автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Асфальтобетон на фототермоокисленных битумах и полимерно-битумных вяжущих

ростозша-нй-доня государственная акадеш.кропЕяьша-

: аа- прзза* рвзспзся

БАРАНОВА Елена liaxûfïsosûa

асфальтобетон на сототермоокнсшшйс вятггих а

п0шерн0-бнт9шш взщнх

Специальность 05,23.05 - {.троитвгьиаа еатврвага а Езделпз

автоРЕОЕ? а т

диссертации на соискание дчеиоЗ стспокя кандидата технических наук

•Ростоэ-яа-Дому 1935

Рсьота; еишнека б Росюаской-иа-Дону государственная амдмк: с'!рс.;тсгьстса.

ilüjj«sa .p5iaösöÄ8Te«»J .ваадедат технический наак.' .«оазат

Бурэдшскйй Я Н

•ОсацЕаямш» опяоивзта: . доктор техикчзскнх наук, профессса

Невский B.fl.

{мндидат технических наук, crapi.iS каучний сотрудник Сухсрукоп S.U.

'ймщуигвргаиазацая! управление автовобельнах ¿брег

адакаистрацки Липецкой -сб^астгз

-/Эагата cocfestce . 3 ' ejsrsips . iS3D ä !D ч • 13 tma K3;«^ceps2a cssiiäa&mspossiatoru cobeta Д.085.64.01 по пркездекео P'ss«!|зй «8йЗШ! кааавдага, тыцчвсииг нзук а Росгозской-ва-Ййяй rö-cgr»??ctces»aft акааекйа с|ромвм>сма по atpecy: 544022, r.Pectoo-йг-дог'у. у«. Соц8а«1сточ«сйая. im 162, ааа. 232

С 2с<.;:о езнагокиться в библиотеяе РГйС.

Йзгоре&врзт разослан 1395 г.

йчзнай секретарь .пецимазаровзиного совета -

кандидат технических над». воиент '^Ш^елл^С Веселев ß.fi.

- 3 -

ОБЩЛЯ характеристика работы

йктцальность теми: Асфа/.ьтобетошшэ покрнтйя, зачастаз, ггго-дат из строя значительно раиьва установлзнного срока, что^ з бояь-еинствэ случаев, происходит из-за низкого качества бятаиоа,. йотврсз объясняется отсутствием в сырье естественна* ш?астг$:;като!зеЭ э рэ-зцльтатз суйвствуапих методов переработки нвотвяаз остатков,

Качвстзо дорояних органических вяяупнх значительно угачзазтсз при эзеденки в нх состав полимерных добавок.

Традиционные высокотоипьратурные pesüaa приготозгепия г,8/.аг!эр-но-битукних вяяуздх (ПБВ) нэ позволит, g полней йэрэ, кспэгьзогать все ия зозяоаныв преивуяеетва, Однако снигэнае рабочгй т®«пврзтара приводит я значительному увеличении продояяитэльиостя процзсса, что делавт гго экономически невыгодным, Нлучзеназ гпдродянакйчэскях условий в зоиг реакции при понияенннх температурах не приэодат к двэ-Личениэ скоросги окислениа, поскольку ликитируяана Фактероа гз^ягт-ся природа самого гудрона.

Нефтяные гудрона, предстявляЕЯие собой остаточки' фракции тепграработки, имеет «явные полоса поглощения з вядияой я УФ-облас-tss спектра электромагнитных колебаний, обуслозленниа строение» яя с«зл!!стых• компонентов.- Очевидно, что саолн, содергзйизса в гудрона, 9ог*л...с«9гять инициаторави и катататорави окнеленяа. в ycíosnax огнойргаенного воздействия средних температур и еэвта,.

Ускорение 'низкотемпературного. а следовательно, взравобэзопас-ного процесса окисления гидролоз будет способствовать' yaei?¡>seíí'?3 «Н5рг8ввкостя производства и улучяенип качества получаейого бятуйа. Использование для ?тоа цели УР-чзлучения. а тахяз введение э сырье полимерных добавок солдаят условия длз члучгэния лизико-Яеханичв-ских свойств и коррозийной устойчивости лефальтобогоноз благодаря удушение качества опгзничоских гяяувих. Цель, о^й'-'гя;

об05т.зн;;с i-ríír-ro опятя грияччения полимерных добавок, улучяавяих качество ocfaí&TcáíTohac:

теоретические исследования и зкепириментальнов обоснованна управляемого воздействий '.-'Ф-тллрннз ни >. войства образуванхея .органических вяячяих " асфл.и-гos*г.jhoí'. приготовлениях на их основе;

_ Л -

обоснование оптккмьааго фототарнооннслатал&його решюа прнгс-тсзяенчя Зйгвиое.а ПВВ ь:а ..осяоие рационального соотноаенйя тахноло-rsvscsia парааетров;-

. онроделгкиз и акгиггэ сгойств'Овтвко» и ПБЕ, приготовлениях s ясгезвяг зскорекного иизтоазерашного тревлаваого фототвркоокн-сснтгаышго'рввике, е tasca асфальтобетон»& на кх основе,

