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

рошвсш-нй-донн госулпРСтвЕннаа акашшз строительств.!

ргб од

ЕЭ пргзая рдвогаген

баранова Елена Михайгогна

асфальтобетон на «ОТОТЕРИООШДЕНШ бнтзш Я полнуерно—БНТУИНЫХ вявзщ

Специальность 05,23.05 - Строктегьниэ катеркам а гздмаз

а в т о Р £ 0 £ ? я т диссертации на соискание ученой степей»! кандидата технических наук

Ростсе-на-Дону 1335

Peáóvfl;eaaejasei» в -Рввмвсвоа-иа-Дон« госдеарствбююЗ má&szgi

issyísaí .pa4BSô£8te»î каадш. технических надк. ««зет

Зцраиаский И И'

'.OgauseabîBâ® опяоиазтм: доктор технических наук, лроогесср

'ИввскЦ В.ft.

узддидат технических иадк. старгкй , Н&дЧНЦЙ сотрудник Сукорцкоз 8.8.

'Îecaças-Оргаиазьция! наразяеивз автсиоСияьивх дорог

вдшистр&цми Липецкой области

^asate срстшса . 3 свтйбрз Í325 i «¿с & iù' ч 15 una. ua.s^ctgâsas сагцаа,шкровй?4мго coséis 5.065.£4.Qi по npEcesaeiisa цчъфй cïcbbku кенда&кта тёпцчвскш наук с 1>остовс1ша-на-Д«ти tó-свшстввшгей йкзаекия строительства по адресу: 34-*022, r.l-acïos-rií-декз, в*.. Соцвахйствчёсиай, дов 162. дуя. 232

Г i.iísiMiXK»- to-.s» мвайо^тье« е библиотеке РГйС.

r.jîcpeçepst разослан >3/ 1S95 г.

¡¿чзнай csKpèïspb ■.«ецийяазаровакиого сазета . ,,

¡¡зи&йдзт твхнячаских надк. яоиеят t^bcx^í Вехшк B.fl,

- 3 -

общпз характеристика работи.

йктцаяьность тени: Псфальтобетошша покрнтнз, .зачастив; gsxc-дат из строя значительно раньяв установленного срока, что, я баяь-сккстзэ случаев, происходит из-за низкого качества бнтуаоэ, иоторсз объясняется отсутствием в сырье естественных jtsecTSîaxaîèçca s рэ-эцяьтатв судвствуЕ*их методов переработки неотзнзз остатков.

Качество дорохных органических вявузнх значатздько рцчгаэтсЗ при ззэдэнин в их состав полимерных добавок.

Традиционный ВЫСОКОТЙИПбрАТупнн? pÇ«!!¥!J Пр!!Г0ТЕ!55"ЙЛ но-битаийих вяяувдх (ПЕВ) не позволяет, з полной ne ре, использовать, ses. юс зозасзиые преииуцества. Однако снизвиив рзбоч9й тевзвратарз приводит ;$ значительному увеличению продолаительнзста процасса, чтб делает его экономически невыгодным. Улучзение гидродкнакячвсккх условий о зоне реакции при понигеннах температурах m приводит н увз-лйчвнив скорости.окисления, поскольку линитиругзиз факторен свдявт-ся природа canoro гудрона.

Нефтяные гудрона, представлявшие собой остаточки' фракции нзф-тепереработки, иаепт ипвные полога поглоцениз в видняоД й УФ-облгс-тах спектра электромагнитных колебаний, обцслоэленнЁе строением йх смолистыхкомпонентов,- Очевидно, чт-- смолы, содервааиэса з гудрон«, вогут. слдпть . инициаторами и катализаторами' окислзнпя' s уоогизх однойрвйвинсго воздействий средних температур и света..

Ускорение низкотемпературного, а. следовательно; вэрызайвзопзс-ного процесса окисления гудроноз будет способствовать"уавиьввйзз зиэргоеакости производства и нлучмнип качества подучаевого бят«яа. Использования для этой цели У-Р-излучения. а так*е введение в сырье полимерных добавок солдаят.условия длл улучшения $изиио-аехгничз-ских свойств и коррозийной устойчивости асфальтобетонов благодаря улучаениз качества, оаганич^сг.их вяя'умих.

Яиьлййаи:

обо5кзп:и с';-"..1', т'-! ') unsî'i грччечения полимерных добавок, Ялучвавви'х качество ае-ра/ьпйстг.е:

теоре'тичегкив исследования"« эксш.'риуентальное обоснование управляемого воздействия '•Ф-ичллекиз ни < войства образуваихся.органических вявчвих и асФялы(>!|»гJ'.ic-H. приготовлениях на их основа;

айС5С':ааа!-.«Б опткк&кьиаго ¡иототармозкпслитеяьйого рэгиаа праго-»«дгггм битуасв к Пой ца оснсзз ргццапсяытгс соотйоазиаа твкного-гк«сш» параметров:-

оародолаш;» б аи&гиз сгейств битной я Ш5В, ирпготоалвникх с йе£031шг ¡вскорсааого иаэвашшр&тврнэге ^превааввого фэтотвраоокв-сситедмшго а тахкв йс$йвь?обетожв вз в* основе.

