завод

I МП МП

Для определения физико-механических свойств асфальтовяжущего изготавливались и испытывались образцы размером 51x51 мм по ГОСТ 1280198. Определялись стандартные показатели и дополнительно: предел прочности на растяжение при расколе при 0°С; после выдерживание в воде при температуре 60°С в течение 4 часов - плотность, набухание, водонасыщение и предел прочности на сжатие при 60°С.

Битум, % Сред плотн, г/см3 % Ягосж, вод МПа Я20сж, сухих МПа Квод Сред плотн 60°С, г/см3 XV, при 60°С % Набуха ние, 60°С % Ибосж, МПа Косж, МПа 1*0, раскол МПа

Гранитный МП (ПУ)

12 1,989 11,28 2,53 3,31 0,764 1,947 14,87 7,33 0,48 7,81 1,78

14 2,035 6,62 3,82 4,68 0,816 1,963 12,60 3,25 0,64 8,02 2,09

16 2,06 2,05 4,86 5,39 0,902 2,030 3,15 1,37 0,71 8,83 2,56

18 2,055 0,21 3,61 4,84 0,746 2,058 1,10 0,43 0,63 9,36 3,00

Диабазовый МП (ПУ)

12 2,168 10,63 3,63 4,06 0,894 2,098 14,56 6,94 0,52 7,84 2,14

14 2,230 3,37 4,58 4,84 0,945 2,083 11,67 2,31 1,24 10,34 3,00

16 2,240 0,67 5,06 5,22 0.969 2.250 2,13 0,98 1,49 8,14 2,78

18 2,236 0,39 5,2 5,57 0,934 2,198 0,31 0,14 0,96 7,31 2,55

Известняковый неактивированный МП

12 2,166 7,38 4,42 5,88 0,752 2,028 14,37 4,10 0,91 10,99 2,43

14 2,236 0,97 7,75 8,78 0,883 2,236 3,51 0,69 1,81 13,65 3,55

16 2,207 0,22 7,34 7,97 0,921 2,220 0,81 0,01 1,58 12,47 3,55

18 2,188 0,22 5,30 5,64 0,940 2,200 0,36 0,07 1,08 8,52 3,02

Доломитовый неактивированный МП

20 1,846 1,61 4,77 5,79 0,824 1.803 5,62 2,1 1,58 8,89 1,560

25 1,913 0,25 8,67 8,97 0.967 1,911 1,08 0,06 2,24 13,63 2,840

МП активированный коСЖК

10 2,204 9,08 5,25 6,21 0,845 2,178 11,05 1,15 1,17 11,00 2,54

12 2,249 4,27 7,06 7,15 0,987 2,229 5,84 0,84 1,48 13,93 3,00

14 2,272 0,02 7,53 7,55 0,997 2,280 0,14 0,010 1,47 12,84 3,58

16 2,241 0,18 4,07 4,06 1,002 2,248 0,23 0,020 0,56 7,09 2,85

МП активированный ДС

10 2,180 10,16 5,40 6,23 0,867 2,157 11,80 1,25 1,95 10,50 1,96

12 2,235 4,84 8,98 9,20 0,976 2,205 7,44 1,09 2,21 14,80 3,79

14 2,278 0,04 8,30 8,54 0,972 2,286 0,08 0,008 1,98 13,70 3,89

16 2,249 0,12 4,60 4,83 0,952 2,255 0,19 0,011 0,76 7,88 3,26

Разработана регрессионная модель, описывающая влияние количества добавки - активирующей смеси (А = ДС+Битум, 1:1) и дозировки битума (Б) на набухание асфальтовяжущего (Н). Количество добавки варьировалось от 0,5% до 2,5%, с шагом 0,5%, а дозировка битума от 10% до 16% с шагом 2%.

Н=33,76 - 7,3*А - 3,42 *Б + 0,37*А*В + 0,34* А2 + 0,085*В2 (1)

Набухание асфальтовяжущего на минеральном порошке, активированном ДС, уже при 10%-ом содержании битума соответствует требованиям ГОСТ. Низкое набухание асфальтовяжущего на МП, активированном ДС доказывает эффективность хемосорбционных процессов, происходящих во время активации, и объясняется более тонким и равномерным распределением пленки битума на частицах порошка.

Предел прочности на сжатие асфальтовяжущего при +60°С, на минеральном порошке, активированном ДС уже при 10-процентном содержании битума показывает высокие значения, которые достигают максимума при 12% битума. Прочность асфальтовяжущего на МП, активированном ДС в среднем в 1,5 раза выше, чем у асфальтовяжущего на МП, активированном коСЖК. Это доказывает эффективность применения ЛХ реагентов в качестве ПАВ для активации МП.

Высокие показатели механической прочности асфальтовяжущего на активированных МП, объясняется прочностью и вязкостью высокоструктурированных битумных слоев, образующихся на зернах порошка. А также вследствие химической фиксации активных групп ПАВ на минеральной поверхности частиц.

Определение деформативности асфальтовяжущего.

На основе определения кинетических характеристик по методу Ковалева ЯН. и Гезенцвея Л.Б. предложена методика определения деформативности асфальтовяжущего (асфальтобетона) - коэффициент пластичности (П) - как отношение изменения высоты к изменению

п =

(2) где Ьь Ь2 - высота образца до и после испытания;

б], ¿2 — диаметр образца до и после испытания.

На рис. 6 и 7 представлены значения коэффициента пластичности асфальтовяжущего при 60 С и 0°С.

Рисунок 6. Пластичность при+60°С.

т

—■ -Гранит (ПУ) —-♦— Диабаз (ПУ)

-Х- Известняковый МП —А— АМПкоСЯЙС -О-АМП ДС

Рисунок 7.

|п

4,5

Пластичность при ОС.

Г> • 1 Г! 1 1 и 1 1

! | > >? 1 ' 1 |

—> -Гранит (ПУ) —♦— Диабаз (ПУ)

Хг- Известняковый МП —* - АМПкоСЖК -О-АМП ДС

Чем больше численное значения коэф. пластичности - тем выше жесткость материала. На основе исследований, предложено правило пластичности асфальтовяжущего (асфальтобетона):

П (5о°с, +бо°с)—»тах >1< II (о0с)-яшп (3)

При высоких температурах (+50°С, +60°С), коэф. пластичности асфальтовяжущего (асфальтобетона) должен быгь максимальными и стремиться к 1 или более, но в то же время при отрицательных температурах (0°С) иметь минимальное значение, и тоже стремиться к 1.