йд^-'ап J)nspst'.e 'вапоанони теоретические и экспзри-

KsaiMbgzc иссгвдоваккя, воатвврхдасдие ' целесообразность' использо-cciais с «роцзссе.»аявотешгрзтуркого' окисления гддроное (с поликэр-есш gcfiaaxasa ы без шш НО-йздучскал. Зстааоалов и обоснован ие-яаяиза. такого воздейстскс ца процесс приготовления органического савапгго. Псксзапо, что из-нэлученае. кз тольно инициирует и ¡шелк-г;:рдзт сккслнтолыгкй процесс при шшз сизой тецпаратурэ, ко и спо-сабстсцэт/соракрогакив сопряженного вислородсодврса^аго, а сладоаз-твяько, -эластичного, 'ас©альтено-поляверкого; каркаса уаз на стад;;:; яриготозлвниа РЕВ. Обоснована достаточность ЗФ-создэйствия на про-«зса екяслоиля в сааоа его начале, в первой чэтэзм'Н процзссз, 6в-гяшкъ хочзсгввпязз н в&вачгстреииае оценка сл:мкка вараивтрое Фо-toTepiiooKiiCíuTCJbuqro 'процесса приготовленка еагадо на сго.'продог.-

яиедькость. качастео образцсяихса Ситнаов к асфальтоС-втоное.. прк-

(

гото&Лекнвх на их основе. На -звзитц заносятся: .

тсоратачссноз и зширкабитальное обоснозакав ннзкотеиператур-«are- фзтотвраоокйс«атеаышго способа приготивлзшш Зкгдоое в'Ш? б5оснозикйй ввхащсзи. ЗО-аоздейс твиз на яроцвсс окисловяпгуд-и. ымв«р»о-6нгдатго сарья;

Таорач'ачзсаое и £-»;сг«?рн£С»т«*;>ноз доказатеаьс ¡¿¡о удучсана! ^••егщзтацйишег ссс»»тв ес$алътоб8-оноз. приготовлению на осноы ^оятраоокисяанних аазнцих;

»гтодкчгсхгз рзкэзендацш: йототерксокислиталького процесс; яркготсзлзши: доровнаа оргаяичвс.к»к ьякуцих.

Практическое аначаниа работа замечается £ разработке suspro .сберегasssro дозхотвкягратуриого взрнвобезопасного способа прнгото-sssasa дороанах оргаянчасках ввауайх, которкй пазволзот сукестЕенн Бкбк^стть продолаитйльмосп скидогнид, улучгнть- качество образце s^íscr бктув&й и поекскть Окэюнг-агханкчвсхие к зксилуатацкснн:.:

свойства асфальтобетонов, приготовленных на их основе.

Предлохенный способ приготовления доровнвх -врганнчвсвах вяжц-8их предпочтительно использовать ка окислнтвямшх установках с рециркуляцией сырья в зоне реакции.

Реализация результатов работы. Разработанная способ приготовления качественных полимерно-битумных вавучнх провел опвтно-проиэ-водственнуа проверку на ЙБЗ Волгодонского дороаного специализированного зкспермментального участка механизация.

Обоснованность и достоверность научных половений. выводов н рекомендаций, содервачихся в работе, подтвврадеиэ:

соответствием результатов лабораторных и опитно-яропзводствеа-ннх работ, выполненных с использованием современных .приборов й катодов испытаний, в той числе математического планирований эксперимента, теории математической статистики и теории вероятностей! Степень достоверности лабораторных исследований составляет 95Х, поис-кэзмх,- 90%. ,

. одновременный использованием нескольких иетодоз исследований, позволяездх с разных сторон изучить одни и те за процессы и явления, половенные в основу предлагаеыых ревений.

йпробациз работы. Основные половгния диссертационной рабргн дояовоны и обсуадена на: мемреслубликанской научно-технической конференции "Проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог"1 (г.Суздаль, 199? г.); российской научно-технической конференции "Совреиенны8 технологии и материалы при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог" (г.Суздаль, 1994 г,); на научных конференциях Ростовской государственной академии строительства (1389— 1395 гг,> .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей. Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. списка литературы и лрилояений. Излояеиа на 203 страницах мавинописного текста, в том числа 2Б таблиц, 18 рисунков. 7 прило-аений. Сллсок литературы акдачает 167 наименований.

Исследования выполнены на кафедре строительства и эксплуатации автомобильных дорог и постов Ростовской-на-Дону государственной академии строительства, часть испытаний проведена в лаборатории городских дорог Ростовского Н!!й Академии коммунального хозяйства.

- б -

ССШНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

В парвой глввб "Состояние вопроса'' д ш обзср соараавнкшг исследований, посватанных алучззнив аксплуатщиониик свойств асфаль-тобатшшь. .

Зиачагельнаа часть иаычиыя поисков свозана с использоЕаняев . шшшероах добавок, которие явдавтса npoi ива d прамнешш,.¿ффзк-ткшшиц в висплуатсщги и эконоаически внгчдашш' кодификатора*» до-РСШШХ бятуаов, ' _ ■ . '

В основнон. опубдакозаинив даннвч носит запкричвский характер s еказизьз! кз полоситольное влияние полвнерних добавок ка качество .битдвов к асфальтобетонов, приготовленних на их основе. Нелосрвдст-воаиова издчвк*в'-вдш»аа поданеров из осяознуз структуру бнтцаа по-есздов fan.?;. [¿-¿йавовсьой, Н.В. Михайлова, Г.И. Гсрвеивна. i,.Б. Гезсыцгча, £.11. Гохцана,' В.й. 'Захарова, В.П., Лаврухина, В.Е. Никольского, Б.®. Соколова,- £.3. Фарберова, В.В. Фрязинове, Р,С. йхквуовоа и.др.