РСТЗ^й. Епвршв Е'4ПОЛН5К« теоретические и экспарп -дошзсызд» иссгсдоеи:;:«, водтеградесаке че«9сооСраэ;1ост& использовал г. ад.оцгссе.ккзпотекзвратуриого'окксинм гддроков (с пойййэр-«обедкеаз а без них; Ь'О-излцчвиал. Зстаисзлвв и обосновеи ис-хззезх. jesc.ro зоздействка ия проиасс пркготоэгенил оргакяческогс Ееаазеао, что .НФ-изядченйб. аз теяьао каншшруег в'катив* :;;:ру2т с!»:сл*нт8Ды:га процесс при поиазенкой тзгязратирв, но я епо-«•оСсшгз'т- с-г^-йро&ак;« сопрязениого васдорадсодврвзцэгс, в елвдоза-г^ас-тчяьго, 'ас$аз!>теао-пслк<.грыого цзрхаса уез на стадий врзготозхешм ПЕП. Обесносйиэ достаточность ЗФ-позйэйстенш аа прочее сдахжя с ездой его качгде. а перзой чгтвогца процесса,' кVвн ко^жстшшйп оценка Егмиха сараивтрое тгс?«г05окаслитыьного'Процесса пркготовлзнк.з гзгудих ка его.продзд-иедькость, кьчзстео образ^сдихся бкт»аоз а ссуалысбвтоноз., пр;:--сю&дзшсх кз вх зскозв. ' ■

Ка раизтед.: ' ;

тъучкчъмоъ и скснераасшй-выюо обосизоаккб нкзкотеипграту?-I с» т I гг сг 1 тукясши 'бйтуноз к 'Щ }

на процесс окневвиая гцд-

I и ,оиазатгаъстйо цлцчкзниг

I г I гцшгогов.тц1га на осмоье

I СГ « В ч

катод*чгейаг рскоягндгцгк еототеркеокислитедьного процгсса я?!1Го»оа5б»пя дор&Еиах оргаяачвекия

. нч^скоо нначнияа рабатк закачает ся в разработке визргс-сСбрггг-£,чзго иазкотеппературао! о езривобвзопасного способа пригото-£яс:и>? дородна* оргёш;чоскяя вяпуцих, которая позволяет суаествеино ^втугть проделайтельносп мислбнид, члучьять- качество образдв-■^■лск . уйщеоу я ппвксить ф-.звио-уохзийчееккв и гкепддетбцкекнзг

свойства асфальтобетонов, приготовленных но их основе*

Предлохенный способ приготовления дорояных -врганичаских вяхв-аих предпочтительно использовать на окислительных установках с рециркуляцией сырья в зоне реакции.

Реализация резчльтатов работы. Разработанный способ приготовления качественных полимерно-битумных вяхуцнх провел опнтно-пронз-водственнуа проверку на АБЗ Волгодонского дороеного специализированного зкспврнментального участка механизация.

Обоснованность и достоверность научных полоявний. виводов и рекомендаций, содерхацихся в работе, подтвервдена:

соответствием результатов лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных с использование!« совреиенных ,приборов в ве-тодов испытаний, в тон числе математического планирования эксперимента. теории математической статистики и теории вероятностей, Степень достоверности лабораторных исследований составляет 952, поисковых- 902, :

. одновременным использованием нескольких ветодов исследований, позволявших с разных сторон изучить одни и те ае процессы и явлэ-ния, полояенные в основу предлагаемых реиений.

Апробация работы. Основные половениа диссертационной работа долояены и обсухдены на: меяреспубликанскоЯ научно-технической конференции "Проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог" (г.Суздаль, 1992 г.): российской научно-технической конференции "Современные технологии и. аатериалы при строительстве и зкспла^ атации автомобильных дорог" (г.Суздаль, 1994 г.); на научных конференциях Ростовской государственной академии строительства 119891995 гг.) /

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей. Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и лрилохений. Излохена на 203 страницах аааииописиого текста, з то» числа 26 таблиц, 18 рисунков. 7 прило-вений. Список литература зклячаст 167 наименований.

Исследования выполнены на кафедре строительства и эксплуатации автомобильных дорог и мостов Ростовсксй-на-Дону государственной академии строительства, часть испытаний проведена в лаборатории городских дорог Ростовского НИИ Якад°мии коммунального хозяйства.