Высокие значения механической прочности асфальтовяжущего, на активированных МП, характеризуют степень взаимодействия минеральных частиц с битумом. Поэтому, при практическом применении АМП, целесообразно использовать менее вязкие битумы, а также возможно снижение доли порошка в смеси за счет использования пыли-уноса изверженных горных пород.

5. Исследование физико-механических свойств асфальтобетона на основе минеральных порошков, активированных ЛХ реагентами.

Для исследования был принят асфальтобетон типа «Г», из отсевов камнедробления гранитных горных пород «Каменногорское карьероуправление» - с повышенной остаточной пористостью (6-7%) и с повышенным количеством минерального порошка - 15%.

АМП ДС завод. АМП коСЖК Доломитовый МП Известняковый МП Диабаз (ПУ) Диорит (ПУ) Гранит (ПУ) Отсев чистый Вид а/бетонной смеси с МП

2,380 2,350 2,340 2,330 2,380 2,360 2,280 2,210 Средняя плотность, г/см3

2,14 1,50 4,42 2,50 2,50 2,92 4,40 9,20 \У, %

5,74 4,93 4,80 4,52 4,70 4,55 3,84 1,53 Я2осж, вод МПа

1,83 2,04 1,08 1,10 1,36 0,99 0,73 0,58 Я50сж, МПа

2,360 2,310 2,255 2,260 2,340 2,290 2,243 2,127 Средняя плотн., г/см3 15сут

4,53 4,40 8,73 6,50 5,80 6,70 7,14 12,47 \¥15сут, %

5,76 5,32 5,58 5,40 4,90 4,85 4,17 2,70 Ягосж, сух МПа

4,26 3,57 1,95 2,52 2,96 1,60 1,35 0,73 Ягосж, 15сутМПа

0,990 0,930 0,840 0,861 0,959 0,938 0,920 0,565 Квод.

0,74 0,67 0,36 0,45 0,60 0,33 0,32 0,27 Кдл. вод 15 сут

2,318 2,300 2,207 2,256 2,320 2,283 2,243 2,118 Средняя плотн., г/см3 ЗОсут

5,66 5,20 10,08 6,92 6,40 6,75 7,68 12,63 \У30сут, %

2,84 2,58 1,54 2,18 2,35 1,56 1,27 0,59 И-гоСж, ЗОсут МПа

0,49 0,48 0,29 0,39 0,48 0,32 0,30 0,22 Кдл. вод 30 сут

9,17 9,04 9,43 8,38 8,73 9,24 9,53 5,33 ЛоСж, МПа

н

о *

П1 п я о

о

У

и N О

№ ч о

СП

3

X р»

Физико-механические и деформативные свойства асфальтобетона определяли в соответствии с ГОСТ 12801-98. Дополнительно изучались свойства асфальтобетона после 15 и 30 - суточного выдерживания образцов в воде после вакуума. В исследованиях использовали битум БДУс 70/100 с дозировкой - 7%. Для оценки влияния вида МП на свойства асфальтобетона, первая серия образцов изготавливалась без фракции порошка.

В ходе исследования выяснено (табл.6), что асфальтобетоны на активированных МП имеют водостойкость на 15 и 30 сутки выше, чем асфальтобетоны на неактивированных МП из карбонатных и изверженных пород.

Исследование температуроустойчивости асфальтобетона проводилось путем определения предела прочности на сжатие образцов при +50°С и 0°С. Наивысшую прочность на сжатие при +50°С имеют асфальтобетоны с активированным МП в пределах 1,63-2,08 МПа. Повышенная прочность асфальтобетона объясняется значительным облегчением условия смачивания всех минеральных частиц битумом, и более равномерное распределение битума в смеси.

Асфальтобетоны, с исследуемыми МП, имеют прочность в пределах от 8,3 до 9,5 МПа, с небольшим разбросом. Поэтому довольно трудно судить об их деформационной способности при 0°С. Для этой цели целесообразно рассмотреть их деформативные характеристики. Определение деформативных свойств асфальтобетона.

На рисунках 10 и 11 показано изменение коэф. пластичности асфальтобетонов при +50°С и 0°С.

Асфальтобетоны, на активированных МП обладают высокой жесткостью при +50°С и в тоже время наименьшей жесткостью при 0°С, что позволяет деформироваться без разрушения.

Рисунок 10.

,П

'1,500 ¡1,300 ¡1,100 ¡0,900

'о,700 :о,5оо

0,667

0,683

Пластичность асфальтобетона при +50°С.

ТГ7КГ

0,847

0,945-

«28

Оюгачияьн Грашг(ПУ) Дсриг(ПУ) Дибаз(ПУ) Ижспнтавьй Дтомютаьй АШДСзавод АМ1мО<К

М1 Ш

Рисунок 11.

|П

11,600 1,200 '0,800 Ю.400 0,000

1,533

Пластичность асфальтобетона при 0°С.

1,474

ш

1,429

£

1,306

Ш7

.1ДЙ,

1,222

4,Ш -

Отсевчжпъш Граниг(ПУ) Диоркг(ПУ) Диабаз(ГГУ) Дрломиговый Известяювый АМПюСЖК АМПДСзаяод

МП МП I

Определение параметров пластичности (коэф. пластичности), позволяет дополнительно оценить свойства асфальтобетона. Не всегда, высокие значения прочности на сжатие при О С могут характеризовать хрупкое или упруго-пластичное поведение асфальтобетона.

6. Опытно-производственные работы. Технико-экономическое обоснование производства минерального порошка, активированного лесохимическими реагентами для строительства лесовозных автодорог.

Опытно-производственные работы проводились в 2003 г. на базе АБЗ С-Петербурга. Была произведена опытная партия известнякового минерального порошка, активированная смесью нефтяного битума БДУ 70/100 и низкотемпературной, древесной смолой хвойных пород. Использовалось стандартное оборудование АБЗ, типа «\МЬаи». Схема технологического процесса представлена на рис.16.

Рисунок 16.

1-дозатор; 2-сушильный барабан; 3-смеситель; 4-емкость активирующим составом; 5-бункер накопитель; 6-шаровая мельница; 7-хранилище МП.

Через дозатор (1) каменных материалов, известняковый щебень фракции 10-20мм по ленточному транспортеру подается в сушильный барабан (2). Высушенный и нагретый до температуры 130-150°С материал по элеватору поступает в смеситель (3), где из емкости (4) подается активирующий состав в количестве 2% от массы. Перемешивание происходит в течение 5-10 секунд. Далее вся смесь поступает в бункер накопитель (5) и по ленточному питателю поступает в приемный бункер шаровой мельницы и далее в саму мельницу (6). После помола, готовый материал пневмотранспортом поступает в емкость (7) по хранению минерального порошка.