,0?о5о? mi«*s*.a vwsko' анализ)} сучествувда технологий при-готов^вкаа полиеерно-батуашх вадуедх, По.'дайнаи Г.Г. Еандта, й.й, ..Ршшвоа, U.K. Еайхетй, 'fi.fi. Кдрасова в др. наиболее це^гсосбразнг тсаи?лог«а сеоиестыого. • окисдвнкя гудрона с полнаорной добавкой .в В5В„: пвзвслав8аа йв' то'дъке улучяить качество »прогного органического рааддвго, ко и значительна (до 252) секреть врвия его 'прйго-те?даккя при вшшхгльиов техническом пвревоорухешш суйвстврвдх «хггедителыш установок. Предполагалось, что такой способ прнготов-чк.? ПВВ будет способствовать образовании а цатериаде сопрягзниого V ' <г.;- .. • .-j :го чаркаез, что придаст ¿ьу целзй кбншк>; : • г,\ яреевдих• понтерам. .Однако длительное прв-

д.; , j, iiEiiH-u-uiiiyunorc сирья в зоне высок!« тенпиратцр в процессе его высокотемпературного окиеяениз способствует санявниз в ВЯЕвазм " ккслородсодврвазих функциональных соединений и водорода г, образование иакроиолекуд посредстнои С=С*-связи, приводящее к поте-ро катериалоц эластичности, Такой внвод был сделен на основании анализа работ fi.Н.-Бодана, C.fl. Риостолове, В.Н. Ветчиики'ной, М.Б. Виноградова и др. Кроыв того, приготовленное по зтомц способу двух-ясшшеатвое виудее не обладает однородностью состава, т.е. нбдос-

твгавйого практически равномерного распределения добавки я объеме бнтуаа.

Следовательно, необходимыми услозизви получения качественная органических вяхудих для асфальтобетонов являзтса кнтвнскенаа низ-цотвнлвратурный реяим окисяеииа я рециркуляция поляиврно-битвхкого сирья й зоне реакции.

Во второй главе "Теоретические осногн фототериоокисадтегьиого способа приготовления органических вяхучнх" сфорацзароваяа тэррвга-часкив предпосмлки ускорения низкотемпературного процесса! окисяонкз бнтуаов и ПБВ при использовании в его начальной стадия У$-азхучвнаа.

Низкотемпературные процесса окисления гудронов <150-170"С> способствуй! получения наиболее качественная битумов. Однако она не навли практического использования нэ-за своей длительности.

Традиционные высокотемпэратурныа ревимы окисления <210-250°С> позволяат резко сократить индукционный период, за счет этого - озсь процесс, сделав его экономически целесообразным. Она вироко лри*я-нйзтсз ца ярантикв, хотя не обеспечнвавт высокое «ачестоо готовому, материалу.

Отсвда следует вывод о том, что использование для приготовления битумов и ПБВ только териоокислеяия не оправдано.

На основе сравнительного анализа процессов фото- и тераойкяс-ления установлено, что кинетика $отоокяслешш, в цело»,- аналогична кинетике тераоокисления. но имеет свои особенности: развивается бистро с самого начала, практнческй. не обнарузивая индукционного периода, ,■ .

Одним словом, индукционный период - это тот основной резерв, за счет которого возмохно сократить продэяхительиость низкотемпературного процесса приготовления битума, используя, в качестве инициатора и катализатора, УФ-излучение.

Свет служит, как бы толчкси к началу интенсивного процесса окисления, вызывая пергу® его стадно, инициируя низкотемпературный процесс. Далее сеяСюднкр радикалы вступа.пт в 'твановао" реакции, т.е. развивавшиеся уае в отсутствии света; наблюдается т.н. "посНвфект действия "света'. Такое воздействие ЯФ-излучения мохно назвать катализирующим.

йехамизкы ге фотопревраъвний и реакций, вызванных тепловым во-

- О -

вд^йстеева сксдий; ^ти-нкв согтзсяпбт «тгг^з »арсадвнаа первичного рздкяалз, свЕзаш'.ае с поглоценкеа сззта гдронов и его ахтиаацмей.

йвзиатвЕператураай технологический ргшиа приготовлении биту-ьое поазохает кореннш» образов изменять к/левулврно'е строение авс-ткого каркаса аз ес^альтеиоз, перевода вг « в более пластичное - еос-тоааяв,. -

Вря савявстиоа фототерцоокцедвнки гудрона с поанворноа добавкой аятквнкс радикала,, образоваввнаса из колекул обоих кевлонеитои, когат р88оаба«йровагь-лраг с другоа с образованней сие конках про-дактсв на стадиях разветвления и обрыва цепи,

Ввсокав гибкость угяваодороднвх асстиков - продуктов низкотемпературного- Фототервоокссяейма полаяера - способствует образование слошшх асфавьгвно-поликвркех структур, обладавших хорозвй адгезией, йрсч-:сс5:2> а *.с;}си:чюспк\

Тепой ш»т«ркал. несомненно, будет обладать-принципиально луч-ошк зкеалуагационкйая свойствам зб счет резкого 'еннааная ивобра-тшшх двфораацвй, потери текучести, расвирения интервала плзстич-г моста-и цягого ркда других цевннх свойств, присдеих.пояимврав класса сойюлефкксв,--

Йтек» основная рабочая гипотеза состоит з той, что получоняз кач^ствеаках бигуков и ПБЗ достигается вследствие кйиа«:раадего к катмизируглаго ннэк<гтеввератирна8 окислительной ироцесс 95-воэде&-стввя, При зтоа пояздяатся практпческаа оеззводегь управлять тех-ислагическка процессов, иекяа иотость истсчшса Ь'О-кзлучш-шя,

Б третьей глазе "Синтез раауцзго -в оценка влияния технологически* параыетроа .«а его свойства" кзловенв обаая -ветодика а резуль-!-:.т;; лй5ор».тсгмву исследований предлагаемого спссопа ярнготевлеивз оргсгичссмг равупих.