- 6 -

есвешк соддоше v&mu

В пдрвой главе "Состояние вопроса'' дш обзор соврзавиннх исследований.' посввцеивах уяучванивяксплуат «ционнак свойств • асфальтобетонов. . ,

Зшттодьвав честь научных поисков ссазана с использовании .валяивраах добавок» которво явдавтса • npot гаки в пркавиз'шш, эффак-тшшш: в sucasyaiciyü: а акоаоавчески вигидшшк' водизикатордса до-рО£:-ш>; Скпров.' '

ä основной, опублакозакнив данни носат вшшричешШ херактор ц saaskesat ил полог'итёдьное esiishüs подавернкх 'добавок ка качество бзтуаоа и асфальтобетонов,,приготовленных на их основа. Непосредст-вбЫйоцу кзучвикв' влканиз полаверов ка осисанцэ структуру бнтуна по-cswsm: р-}"л.п; й.£,. КолЗаловской, -И.В. Михайлова. Г.И. Горкэнкна, £.li. С«зс]щв«я, i~.11. Гогота, 5.Й. Захароеа. В.П., Йазрухина, В,Е. Никольского, Б.О. Соколова,. Е.Я. Сарберовз» В,В. Фрязинова, P.C. бхкате&оа а др.

Особо.: «.''^ко'екаяазу сузествувдкх '.технологий'прк-

гогсвльим пзлихсрно-батййгшх säsysiis.' По. дакяаа Г.Г, Шшдта, й.й. .йккацрйой. й.й. бейхзте, fi.fi. Курасоза'и др. наибодов' цедессобразиа тзхн?дагва согшостного ойисл^и:^ гудрона с полимерной добавкой в ГШВ,/ псзводаяаая' не только улучЕИТЬ качество «п,"»«в0го органического рдг.ццого, но и значительно (до 25JO сократить -врввя. его 'вркго-то^лениа при вшшаадьвоа технической перевооруяенки суззствуздих окислительна* установок. Предполагалось, что такой способ ариготов-!ШВ будет способствовать образован»:», в ватериал» соарвгевасго .4*'.•••:"!--г,- -ого карк&сл, что' придаст -.ау ц?.-.¡га ;:с■¿'.г-г.-.с .vsv •.гистг. арвсдох ш>.ляквраа, Однако длятельвое' прз-,,'üe .'.«;.йаьй.ш-ои-(у!аного сырья в зоне высоких .тб.нпвратур в про-iiscce его высокотемпературного окисления способствует свиаениа е везучей • кмслородсодервадих функциональных соединений а водорода и образование макроаолекул 'посредстгаи С=С-связи, приводадвг к потере 'вэтермглов пластичности. Такой вывод вил сделан на основании анализа работ 6.Н. Бодана. О. Апостолове. Б.Н. Ветчинк'иной, К.Б. Виноградова и др. Кроаз того, приготовленное по втоиу способу двцх-коьпокгнтиое вавуцее не обладает однородностью состава, т.е. ивдос-

тигааного практически равномерного распределения добавка а объеме йитуиа. .. :

Следовательно, необходимый« условияан получен« качественных органических вявучих для асфальтобетонов язляатса интенсивный низкотемпературный реви* окисления и рециркуляция подявврно-битуиного сирьа в зоне реакции.

Во аторой глава "Теоретические основя фототерйоохяслзтмьмсго способа приготовления органических валучих" саораугироэана тврр§тя-часкае предпосылки ускорения низкотенпвратцриого процзсса оквслвниа бнтуисв и ПБВ при использовании в его начальной стадия Ь'Э-из лучения.

Низ:;ртс5лгра7урн«з процессы окисления гудронов (i50-l7ú'C) спосойствувт получении наиболее качественна« бятуаов. Однако они не наели практического использования из-за своей длительности.

Традиционные высокотемпературные реяиин окисления (210-25fteC) позволяют резко сократить Индукционный период, за счет зтого * весь процесс, сделав его аконоиичаски целесообразный, Он» внроко пркне-нязтся на практике, хотя не обвспечиваат высокое КлчасТоО готовому, материалу.

Отсвда следует вывод о том. что использование для приготовления битуме и ПБВ только терноокислениа на оправдано.

На основе сравнительного анализа процессов Soto- и твриоркис-лениа установлено, что'кинетика $отиохислвния, в целон, аналогична кинетике твраоокмслениа, но имеет свои особенности; развивается быстро с саиого начала, практически, не обнаруаивая индукционного периода. ■

Одни» еловой, индукционний период - это тот основной резерв, за счвт которого возиохно сократить продэчхйтельнос.ть ниэкотеипвратур-ного процесса приготовления битума, используя, в качестве инициатора и катализатора. НФ-излучение. , .