В этом же году было уложено асфальтобетонное покрытие, из смеси типа МЗП Б, марки 1, протяженностью 500 м. Физико-механические характеристики смеси и вырубок с покрытия показали, соответствие требованиям ГОСТ и превышение аналогичных свойств асфальтобетона на неактивированном известняковом минеральном порошке. По состоянию на 2005 год покрытие опытного участка находится в хорошем состоянии, без дефектов и разрушений.

Расчет технико-экономической эффективности показал целесообразность использования лесохимических реагентов, для активации минеральных порошков в Северо-Западных и лесных районах. Особенно при удалении от предприятий нефтехимии более 1000 км.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Направленное изменение природы поверхности минеральных порошков возможно в результате их физико-химической активации веществами, способными взаимодействовать с минеральной частью материалов. К таким веществам относится исследованная в работе древесная смола низкотемпературной переработки хвойных пород древесины и сырое талловое масло, которые могут эффективно заменить традиционно используемые вещества на основе продуктов нефтехимической промышленности (кубовые остатки СЖК).

2. В результате физико-химической активации на зернах порошка образуются хемоадсорбционные слои, химически связанные активными группами -ОН и -СООН, которые коренным образом изменяют условия взаимодействия зерен порошка с битумом.

3. Для эффективной физико-химической активации минеральных порошков древесной смолой хвойных пород и талловым маслом достаточно 1,5 - 2% активирующего состава, по отношению к минеральному материалу, при соотношении ПАВ и битума 1:1.

4. Исследованиями относительной маслоемкости и битумоемкости минеральных порошков доказано, что минеральные порошки, активированные ЛХ реагентами, по свойствам поверхности приближаются к минеральным порошкам из плот ных, изверженных горных пород.

5. Исследования физико-механических свойств асфальтовяжущего на МП, активированном ДС хвойных пород, показали изменение в структурообразовании асфальтовяжущего, выразившиеся в снижении набухания при 60°С до 1,25% при 10%-ной дозировке битума, чю соответствует требованиям ГОСТ на минеральный порошок; в повышении предела прочности на сжатие, при 60°С до 1,95 МПа.

6. Исследование деформативных свойств асфальтовяжущего, по методике определения коэффициента пластичности, показало повышенные результаты у асфальтовяжущего на МП, активированном ДС хвойных пород. Коэффициент пластичности при 60°С на 30% больше, чем у асфальтовяжущих на неактивированных МП.

7. Доказано влияние вида минерального порошка на физико-механические и деформативные свойства асфальтобетона. Асфальтобетон, на минеральном порошке, активированный ДС хвойных пород, по структурирующей способности, не уступает асфальтобетону на МП, активированному коСЖК и, значительно превосходит асфальтобетоны на неактивированных порошках.

8. Длительная водостойкость асфальтобетона на МП, активированном ДС хвойных пород, выше в 1,5-2 раза, чем на неактивированных МП.

Предел прочности на сжатие при 50°С в 2 раза выше, чем у асфальтобетона на неактивированных МП, но в тоже время при 0°С предел прочности на сжатие соответствует требованиям ГОСТ асфальтобетон. В связи с этим имеется возможность сократить до 50% дозировки активированных МП за счет использования пыли уноса асфальтосмесительных установок (АСУ) на основе гранита, диорита и диабаза.

Коэффициент пластичности при 50°С превышает на 20-25% пластичность асфальтобетона на неактивированных МП, но при 0°С обладает меньшей жесткостью, что позволяет больше деформироваться без разрушения.

9. Изучение физико-механических свойств минеральных порошков, асфальтовяжущего и асфальтобетона показало, что диабазовый МП на основе пьгли уноса АСУ не уступает минеральному порошку, полученному измельчением известняка фракции 10-20 мм. Диабазовый МП может использоваться в качестве полноценной замены неактивированному МП из молотых известняков и при соответствующем подборе состава асфальтобетона может частично заменить и активированный МП.

10. Разработана технология получения минеральных порошков, активированных ЛХ реагентами, в условиях АБЗ для строительства лесовозных автодорог.

11. В результате выполненных исследований получен патент РФ на изобретение, касающийся активирующих составов на основе древесной смолы хвойных пород и талловых продуктов.

12. На основании результатов лабораторных исследований, в 2003 г. выпущена партия минерального порошка, активированного древесной смолой хвойных пород и построен опытный участок асфальтобетонного покрытия. По состоянию на 2005 г. покрытие находится в хорошем состоянии, без дефектов и разрушений.

13. Сравнение экономических характеристик, показало эффективность применения лесохимических реагентов для активации минеральных порошков при строительстве лесовозных автодорог в Северо-Западном регионе, особенно удаленных от предприятий нефтехимии на 1000 км и более.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Сергута A.M. «Улучшение качества дорожно-строительных материалов».-

Сборник докладов молодых ученых на ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2000г.

2. Сергута А.М. «Сравнительные характеристики песчаного асфальтобетона

на минеральных порошках, активированных кубовыми остатками синтетических жирных кислот и древесной смолой».- Сборник докладов молодых ученых на ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2001г.

3. Салминен Э.О., Сергута A.M. «Использование отходов пиролиза

древесины в дорожном строительстве».- Новые технологии рециклинга вторичных ресурсов: Материалы докладов Международной научно-технической конференции, Минск 2001 г.

4. Сергута A.M. Справка победителя С-Петербургского конкурса

персональных фантов для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов в области гуманитарных, естественных, технических и медицинских наук, культуры и искусства. По теме «Исследование известнякового минерального порошка активированного древесной смолой для дорожного асфальтобетона», 2001г.

5. Сергута A.M. «Взаимодействие пиролизной древесной смолы с

известняком при производстве активированного минерального порошка» - Сборник докладов молодых ученых на ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2002г.

6. Решение о выдаче патента РФ на изобретения №2004112232/03(013275) от 22.04.2004 г. «Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси».

СЕРГУТА АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 06.05.05. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ.л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 115. С 7а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТА 194021, Санкт-Петербург, Инсттугский пер., 3

/

* 11 в 9 в

РНБ Русский фонд

2006-4 5696

i

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1 Представление о структуре асфальтобетона.

1.2 Сырьевая база производства минеральных порошков в Ленинградской области.

1.3 Анализ применения минеральных порошков для асфальтобетона.

1.4 Физико-химическая активация минеральных порошков.

1.5 Постановка задачи, цели и задачи исследований.

Глава 2. Теоретическое обоснование физико-химической активации минерального порошка лесохимическими реагентами.