проводите а с цель* подтверждения теоретических представлений автора и для накопления фактических данных, необходимых для разработки иетодических рекомендаций (¡ютотериоокислитеяьно-го способа приготовления'дородных битуьшв. .

Исходник сарьеы для производства битуасв сяуаил наатяной гуд-рок Грозненского НПЗ. Для приготездения ПБВ в гудрон добавляла 1-32 атсктйчзского полипропилена ((НШ).

Б качестве минеральных материалов при -.изготовлэшг« ас^альто-

Оэтзшшх саесой использовались цебакь иззвстнокоаи* пород, пркрод-!ШЙ песок и неактивированный кинеральный поровок.-

Приготовление битумов и ПБВ осуществлялось на специально йзго-тоз.-энной лабораторной установке, представяагзей собой цйгньвгннуэ а 10 раз модель реактора окисления конплекса СВ-100, рчзравотг»;:ого в НПО "ГЗК" г. Владимира. •

5али получены и исследована Ситуаи и П5В карой БЙД 40/60: БПД 30/90; 5НД 90/130. Их качество оценивалось в еоотвэтстзна с требо-занияни ГОСТа.

На перооа этапе зксперигггнтальных работ удаяось оценить влил-ннв ЗФ-излучвния на процесс, в результате сравнения реологических характеристик битумов и П53. приготовленных традкцяоннна и предла-газнин способами. Воздействие ЙФ-излучения на сырье во врана его низкотемпературного о,числения (при 1£0-170"С) приводит аз только к значительному (до 402> сокращенно процесса, но и улучгзшм свойств полученных вявучик.

■ Экспериментально прсвзрэна необходимость НФ-зогдаЯстзил на протязенЕИ всего периода приготовления вргувего, Зсхорязвэз действие излучения яа процесс окисления набладается в течение первого часа (табл.!). Продолвитвльяость■облучевкя свыза этого зревени не езкяет на скорость окисления, сяваоеатеяьно, к® является необходим^.

При уьаличенин коцности излучения происходит ускорена« процесса (табл.2) е результате более интенсивного накопления асфадьтеио-сйолистнх компонента битуаа (табл.3). •

Для установления рациональных технологических реаазоз процесса фототериоокислеиия били прогедены исследования с приаенениеа эатэ-иатического планирования эксперимента,

С цельв получения более точного математического описания поверхности отклика, бал принят ротатабельннй лятифакторный центральный композиционный план. ? качестве варьируемых факторов в экспвра-аенте были принята: теи.чература процесса окисления, расход воздуха, количество полимерной добавки <?.ПП), продолжительность окисления н мощность дозы УФ-излучения.

Качество приготовленного вяхузего оценивалось определением тенпературы размягчения, ле.чгтрации. дуктильности и тевпгратури

Таблица 1

Арододртедьность Вреиа воздействия Ттература

процессе, ч 9®-излич0нмя, ч размягчений. "С

4 4 1,1

4 3 47

4 2 47

4

4 4

.4

1

0,75 0.5 0,25 О

47 43

39,5 33

Примечание: Исследование влияния УС-излучанкр на скорость процесса окисле»!!« определялась на предварительной зтале при мерности всточнйка Нф-чзлучения 400 Вт.

Таблица 2

'¡¿одслайтельность процесса, ч

¡¿сгиость источника ЗФ-излучения, Вт

240

400

Температура размягчения, °С

45 49

- il -

»раякости. В результата расчета на 3BÜ бнда получзка еатоаатггасяяз иодвли, адекватно описнзаоцив зависимость этпх пзнярзекия парвнат-рсп от техиогогячоских паранвтров процэсса я шшчвстза поляиэряой аобазкя. Ик анализ позволил вывести осиовидв заквноаорность çoto-торяоояислагв^ьного процесса: увеличение иоиностя Ь'Зчшучзняя яра-

а

Í

Я

а

ä

.о,

«} я a î JN» w* N Ч* «н сэ OJ —« PU <r> CO C\J *r% «s»* N CÍ Г1

¡ и 2 d ГО ГЧ — PO О tO «cr * « » « * f rvj О «7Э (Г) СП «чг «a* б**> r"> го

к à ь a m к? ^ со «и m гч» о см S S **

< sj H s a Ю СП tO lO tf> CÖ in «о tn in * LO in CM OJ fM iv» <Si

N rí сэ о. а tí о a th « A 8 H o> a pi «n Л few ' «••» rsi trt to fO vf -r* VJ» Ю со •<» оэ ta vr♦ «tf *-» Hi

О Ä ; -1 ^ о ¡•1ПЗ M о о Ц Г}, g H íj ? u=> cr> «г» —» rs СЧ1 сэ см r-j «S* m tn in cr>

» o r: te »- r-j â Я ¡S »V сэ о Ci ci ni U ru О «5* СП О ГЧ| fN. «¡9* K> «Sí* о о о о ;

Oj iî ез И C]| ^ Cob Ц a 2 ГМ Г J (ч. tO CT» lí"S tO fï> ГО —ч О ео rg гм rj rsi

1 s 1.4 ю OÍ m аэ о «л to и » ср о о о о

ч ^ Ci i л z> « <v ai ?! « £ i sä f m о о о о о Л S ^ч ?! ^ Íí S iï ^ О сг> СП <'!> с* «3 сэ to ur cd «o § S ä a 's з э ^ tiZ u 1— u lo C3 CS UÀ

ë È ? э a А 2 х о Й t- н? ь» m о u г? jr- ООО t о о m »r* ta

ьс;У';Г и• 'тскпь^тиры процесса к «ги ускоренна; не окаа&ввег

сепесшаяего • вашим;на рартввимость вявуввго, поввшт -его иоро-зостоПассть и интервал шастнчисстн. Это }орово согласуется с тэе~ тичэскгша прЕйпосийкааа раиной работв.

Ба«ор огтпшькогс технологического рэвмма, обеспвчи&зшго врято&вбкве бвтуаа пвобходииой варке, пргводклсв иондои контур-¡ш-гра&гчгского «¡¡ал«за. Так, оптииаяьнаяа, при прнг»юйлв«йй ПБВ рвзпих варок, азиатся технологически» характеристики процассв, преастаЬхеииве в таЗд.4, При атои появляется практическая оозвов-!>ость получать бктун исобиодиаой азрки, йеняя иоцность источника

Таблица 4

Ёарка Ссгер»а«ш Тевпвротурэ Расход Продолжи- Йоешость

йсзуиэго ЙПЛ, процесса, воздуха, тельиость УО-излу-

X °С л/шьнг процассв. чения,

ч Вт

2 135-170 4 3 500 - 800

2 ' 160 - 170 4 4 500 - 000

2 170 4 5 В00

Целесообразность фототорксокнслительного способа нриготоеленйа битумов п ПБВ пбатвергдаит полученные ИК-спвктри поглощения:

- нскадного гудрона:

- "<тес»ого" битума, приготовленного в -реккма «риоокислэаиа:

- ПЕВ, приготовленного в региме термоокисления;

- "пуст«' йнтума, я^иготовяениого в режиме фототермоокисле-

ния:

- ПБВ, приготовленного в раки«« фототермоокисления.

При расвифровкв спектров особог внимание уделялось области по-глоченаа в интервале частот от 1650 до 1760 с«"' , характеризуема соаервбиив С^О-групп в углеводородах.

По Исличеству них групп в готовом битуме .иояно судить о структура органического материала, поскольку с их увеличение« еоз-

5ИД 90/130 БНД 60/90 БНЙ 40/60

растаот число поперечных связей, обрааугцих простракстйвиннй каркас. Иебол&аое их количество необходимо и придает'аяядгэву требце-ыцз эксплуатационные свойства, при увеличении ав часла сзааоа ноавт наступить хрупкое состояние материала и его рлзрузвннв.

Результаты ИК-спектроскопии следует расскатрявать совивстяо с получении«« результатами реологических свойств бйтроа: несмотря иа то, что степень структурирования ПБ8. приготовленного трэдкцаоииаа способом, в 1,5 раза выше, чей в аналогично приготовлении оа^ив бэз добавки, он обладает Золве вироким интервалов пластячяоста й более эластичен, что легко объяснить присутствием з модифицированном битуме полииера (рис.1).

Получены интересные результаты при расвифровкв спектров "чистых" битуаов, окисленных при разных мощностях УО-излучения, Болев структурированиями сказались битумы. окисленные под воздействивй УФ-излучвиия небольшой модности, для них характерно такав сниавнна дуктильности и повывеняе на 1-5°С темпоратурн-хрупкости. С увеличенном моености источника степень структурирования резко сниаавтса ей. рисунок). Это объясняется тен, что при мекьяих интенсивноетах свата разветвлявший продукт (КООН) образуется в процесса с бол»в

0.15 г~

О IDO 200 ЬОО -'<00 Son 600 700 ООО

Мощность источника и1лучаммя, Вт

?-:гиси»«сть относительной интегральноЛ интенсивности'погловениа в области 1650-1750 см"' (по отновгиио -л спектральной интенсиннпсти полосы 1380 см ) от мощности источника УФ-излччени'; ■' ■■ "■ БНД 60/90

ПБВ 50/90

дАкадхи . Повтезд- и;луи 2 ассальтойятонцо» покритиз тек би-

стра стареет яод воздействие» атвзсфернвз: фторов и» оссбокио, вй» аайзго света. • Басокая модность 3» -вздачвака не еяазизеот

среййого воздействия [¡а катвриая, напротив, -поеаэазт его качество.

. Б ¿зтатсркоокйсд'вшдо П5В сипвш» ого стрцктвркровадшз «ев Оэ-'«9 »9350 сшшаетса с рвдачешен водности ксточшша Ь'^-айлачаши». 6оз8Эй»а. «о связано с т. что 2 процесс» • ^ототбриоввнсланиа по-гзшарао-битуаного сврьа китвасмзпва сбращвтса 'кэзкомрдвходшрпав саздыаееая, поскольку верЗркндьвав сводима <ша (С=0-группц) КПП под роэдеСстеввй света когут распадаться с образований иг только радикалов, -но к нззкоаалгкулярных продуктов по роакцшз Иорраза типа И, Кроаа того, цзелачеинз в 1,37 р«эа сигнала в спзктрая ПБВ в интервале-1600-1620 см"* связано, вероятно, с появление« соправонивх структур,8 которые Г«И-гряппа «.туг быть продольно сопряаоны с С=С~ сееззый, что объясняет павиагияв властности к интервала пластичности ^ототервоокйсяашшх битумов и П6В по сравнакиа с ториоокис-яешнт.