2.1 Физико-химическая активация поверхности минеральных материалов.

2.2 Взаимодействие лесохимических реагентов - древесной смолы хвойных пород и таллового масла с карбонатной породой.

Выводы по главе.

Глава 3. Исследование физико-механических свойств минеральных порошков, активированных лесохимическими реагентами.

3.1 Состав и свойства применяемых материалов.

3.2 Методика исследований.

3.3 Результаты определения относительной маслоемкости минеральных порошков.

3.4 Результаты определения относительной битумоемкости минеральных порошков.

Выводы по главе.

Глава 6. Опытно-производственные работы. Технико-экономическое обоснование производства минерального порошка, активированного лесохимическими реагентами.

6.1 Получение активированного минерального порошка.

6.2 Строительство опытного участка.

6.3 Технико-экономическое обоснование активации минерального порошка лесохимическими реагентами.

Выводы по главе.

В стратегии развития лесопромышленного комплекса России на период до 2015 года, рассмотренной и одобренной на VI Международном лесном форуме, обозначены основные направления - реализация проектов по комплексной переработке древесины, развитию инфраструктуры, лесного дорожного строительства. Как отметили участники форума - «факторами, ограничивающими развитие лесной отрасли, являются отсутствие централизованных капиталовложений в лесной сектор, незначительные иностранные инвестиции, низкая плотность существующей дорожной сети, нерентабельность перевозки круглого леса на расстояние свыше 1000 км и пиломатериалов свыше 2500 км из-за высоких железнодорожных тарифов». Для сохранения конкурентоспособности предприятий необходимо сокращать время от заготовки леса до его обработки. В этих условиях важно переходить к интенсивному ведению лесного хозяйства. Для этого необходимо создание густой сети лесных дорог и развитие транспортной логистики [8].

На долю перевозки древесины автомобильным транспортом приходится до 80-90% от общего объема транспорта леса. Строительство лесовозных автомобильных дорог связано со значительными затратами и отдельные предприятия не могут себе этого позволить. Однако в последнее время наметилось укрупнение предприятий, создаются лесопромышленные холдинги и группы, аккумулирующие значительные материальные и финансовые ресурсы. Как правило, магистральные, лесовозные автомобильные дороги имеют выходы к сети региональных автодорог общего пользования. Это позволит в дальнейшем войти им в эту сеть и дополнительно связать не только предприятия отрасли, но многочисленные лесные поселки, что является значительным социальным фактором. Подключение крупных магистральных, лесовозных автодорог в сеть дорог общего пользования приведет к строительству усовершенствованых покрытий из горячих и холодных асфальтобетонов, поверхностных обработок, холодных эмульсионноминеральных смесей и других видов битумоминеральных смесей.

Повышение качества дорожно-строительных материалов входящих в состав битумоминеральных смесей и, прежде всего в асфальтобетоны, является важным условием повышения эффективности дорожного строительства. Развитие дорожного строительства может быть обеспечено за счет широкого применения в технологии производства местных дорожно-строительных материалов, вторичного сырья, техногенных продуктов и отходов промышленного производства [46].

Такого рода минеральные материалы, зачастую не отвечают требованиям действующих стандартов на традиционно применяемые материалы и в естественном виде представляют собой некондиционное сырье.

Модифицирование минеральных составляющих смеси влияет на факторы структурообразования асфальтобетона, что свидетельствует о необходимости более пристального изучения физико-химических процессов асфальтобетона с точки зрения особенностей, связанных с использованием местных материалов и техногенных продуктов [16, 31, 69].

Фундаментальные исследования, проведенные академиком П.А.Ребиндером, послужили основой современных представлений о структурообразовании в битумоминеральных смесях. Развитие представлений о структурообразовании асфальтобетона связано с работами П.В. Сахарова, И.А.Рыбьева, Л.Б. Гезенцвея, Н.В. Горелышева, И.В. Королева и др.

Одним из важных компонентом асфальтобетона является минеральный порошок, который в настоящее время получают преимущественно путем измельчения известняков или доломитов, содержащих не более 5% примесей глины. В ряде месторождений полезная толща выражена несколькими горизонтами. Верхние слои породы, как правило, обладают пониженной прочностью. В них наблюдаются слои, прослойки и линзы глин и песков, которые трудно удалить при добыче горной массы и количество которых доходит до 10-12 %. Перспектива использования таких материалов в технологии асфальтобетона открывается при условии их модифицирования в целях улучшения взаимодействия с битумом.

Одним из путей модифицирования минеральных порошков является технология физико-химической активации их поверхности, осуществляемая поверхностно-активными веществами в процессе помола. Значительным этапом исследований в этой области явились работы Л.Б. Гезенцвея, Сотниковой В.Н. в направлении использования активированных минеральных порошков для совершенствования структурообразования асфальтобетона.

Влияние активированных минеральных порошков на свойства асфальтобетона проявляется в нескольких направлениях - упрочнение структурированной дисперсной системы битум - минеральный порошок; повышение плотности и снижение водопроницаемости асфальтобетона; замедление процессов старения асфальтобетона; повышение водо- и морозостойкости асфальтобетона. Активированный минеральный порошок существенно улучшает важнейшие физико-механические свойства асфальтобетона и повышает транспортно-эксплуатационные показатели, отвечающие современным требованиям [12, 50, 55, 74, 75, 97].

В Советском Союзе существовали производства по получению активированных минеральных порошков. В основном это был «Обидимский» завод п. Обидимо Тульская область, «Кикеринский» завод п. Волосово Ленинградская область, производства в Казахстане «Курдайский» завод, а также на производствах в Азербаджане и Эстонии.

Для активации минеральных порошков использовали в основном продукты и отходы нефтяной и обрабатывающей промышленности: второй жировой гудрон, производные высших карбоновых кислот: синтетические жирные кислоты (СЖК), кубовые остатки СЖК, окисленный петролатум, железные соли СЖК: ферроокисленные рисайклы и петролатумы и др., а также низкотемпературный каменноугольный деготь, буроугольную смолу, древесную газогенераторную смолу лиственных пород, сланцевое масло, кремнеорганическую жидкость ГКЖ-94, госсиполовую смолу (хлопковый гудрон), и др. [47,63,68,83].

В результате распада СССР, связи с предприятиями оказались нарушены - поставки продукции прекратились. Новые, жесткие экологические требования заставили предприятия, выпускавшие данные реагенты, или закрыться или перейти на безотходное производство. Круг материалов пригодных для активирования значительно сократился.