Оредлагаовий способ приготовлвниз доровиш: органических аязу-¡¡их обладает езе одшш вагкод преиаиаостгси пгргд традиционный,,

Прк традациокнсм бысикогеипературноу способе приготовлений витков .'процесс протекает как совокупность термической к тормооиисли-тбяьчой деструкция при'ясной преобладании тервической. так.как при високой тзвпературе основная часть кислорода, поступавшего дм оикслсшзк, «косится с отходаснан газекк.

Тераодвстракцио - »то савай сяознай для стабилизации вид раз-руаюпяа високоиодехдлярних соединений, поэтому такой битуа обладает эксокой рвакционпой способность».

ПрвготовдеюшА траднцйониви спосойов батуи. соотввтстайвзий на иачалькей стсдкк 1?оСиеакия^ ГОСТа, быстро набирает прочность.окисляясь под воздействием кислорода акривазцегв воздуха, теряет упругость, становится хрупкий. '

В нианен слое покрытия, который не подвернем действка кислорода, происходит рекомбинация свободных радикалов, в основной, посредством кестг.их С-С-сеазей. При больном числе свивок таксе нзетц-пазт хрупкое состояние и разрусение материала,

Бнтукн, приготовленное к реаиие фототернооквелекия кнече рабо-

таит: в состава асфальтобетона. Воздействие ззствэго ^З-азхзчзкза позволяет не только снизить температуру охпслзикя.-а М5"?ояатвлъкй. задергать основнуа часть кислорода з с:;стеиэ, но только сократить зрзня пребнзания енрьа в зоне .реакции, но а пэлцчлть. з воивчися йГога< материал со сфориироваввейся, в есвсаягя, структурой, таи как пр» оотоокисленик преобладании язлазтеа стр^^'УП-'Рь-'.'-2 п?3~ цэсса, Об зтсй свидетельствуя! результата гчепэргизатагм.'йзг ясг^э-доэаний, пр!!эоденннх а четвертой главе.

8 четвертой главе "Асфальтобетон на овтоторяо&висдеттх вез»? дик" изяоаены результата лабораторных исслодогакий ебраэцез асфальтобетона, изготовленных, для сравнения, на оснозо терко- н гзтотер-йоонисленнцх битумов и ГШ.

Были приготовлены и испытывались по стандартной азтодикэ образцы горячей плотной'мелкозернистой снеси II нарнн типа Б,

Анализ результатов показывает, что в лгбои случав достигается существенное улучвение §йзико-«еханичвских свойств асфальтобетонов, на основе ПБв. Однако при испытании серия образцов «а твраоокяслзз-но'а ПБВ расхоздение мэзду результатами испытаний составлзло от 2-4 до 102, тогда кан. в случае применения в составе асфальтобетонная смесей сототериоокисленнвх. вавуаих, оно не превышало норакруваиз ГОСТоа 0,2-0.5%. Это свидетельствует о неравномерном распредзлекй« .яолйаера по. вевва объему вааузгп з процессе тврноо.числеяиз.

Применение Ситууов, модифицировании* ЯПП позволяет изготавливать 'гефальтобвтоннае сзеск, обладавшие. позввенной тепло- я аодо-стойкостьв. Улучаазтся показатели зодонасыцения 4 при нейзаениоз расходе вавучего) и набухание, Механическая прочность образцов асфальтобетона при 20°С и, что особенно равно, при 50°С существенно выве, чеи у асфальтобетона на териоокислениов битуме без добавки. Зто, з больвзй степени, относятся к фототермоокясленноау ПБЗ,

Ваесте с тем, предел прочности при сзатии при теилературе 04' заветно снивазтсч яр'1 ;!сасздэога.'ши я составе асфальтобетона фото-твраоокисясияэго .158, Так«-з образин обладает белее високив яоэффй-циентой нороэос1ийкости, '¡то обусловлено их повкаенной водостойкостью. ' ,

Сравнение, практически, всех физика-механических характеристик образцов на "чистиу." Зптуаах, приготовленных автодаа тераоокис-

- IG -

дн;. .; ¿i tsk^ü гзазра* е. ьолъзи nacaessax.

Sias, Бзаагатваа сазаао-аехакнчес::»х сгойста acçaai.to08iouosi на фотвтвраовкасаваик« »вздцчх.ирввосхоавт вналогкч-каа• Balsama.• свойстй асОаеьтобэток;-::« образцов из гериооилсланнах

Savias и iüíB (таба.9).

2 п

Ïï

II

у i

h

а

F:' i3

Mille sa gis? ss. sЙ sic oo о о ос* с: о* о о о р

p и nu S Í3S s s я?: йй йй ís к

g KS So. Sí S3 й Й C\J iO ftj w CM <\i fSJ pj ю M

£ ПЩ ЁЯ ñíS KS S ö fe 2 CTJ Г^ч Г«ч C> rC IN CS СП rC Ю (V.

i 1 л i СГ» ОЮ (Û to w to CV.»-* 0*0 O O o o O O O o Q

n Vt Ci H ч t! SS SB КЗ Я k'i ¿O v;" n »"> ^ кГ <nT »O

11; ù «S S8 8Я Rn Sñ ññ C¿ ГО t"J C>i Г,) OJ tNj f\? CsT rJ f>J CV

i i « i'; h m S t- К ^ 1 N í <чз 1 t4> ¡ С-i t t\i 1 «N»

вайII1 o o o o o o 1 ! „; 1 ' „- 1 ' ^

a. Г » y Г-. i-X il' í ¿i > ' ШШ • ■ Ü. ' si

ITJ ÍT> • ÍO r? rv. 4¿< со m ít> ^ .ta rv.

É 11 ' «4« -40« +r «r ««г* «tí«

ÉÜ" SS а g S§ яз §§

У 11 II II IS ii il

Крона toro, погодоустойчивость асфальтобетонов на Оототораа-окислвнннх вязуцих повыяаатся в 1,5-1,9 раза, что- является npssua сэидэтэльстаок использования з их составе вяввчих со с?орввро$ав-soflca, я основной, структурой.

Уэ9л:1ченнз пластичности вааудих» образоезвяйхса в результате фототвр»оохислекид, способствует снивенаэ энергозатрат на вереевва-вание в процессе изготовления асфальтобетонных сассзй, узучзвияз ¡« удобоувладиваеяосги при строительство зсоальтобетоинак пократиЗ.

В пятой гяазд "Иетодичаскио рекомендации фототвряоокислптель-ного процесса" приведены результаты опатио-йроиззодстознного внедрения фототариоокислятельнога способа приготовления полийерна-бн-тукнг;:; вягупнх, даны рскоаендацик по. их изготовлений, обоснована ■требования к технике безопасности и ■ охране-oitpysassefi среди, заполнено технико-экононическое обоснование производства С-ототврзо-окислешшх вяаучих и- изготовления асфаяьтобетониих савсей на их ос-

H03S.

3 ходе спитио-произвидствеинах работ подтвврадена эсфектив-ность 'фототориоскаслитального способа, псдтзерядвны теоретические предпосылка ускорения процесса окисления органического сырья на 3540'' н длдчвена« качества-образуааихсз ПЕВ.

На основании пояучякиых результатов разработана явтодичвскнз рекоивндаций по приготовлении битумов фототервоовислениев гудрона с йоликерноа добавкой.

Технология совкестного окисления гудронов с полимерной добавкой аналогична технологии приготовления битумов без'добавок. . Однако в перлом случае судествуат опасность засорения крыльчаток дис-аергаторов (для устаиооок бескомпрессорного типа) или перфорированного маточника (для установок колонного типа) нерастворенными частичками пПП в начале процесса, что аозет повлечь за собой выход реактора из строя. Чтобы этого ие произояло. АПП следует вводить непосредственно в лек регктзра 5 г.р-зазаратвльяо установлвннуи в верхней части колена» «ли реенюрд рвяетчату» емкость. Возмознн 'и другие иивенеркые решения по мс«« рабочей зоны даспвргаторов или маточника от засорения (например, ограждение их ра&очой зоны сетчатыми коЕухакз и т.п.).

При фототериоокислонии для проникновения ЗФ-излучения в глубь

ржжра ■ s верхней met и корпуса колош;« «реактор«) вирвзает са отверстие дваавтро* 30 с», в которое герввтичвеки вставляется кварцевая трубка того »» диаметра с содведешши к ней световодов, подсов-¡ушшши в всточиикц УФ-мэдпенва, находвцвчуса на безопасной расстоянии от реактора во йзС^ваиав случавио'О воспламенения. Конец кварцевой трубки сс отводом додв&н батъ suae отиетк* »«та колон ив яа 50 св.

S (¡аооте представлена обдаа технолог! ческая схема сосиестког^ «ототервоокаелгниа ОБЬ.

Результата производственного экспврнмчнтй (табл.6) подтверди-

Таблица 6

Наименование Свойства асфальтобетона Требования

показателей п$и условиях окисления ПЕВ: ГОСТ 3128-84

тервоокисленне фототермиокис-

J16HH8

Плотность, г/си* 2.30 2,31

бодон^емпвниа, X от

о6*е»а . • 1.95 ' 1,68

1,5-4.0

Набухание, 2 от объема 0.30

Прздел прочности при с.тикь. МПа, сок1 ?t)*C

б!.'-": 0'С

Коэффициент водостойкости 6.92

Коэффициент длительной . водостойкости 0,86

0,39 нв более

1.5

4.2 не менее 2,2'

2.3 ' не менее 1.2

7.04 не более 11,0

0.95 не минее

0.63 не менее 0,99 0,75

3,4 1,8 7.78

ли, что асфальтобетоны на фотатермоокислвниых бнтунах по всва показателя« физико-механических свойств удовлетвораат требования» ГОСТа п характеризузтся повывенниии прочностьп при саатиа при полойитояь-нах температурах, водостойкостьв-и иорозостойкостьз.

Зконоаичесний эффект в ценах 1994 г. от предлагаеаого рзйекяа для условий Ростовской области достигает 22683 руб. при приготовла-нии одной тонны ПБВ и 1409 руб. на одну тонну ввпускаэиой асфагьто-бэтонной сиеси.

ОБЩ ВЫВОДЫ

1. Обоснована необходимость интенсивного низкотемпературного способа приготовления битумов и ПБВ, способстзугчего образовала больвого числа кислородсодергачих соединений, придаваих иатерналу высокие эксплуатационные качества.

2. Установлено, что в основе как традиционного, так н предм-гагыого низкотемпературного фототериоокислительнсго способа окислз-ния лэзит радикально-цепной механизк деструкции а структурирования в углеводородах. Основное отлична эаклвчзетсз з стадии заровденкя первичного радикала, связанной с поглоченива света гудроноа я его активацией.