Из производителей активированного минерального порошка в РФ остался, в основном «Кикеринский з-д» - Ленинградская обл., который с активатора - второго жирового гудрона перешел на кубовые остатки СЖК, поставляемые, с центральных регионов страны за 1500-2000 км.

Северные и Северо-Западные регионы страны удалены от основных центров глубокой переработки нефти. Доставка в эти регионы химических реагентов, пригодных для активирования минерального сырья, приводит к значительному удорожанию конечной продукции.

В основном, в этих регионах расположены предприятия лесопромышленного комплекса, специализирующиеся на химической переработке древесины - целлюлозно-бумажные и пиролизные производства. Данные предприятия производят лесохимические материалы — талловые продукты и древесные смолы, которые мало рассматривались, в качестве активирующих веществ.

В связи с этим актуальным является применения лесохимических реагентов - древесных смол хвойных пород и таллового масла в качестве активирующих веществ, при производстве минерального порошка для асфальтобетона.

Цель работы. Разработка технологии получения минерального порошка активированного лесохимическими реагентами, используемого для асфальтобетона при строительстве лесовозных автодорог. Развитие метода физико-химической активации минеральных порошков древесной смолой хвойных пород и талловым маслом. Повышение качества и долговечности асфальтобетона. Расширение сырьевой базы производства минеральных порошков для строительства лесовозных автодорог.

Научная новизна заключается в следующем:

- теоретически обоснована возможность использования лесохимических реагентов, в качестве активирующих веществ, для производства минерального порошка;

- исследованы особенности маслоемкости и битумоемкости минеральных порошков различного генезиса; исследовано влияние минерального порошка активированного лесохимическими реагентами на структурообразование асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- предложена методика лабораторной оценки деформативности асфальтовяжущего и асфальтобетона.

На защиту выносятся: теоретическое обоснование возможности использования лесохимических реагентов в качестве активирующих веществ, для минерального порошка;

- методика и результаты исследования физико-химических свойств минеральных порошков различного генезиса;

- методика и результаты оценки физико-механических и деформативных свойств асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- технология получения минерального порошка, активированного лесохимическими продуктами для строительства лесовозных автодорог.

Практическая значимость работы: разработана технология получения минеральных порошков, активированных лесохимическими реагентами в условиях АБЗ;

- расширина сырьевая база производства минеральных порошков;

- повышено качество и долговечность асфальтобетона для строительства лесовозных автодорог.

Реализация работы. Организован выпуск минерального порошка, активированного древесной смолой хвойных пород на АБЗ ООО «ЭнСиСи-Перспектива» и ОАО «АБЗ-1» в г. С-Петербурге. Построены опытные участки в 2003 г.

Апробация и публикация работы. Основные результаты исследований доложены на: научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (Санкт-Петербург, J1TA) 2000, 2001, 2002, 2005г.; Международной НТК (Минск-2001г.); ежегодной научной конференции СПб • ГАСУ 2002 г.; заседании научной секции «Транспортные сооружения» Дома ученых Академии наук РФ, 2002 г.; «Ассоциации исследователей асфальтобетона» Москва-МАДИ 2003, 2004г.

Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах. Получен персональный гранд победителя конкурса для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов за 2001 г. по теме «Транспорт».

По тематике диссертационных исследований получен патент на изобретение РФ 2004г.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы из 104 наименований, 7 приложений. Основное содержание работы изложено на 157 страницах машинописного текста без приложений и содержит 16 таблиц, 59 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Направленное изменение природы поверхности минеральных порошков возможно в результате их физико-химической активации веществами, способными взаимодействовать с минеральной частью материалов. К таким веществам относится исследованная в работе древесная смола низкотемпературной переработки хвойных пород древесины и сырое талловое масло, которые могут эффективно заменить традиционно используемые вещества на основе продуктов нефтехимической промышленности (кубовые остатки СЖК).

2. В результате физико-химической активации на зернах порошка образуются хемоадсорбционные слои, химически связанные активными группами -ОН и -СООН, которые коренным образом изменяют условия взаимодействия зерен порошка с битумом.

3. Для эффективной физико-химической активации минеральных порошков древесной смолой хвойных пород и талловым маслом достаточно 1,5 — 2% активирующего состава, по отношению к минеральному материалу, при соотношении ПАВ и битума 1:1.

4. Исследованиями относительной маслоемкости и битумоемкости минеральных порошков доказано, что минеральные порошки, активированные JIX реагентами, по свойствам поверхности приближаются к минеральным порошкам из плотных, изверженных горных пород.

5. Исследования физико-механических свойств асфальтовяжущего на МП, активированном ДС хвойных пород, показали изменение в структурообразовании асфальтовяжущего, выразившиеся в снижении набухания при 60°С до 1,25% при 10%-ной дозировке битума, что соответствует требованиям ГОСТ на минеральный порошок; в повышении предела прочности на сжатие, при 60°С до 1,95 МПа.

6. Исследование деформативных свойств асфальтовяжущего, по методике определения коэффициента пластичности, показало повышенные результаты у асфальтовяжущего на МП, активированном ДС хвойных пород.

Коэффициент пластичности при 60°С на 30% больше, чем у асфальтовяжущих на неактивированных МП.

7. Доказано влияние вида минерального порошка на физико-механические и деформативные свойства асфальтобетона. Асфальтобетон, на минеральном порошке, активированный ДС хвойных пород, по структурирующей способности, не уступает асфальтобетону на МП, активированному коСЖК и, значительно превосходит асфальтобетоны на неактивированных порошках.

8. Длительная водостойкость асфальтобетона на МП, активированном ДС хвойных пород, выше в 1,5-2 раза, чем на неактивированных МП.

Предел прочности на сжатие при 50°С в 2 раза выше, чем у асфальтобетона на неактивированных МП, но в тоже время при 0°С предел прочности на сжатие соответствует требованиям ГОСТ асфальтобетон. В связи с этим имеется возможность сократить до 50% дозировки активированных МП за счет использования пыли уноса асфальтосмесительных установок (АСУ) на основе гранита, диорита и диабаза.

Коэффициент пластичности при 50°С превышает на 20-25% пластичность асфальтобетона на неактивированных МП, но при 0°С обладает меньшей жесткостью, что позволяет больше деформироваться без разрушения.

9. Изучение физико-механических свойств минеральных порошков, асфальтовяжущего и асфальтобетона показало, что диабазовый МП на основе пыли уноса АСУ не уступает минеральному порошку, полученному измельчением известняка фракции 10-20 мм. Диабазовый МП может использоваться в качестве полноценной замены неактивированному МП из молотых известняков и при соответствующем подборе состава асфальтобетона может частично заменить и активированный МП.

10. Разработана технология получения минеральных порошков, активированных JIX реагентами, в условиях АБЗ для строительства лесовозных автодорог.

11. В результате выполненных исследований получен патент РФ на изобретение, касающийся активирующих составов на основе древесной смолы хвойных пород и талловых продуктов.

12. На основании результатов лабораторных исследований, в 2003 г. выпущена партия минерального порошка, активированного древесной смолой хвойных пород и построен опытный участок асфальтобетонного покрытия. По состоянию на 2005 г. покрытие находится в хорошем состоянии, без дефектов и разрушений.

13. Сравнение экономических характеристик, показало эффективность применения лесохимических реагентов для активации минеральных порошков при строительстве лесовозных автодорог в Северо-Западном регионе, особенно удаленных от предприятий нефтехимии на 1000 км и более.

1. Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси.

2. Патент РФ №97100264.- 1998.

3. Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей. Патент РФ №99126316. 2000.

4. Аррамбит Ж., Дюрье М. Органические вяжущие и смеси для дорожного строительства. М.: -1961. — с. 15-266.

5. Бахрах Г.С. Исследование пыли-уноса вращающихся печей цементных заводов как минерального порошка для асфальтобетона.- Автореферат дисс. канд. техн. наук, М.: МАДИ. - 1969. - с. 3-12.

6. Богуславский A.M. О деформативной способности асфальтового бетона при охлаждении. // Тр. ХАДИ. Вып. 26. 1961. с. 81-90.

7. Борозна А.А., Салминен Э.О. Состояние и проблемы развития лесного комплекса (По материалам Международного лесного саммита): Учебное пособие. Издательство СПбЛТА. 2004. - с. 3-34.

8. Борщ И.М., Терлецкая JI.C. // Минеральные порошки- для асфальтовых материалов.- Харьков, Тр. ХАДИ.- вып. 46. 1961, с. 10-28.

9. Волков М.И., Борщ И.М., Грушко И.М., Королев И.В. Дорожно-строительные материалы. — М.: Транспорт. — 1975. с. 527

10. Выродов В. А., Кислицын А.Н. и др. Технология лесохимических производств. — М.: Лесная промышленность. 1987. с. 322-329.

11. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовые бетоны из активированных минеральных материалов. Автореферат дисс.докт. хим. наук.- М.: СоюздорНИИ. 1970. с. 5-22.

12. Гезенцвей JI.Б., Алиев A.M. Исследование асфальтобетона на активированных минеральных порошках применительно к условиям жаркого климата. // Тр. Союздорнии. вып. 44. 1971. с. 16-18

13. Гезенцвей Л.Б., Слива Г.Я. Избирательная фильтрация битумов при взаимодействии с минеральным порошком. // Тр. Союздорнии. вып. 44. 1971. -с. 34-34

14. Гезенцвея Л.Б. под. ред. Дорожный асфальтобетон. М.: Транспорт. 1976. -295 с.

15. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтобетон. — М.: Транспорт, 1985. 348 с.

16. Гидрофобный сыпучий материал. Патент РФ №95102259. 1996.

17. Горелышев Н.В., Любимова Т.Ю., Колбановская А.С. и др. Физико-химические методы характеристики свойств и структуры дорожностроительных материалов. М.: Автотрансиздат.-1961. -69 с.

18. Гордон Л.В., Фефилов В.В. и др. Технология и оборудование лесохимических производств. — М.: Лесная промышленность. 1979. — с. 112115.

19. Горский С.С. Производство минерального порошка для асфальтового бетона. М.: Дориздат. 1949. 167 с.

20. ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».- с. 1-25.

21. Гридчин A.M. Асфальтобетон с использованием анизотропного сырья. Белгород. В сб. Научно-технический прогресс в Московском строительстве. 2003. с. 1-6.

22. Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М. Дорожно-строительные материалы. М.- Л.: Гостранстехиздат, 1983. - 216 с.

23. Евсиков Н.И. Получение и применение дорожных эмульсионно-минеральных смесей на активированных компонентах. Минск. Авторефератдисс. канд. техн. наук. 1988. с. 5-7.

24. Ермилов П.Н. Диспергирование пигментов. М.- Химия. 1971. 300 с.

25. Зарифьянц Ю.А., Киселев В.Ф., Федотов Г.Г. Химическая адсорбция кислорода на поверхности свежего раскола графита // Журнал Физической химии. 1961.-Т. 35,№8. -с. 1885-1886.

26. Иванов Н.Н., Ефремов J1.T. О работоспособности асфальтобетона в дорожном покрытии // Тр. МАДИ. 1973. - вып. 63.-е. 52-59.

27. Известия Росавтодора. Применение минерального порошка ТМА. М.: Информавтодор. — 2002. с. 27.

28. Киселев В.П., Иванченко А.В., Ефремов А.А. Смолы пиролиза древесины как сырье для модификации битума. // Химия растительного сырья. №4. 2001. -с. 111-113.

29. Кислицын А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. М.: Лесная промышленность. 1990. - с. 17-19.

30. Ковалев Я.Н. Активационно-технологическая механика дорожного асфальтобетона. Минск.: Вышейшая школа.- 1990. - 177 с.

31. Козлов В. Н., Нимвицкий А. А., Технология пирогенетической переработки древесины, М.-Л., 1954;

32. Колбановская А.С. Исследование дисперсных структур в нефтяных битумах. Автореферат дисс. докт. техн. наук., М.: - 1967.-: 11-12.

33. Кондратьев В.Н. Свободные радикалы активная форма вещества. М.- Изд. АН СССР. 1960. 86 с.

34. Королев И.В. Модель строения битумной пленке на минеральных зернах в асфальтобетоне // Изв. ВУЗов: Строительство и архитектура, 1981. - №8. — с. 63-67.

35. Королев И.В. О битумной пленке на минеральных зернах асфальтобетона // Автомобильные дороги. 1981. - №7. - с. 23-24.

36. Королев И.В. Структура и свойства дорожных теплых асфальтобетонов.-Автореферат днсс. докт. техн. наук., МАДИ. 1973.- с. 5-17.

37. Королев И.В., Батраков О.Т. О толщине битумной пленки в асфальтобетоне. М., Тр. Союздорнии; вып. 46.- 1970. - с. 7-9.

38. Королев И.В., Бутова В.В. Процессы структурообразования в битумах, наполненных минеральными порошками.- М., Тр. Союздорнии; вып. 46.- 1970. -с. 41-43

39. Королев И.В. Под. ред. Технические ПАВ из вторичных ресурсов в дорожном строительстве. М.: Транспорт. 1991. с. 134-140.