• 3.. Показано,чго ЗО-ваздейст»:-^ способствует $орхироаавиэ структуры ггвуцего уае в процессе вго приготовления за счет преобладания при фотоокислении структурирувцих процессов над деструктивнмми, 3 результате которых происходит объединение-в единый'каркас асфаль-7й>:ов и гибких углеводородных мстикоз (.тродуктов окисления полао-лефннов), что придает всей структуре эластичность и прочность в широком диапазоне эксплуатационных температур.

4. Предлояен л обоснован технологический разим приготовления лолниерно-битуиного эляунего путем совместного фототермоокислениа гудронов с добг^к.г.-} полйсльзу;;?з.

5. Всдтгср2дй»з теор=5ичагкие виеоан об ускорении процесса окислеина органического сьрья ч сдочвенин качества образувцихся битумов и ПБВ, а такве асфальтобетонов на их основе; разработай и апробирован знергосберегаязий безспасный фототервоокислятельнвй способ приготовления битуиоз и ПЕВ.

К, Доказало, что i: процессе фототерйоокисяениа гудронов с s< баакоЗ полнолесшновы без них подучено панацее со сфориировавивйс! в основной, структурой, обладавшей эласттностьв и устойчивости стерввав,

?, Нсподьзованав ЙФ^взлучаниа в npojecce низкотемпературно!

ОК8СЙ85ШЯ Н8 ТРвбувТ ОСОбвХ КЗЙвНвНИА В ТЕХНОЛОГИИ .фИГОТОВЛеН!

Ситуяов, в предполагает только дополнительное оборудование суцег Bissw сивсдвтельнах установок приспособ!еннва, обеспечиваЕвда npi шзанна ЗФ-йздцчониа в глабь реактора.

В. Предлоаена варианта рациональны);' управлявших технодогнч сках фототвраоокасдатвльнах ревкаов с дчвтоа водности источника Si вздучевда, вбеспечявасвих приготовление битуаа необходимой аарк; Разработан « апробирован в производственных условиях низкотевпер турнвй способ врй^зтозлейиа' язлииерно-битуиного вязуяего с нспол гованзаа в начальной стадии кницинрущего н катализирувпего окисл твдышб процесс 3®-изяучоназ.

Технология приготовления асфальтобетонной смеси на основе о тстериоокмсаенних ПБВ не отличается от общепринятой, _

Э. Тахнакр-еконоаические расчета показала целесообразность в^вктавность низкотемпературного сототеркоокислитедьного спосо приготовления органических вядувих с точки зрение технической про тотв, ипразляеаости, безопасности и.'какследствиа, экономичное! в сравнений с традиционный твриоокислителышы. Расчекшй акояаш^ сиий эффект от внедраниа предловенной технологии приготовления i роони2 бктцков и П5В и производства асфальтобетонных сиесей на Denote в ценах 1994"года составляет: 22,680 тис.руб. на 1 т прл Чгмного битуеа к 1,409 тыс.руб. на 1 т асфальтобетонной сиьсй.

йсаовннг. полоаениа диссертации опубликована в следущих pat

тах:.

1. Баранова Е.И., Буриинсккй Н.И, Возмовности химической но) фккацин бнтуисв полимерами //Экономия ресурсов при проектирован! строительстве и эксплуатации автомобильных дорог и соорудений:Т( докл.Российской научн.-техн.кош}. - Суздаль, 1993. - С.21-23.

2. Баранова Е.И., Бурминский Н.И. Совервенствование окисли льного процесса приготозления битума воздействие« светового пот

//'Нетрадиционные материалы и технологии в строительстве а эксплуатации автомобильных дорог. - Ростов-на-Дону, РГЙС;-1992, - С.21-23,

3. Бурминский Н.И., Баранова E.H. Влияние сзатового потока нз процесс окисления органического вязудего // Проблзаз строительства а эксплуатации'автомобильных дорог: Тез.докл.SiespocnySa. иадчя.-?о-ХЦ.Н0Н5. - Суздаль. 1992. - С.70-72.

4. Бурминский Н.И.. Баранова Е.М. Зсовер'вёнетвоаааиэ прецэсса приготовления полимерно-битумного вявуцаго // Иаучао-тэхпзчвсккЭ прогресс в дороянои строительстве: Тез.докл.обл.надчн.-тезш.йОКЗ. -Ростов-на-Дону,.1990. - С.15.

• 5. Бурминский H.H., Баранова Е.й. Фототерноокислитвльнал технология приготовления дорояных битумов // Совреаенннв технология и катериалы при строительстве и эксплуатации азтонобильнах дорог:Твз. докл.Российской научи.-техн.конф. - Суздаль, .1994. - С.75-77.

6. Курасов Л.А,, Баранова Е.Й. Перспектива использована» поли-иерннх-азтзриаяов в дородном строительстве Ростовской области // Ускорение научно-технического прогресса при проектировании, строительстве, реаонте и содеряании автомобильных дорог Ростовс.чоЯ области: тез,докл.обл.нэучн.-техн.конф. - Ростов-на-Дону, 138?. - С.21— 22.

7. Эей.чвт H.H.. Курасоа Л.Й., Баранова Е.И. Как повысить долговечность дорог // Зилидн, и коммун.хоз-во. - 1987. - 8 ?. - С.31,

ЛР И 020818 Подписано з печать 7.07.95, Фор маг 60x84 1/16.

Буиага пмсчаа Ксерокс. Уч.-изд.л. 1,0, Тираз 70 вкэ.

Рвдакционйо-издательсхий центр Ростовскнй-на-Дону государственной

академии строительства

344022, Ростов-ча-Донч, ул. Социалистическая, 182