40. Короткевич Н.Н. Выбор технологической схемы заводского процесса получения минерального порошка (заполнителя), обработанного битумом. // Строительство дорог. №1. ДорНИИ. 1940. с. 17-23.

41. Кунин А. М. Слоевые методы энергохимического использования топлива, М.-Л., 1962., 52 с.

42. Курденкова И.Б. Структура и свойства асфальтобетона на модифицированных твердыми полимерами минеральных материалах: Автореферат дисс. канд. техн. наук. МАДИ.-М.: 1999.-е. 2-11.

43. Кучма М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве.-М., Транспорт, 1980.-е. 10-58.

44. Ларина Т.А., Лурьи А.Л. Двухступенчатая битумосберегающая технология производства асфальтобетонных смесей. // Пути совершенствования технологии производства и повышения качества дорожно-строительных материалов. Тр. МАДИ. М.: 1987, - с. 20-24.

45. Ломанов Ф.К. Опыт применения минеральных порошков в асфальтобетоне. -М.: Дориздат, 1952. 71 с.

46. Лукантьева В.Н. Производство и применение активированных минеральных порошков в тресте «Севзапдорстрой». // Тр. Союздорнии. вып. 56. 1972.-е. 36.

47. Лучинина Д.И. Производство высококачественного активированного минерального порошка в условиях Казахсткой ССР. // Тр. Союздорнии. вып. 107.-1978.-с. 25-27.

48. Лысихина А.И. Поверхностно-активные добавки для повышения водоустойчивости дорожных покрытий с применением битумов и дегтей. М.: Автотрансиздат. — 1959. с. 24-232.

49. Лысихина А.И. Применение поверхностно-активных и других добавок при строительстве асфальтобетонных и подобных им дорожных покрытий. М.: Автотрансиздат. — 1957. с. 8-10.

50. Лысихина А.И., Ястребова Л.Н. Исследование физико-химических процессов взаимодействия битума с минеральными материалами и их влияние на свойства асфальтовых смесей. М.: Дориздат. 1952. - с. 22-38.

51. Мешин A.M. Применение активированных минеральных порошков в ^ асфальтобетоне в Эстонской ССР. // Тр. Союздорнии. вып. 56. 1972. с. 40-46.

52. Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси. Патент РФ №200211610. 2002.

53. Минеральный порошок для асфальтобетонных смесей. Патент РФ №97108487. 1999.

54. Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси. Патент РФ №98105534. 1999.

55. Мутуль А.Ф., Беляков Г.Т. Гидрофобизация минеральных компонентов строительных материалов на черных вяжущих. Рига. Изд. АН. Латв. ССР., 1955. с. 58-76.

56. Питецкий Ю.Н., Скрыльник А.П. Применение ' активированных минеральных порошков в литом асфальтобетоне. // Тр. Союздорнии. вып. 107.1. Щ, 1978.-е. 11-14.

57. Полетаев А.В., Абруцкая Е.Г. Пути повышения сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий для условий Средней Азии.- // Тр. Союздорнии; вып. 44. 1971.-с. 43-44

58. Применение поверхностно-активных веществ и активаторов при приготовлении асфальтобетонных и других битумоминеральных смесей. / ЦБНТИ Миндорстроя РСФСР. М., 1976. 45 с.

59. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах.- М.: 1978. — с. 106-233.

60. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика новая область науки. — М.: Знание, 1958.-63 с.ж 66. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика и технический прогресс // Будущее науки. -М.: Знание, 1973. с. 174-189.

61. Руководство по строительству дорожных а/б покрытий. — М.: Транспорт, 1978.- с. 65-70.

62. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1969. - с. 76

63. Рыбьева Т.Г. Исследование влияния минералогического состава порошков на структурно-механические свойства битумоминеральных материалов.

64. Щ Автореферат дисс. канд. техн. наук., М.: МАДИ. 1961.-е. 2-14.

65. Сахаров П.В. Способы проектирования асфальтобетонных смесей. // Транспорт и дороги города, 1935. №12.- с. 22-26.

66. Славянский А.К., Медников Ф.А. Технология лесохимических производств. М.: Гослесбумиздат. 1970. — 31 с.

67. Слепая Б.М. Исследование влияния резинового порошка на свойства дорожного асфальтобетона. Автореферат дисс. канд. техн. наук. МАДИ. -1972. с. 5-7.

68. Сокальская М.Б. Применение активированных минеральных порошков в холодном асфальтобетоне. // Тр. Союздорнии. вып. 107. 1978. — с. 48-50.

69. Сотникова В.Н. Исследование активированных минеральных порошков из глинистых известняков для дорожного асфальтобетона.- М.: Союздорнии. Автореферат дисс. канд. техн. наук. 1973. - с. 3-15.

70. Сотникова В.Н. Материалы применяемые для приготовления активированных минеральных порошков. // Тр. Союздорнии. вып. 56. 1972. с. 21-29.

71. Сотникова В.Н. Производство активированных минеральных порошков из известняков с примесью глины.- М.: Союздорнии. -1969. — с. 3-7.ш

72. Способ активирования дорожных минеральных материалов., Патент РФ №97105494. 1999.

73. Способ гидрофобизации заполнителя. Патент РФ №5009426. 1996.

74. Способ получения минерального порошка для асфальтобетонных смесей. Патент РФ №98112524. 1999.

75. Способ получения универсального асфальтового вяжущего. Патент РФ №4830003. 1999, Патент US 88/02986. 1988.

76. Способ производства активированного минерального порошка для асфальтобетонных смесей. Патент РФ №98121739. 2001.

77. Справочник «Материалы и изделия для строительства дорог». М.: Транспорт. - 1986. -167 с.

78. Старцева Т.А., Кузнецов В.А., Янова Л.П., Толстая Н.Н. Активация • наполнителей путем механохимической прививки полимеров. //

79. Композиционные полимерные материалы.- Киев: Наукова думка.- 1980. — вып. 6, с. 14-20.

80. Стрельникова В.Я., Духовный Г.С. Особенности производства активированных минеральных порошков и гидрофобной извести в Казахстане. // Тр. Союздорнии.- вып. 56. 1972. с. 7-9.

81. Сумароков В. П. Химия и технология переработки древесных смол, M.-JI., 1953;

82. Таубман А.Б., Бородина В. Н., Толстая С.Н. Адсорбционная активизация и усиливающее действие минеральных наполнителей в полимерных системах / Коллоидный журнал, т. XXVII, №3. 1965. 446 с.

83. Тенцер Е.М. Причины препятствующие широкому внедрению активированного минерального порошка в дорожном строительстве. М.: // Тр. Союздорнии. вып. 56. 1972. с. 51-55.

84. Терлецкая JI.C. Исследование топливных шлаков для асфальтовых смесей. Харьков: ХАДИ. Автореферат дисс. канд. техн. наук. 1956. - с. 4-12.

85. Толстая С.Н. Физико-химические основы адсорбционной активации минеральных наполнителей и пигментов в полимерных системах.щ\

86. Автореферат дисс.докт. хим. наук.- М.: 1970. с. 4-15.

87. Финаншин В.Н., Петрянин Б.И. Минеральный порошок с улучшенным гранулометрическим составом. // Пути совершенствования технологии производства и повышения качества дорожно-строительных материалов. Тр. МАДИ. -М.: 1987, с. 47-49.

88. Флоровская В.Н., Мелков В. Г. Введение в люминесцентную битуминологию. М.: Дориздат. 1946. с. 4-21.

89. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. М.: Наука, 1972.238 с.

90. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972. 308 с.

91. Хорошуля А.А., Володько В.П. Использование отходов лесохимического проихводства в качестве вяжущего для устройства дорожных покрытий.

92. Ц' Сборник. Тр. Союздорнии. 1989. с. 166-169.

93. Шелудяков И.В. Технология приготовления и применения минерального порошка на основе никелева шлака в дорожном строительстве лесногокомплекса. Воронежская JITA. Автореферат дисс. канд. техн. наук. 2005. — с. 7-16.

94. Юрашунас Т.К. Комплексное использование гравийных материалов Литовской ССР для производства асфальтобетона. М.: СоюздорНИИ.

95. Автореферат дисс. канд. техн. наук. 1973. - с. 2-14.

96. Ярмолинская Н.И. Дорожный асфальтобетон с применением минеральных порошков из техногенных отходов промышленности. — Хабаровск.- 2002. с. 5778.

97. Ястребова Л.Н. Исследование свойств минеральных порошков и их влияние на свойства асфальтобетона. // Сборник тр. ДорНИИ. Вып. VIII. 1949. — с. 83105.

98. Bass D. Paint Manyfact, 1957, v. 27, No. 1, p. 5-8.

99. Main principles of a construction of road coverings from a hot mix of asphalt. Institute of asphalt, a help Manual, of a series №22, 1983. page. 14.

100. Manual on asphalt emulsion. Institute of asphalt. MS-19. 1979. 23 page.

101. Right and Pacvett. Road technics. The edition №4. Publishing of John Wailey and son. 1979. 51 page.

102. Taloil and areas of his use. Publishing of Pulp Chemicals Associations Jail Oil Products. The company F.W. Dodge. 1965. -6 page.

103. Относительная маслоемкость минеральных порошков.

104. Время, сутки Гранитный МП Диоритовый МП Диабазовый МП Известняковый МП Доломитовый МП АМП коСЖК АМП ДС

105. Данный, обработанный материал был размолот на шаровой мельнице.

106. ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ / • Бережковская наб., 30, корп. t, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995

107. Г1971З6 Санкт-Петербург, а/я 73, пат.пов. П

108. Телефон 240 60 15. Телекс 114818 ПДЧ. Факс 243 33 37 Г.П.Мус, per.N831. На № от

109. Наш № 2004112232/03(013275)

110. При переписке просим ссылаться на номер заявки и сообщить дату получения данной корреспонденции1.1

111. РЕШЕНИЕ О ВЫДАЧЕ ПАТЕНТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ (21) Заявка № 2004112232/03(013275) (22) Дата подачи заявки 22.04.2004

112. Дата начала отсчета срока действия патента 22.04.2004 (85) Дата перевода международной заявки на национальную фазу

113. Номер первой(ых) (32) Дата подачи первой(ых) (33) Код страны Пунктзаявки(ок) заявки(ок) формулы1. 2. 3.

114. Заявка №РСТ/ (96) Заявка № ЕА

115. Номер публикации и дата публикации заявки РСТ

116. Автор(ы) Сергута A.M., Дымов С. A., RU

117. Патентообладатель(и) Сергута Александр Михайлович, Дымов Сергей Александрович, RUуказать код страны)51. МПК 7 С04В 26/26

118. Название изобретения Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси01031603

119. Адрес для переписки с патентообладателем или его представителем, который будетопубликован в официальном бюллетене □указан на лицевой стороне бланка решения

120. Адрес для направления патента □

121. В указан на лицевой стороне бланка решения □ указан в графе «Адрес для переписки с патентообладателем.»

122. Из данной а/б смеси был уложен верхний слой покрытия толщиной 5 см, шириной 5 м и протяженностью 370 м.

123. Данная автодорога представляет собой подъездную дорогу к железнодорожному щебеночному терминалу ст. «Ручьи» и дробильно-сортировочному комплексу ООО «Эн-СиСи-Индустри» с высокой интенсивностью тяжелого автотранспорта.

124. Конструкция дорожной одежды данной автодороги представляет собою ранее существовавшуюся а/д с сильно разрушенным покрытием.

125. В целях повышения несущей способности а/д, поверх старого разрушенного покрытия участка было уложено щебеночное основание изгранитного щебня фракции 25-60 мм с расклинцовкой гранитным щебнем фракции 10-20 мм общей толщиной 20 см.

126. На щебеночное основание был уложен нижний слой покрытия из плотного крупнозернистого а/б типа «А» марки 1, на гранитном щебне, битуме БДУ 70/100 и на неактивированном минеральном порошке толщиной 8 см.

127. Поверх данных конструктивных слоев уложен верхний слой покрытия из плотной мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа «Б» марки 1.

128. Процесс укладки а/б слоев был осуществлен силами ООО «Эн-СиСи-Индустри»:- укладчик — Vogel 1500- катки комбинированный НАММ, 8 т- на пневмотических шинах НАММ, Ют- гладковальцовый НАММ, 12 т

129. По состоянию на момент осмотра, покрытие опытного участка и контрольного находятся в хорошем состоянии без видимых дефектов и повреждений.

130. Интенсивность транспортных средств составляет 500-600 автомобилей в сутки. *1. ЯсхевичТА.1. Cepiyra A.M.1. ООО «ЭнС&Си-Перспектева»

131. АТТЕСТАТ АКРЕДИТАЦИИ НА ТЕХНИЧЕСКУЮ КОМПЕТЕНТНОСТЬ N2SP01.01.026 165 ДО 15 ИЮЛЯ 2005 ГОДА "