Свет служит, как бы толчкеи к началу интенсивного процесса окисления, вызывая первув его стадив, инициируя низкотенпературннй процесс, Далее свободны» радикалы .вступят в "теаноеио" реакции, т.е. развивавшиеся у*е в отсутствие света; наблвдается т.н. "П0ст»ф$ект действия'света'. Такое воздействие .УФ-излучения мохно назвать ката-лизирувциы.

Механизмы re фотопревраад-шй и реакций.- вызванных тепловни йо-

s>f,ag?tii»«ii схслиа: с главке сос.-гглягт сте.еиз зарсадвниа первичного рздвхам,'- связанная с поглощение« света пдронои и его активацией.

'■■Инзаатбиператцрнаб тахиологичесвий pi кик приготовления йити-ьов nosEOxaiT корешша образен изаеиять siлвкулярное строение sec-ткого esркдса аз есфаяьтенэз, лвровода er t в более зл<зсткч.чаз сос-тоаиаз, -

Ера соваесткоа оототераоокасдвшш гддрона с пояааерноа добавкой ахтшшс радикала,. оСразоваввквсв из нолекул обоих кеипонентав, аогвт рекоабаиирсвать- друг с другой с оьразованиеа скгсашшх продуктов иа стадиах разветвления к обрыва цепи,

вцсокйе гибкость ЦГЛЗЗОДСрОДННХ костиков - продуктов низкотеа-пературког» фототервоокйсденла полааера - способствует образованна сдоаках 'асфальтеко-полааернах структур, обладавцах sopos.aft адгезией,- прочностью. u ».sschw-ocm1.

'Такгй штерздл. нвеоаненно, будет обладать - приншшкальнр дуч-яиик 9нсяЛ8атач»ой»я1Ц свойствен» за счет рзэвого'сиизвкая веобра-тиаах деформаций, not ери текучести, расварениа антервала/ пласткч-liocTu s целого рвдз других «окнах свойств, присущих яолиаерав класса ссякалефснсв.

Итак, основная рабочая гипотеза состоит в-тоа, что получонно качественных Ctnysos и ПБВ достигается вследствие юз'ицзирцэдго и ка^адвзарузаего низкагзмператцртй <шсглтелънаЛ процвсс ЗФ-воздей-стсня. При зтоа поязлаотса ярактлчас^а Du5J5Sai;t;-i> ь'яраэлять "тех-нсдогцчесшш процессов, згняя водность источника ВФ-изяичепия,'

В третьей_глаае "Синтез рахуяего и оценка вляанка техиояогичв-екк* парааетров на его 'свойства" изложена обеаа кетодкка и резуль-v.r_ исследований п'реяяггаевого способ.; пр*готоел?«ия

i,.г>пгс:-'.м-;д чи< яавуаах.

г.--сгг>й.-.з.!т ;:ровод»;.'Зсс с цельа подтверждения теоретических представлений автора-и-для накопления фактических данных, необходимых для разработки кетодичёских рекомендаций фототерноо.кислительно-го способа приготовления дороснак Ситдаое. .

Исходи«« сирьеи для производства битумов 'слазил нефтяной гудрон Грозненского НПЗ, Дм приготовления ПБВ в гудрон добазлаля. 1-32 атактйчесвого полипропилена (ШШ).

Б качестве иинерадьних материалов др» изготовлена« .асфальто-

Оэтонных сносей использовались пвбонь иззвстнзяпзих пород, природный пзсок и иезктнвированный минеральный nopoeoü.•

Приготогление битуиов и ПБВ осуцестзлялось лз специально азго-тозленной лабораторной установке, представлений собой уагньвгинуа э 10 раз модель реактора окисления комплекса СЗ-ЮЗ, разработанного з НПО "ГЗК" г. Владимира. • '

рыли получены а исследована битумы a ПоЗ кароя БИЛ 40/53; иНД 60/30; БКД 50/130. Их качестэо оценивалось в соответствия с треЗо-панияии ГОСТа.

На перзоа зтапе экспериментальных работ удалось сценнть 8ляа-нкз ЗФ-йзлаченча .на г.рецгсс з ргзультатв сравнения реологических характеристик бятуиов и ПБЗ, прнготовлзнних традиционная а предлагаемый способами. Воздействие УФ-излучекиз кз сарьо за вреия его низкотемпературного окисления (при 150-170°С) приводят из только к значительной« С до 402) сокращении процесса, но я улучзенкз свойств полученная вядучих.

Экспериментально проверена иеобходияэсть йЗ-яоэдсястгия на протазенаи зеего периода приготовления sasgssro. Scxopasw цейст- ' вив излучения hí процесс екасле'вга набледазтея в течение первого'-часа (табл.!).' Продоянвтедыюсть 'облзчеияэ сза-в этого зргаени- не влияет на скорость окисления, следовательно, к? ташеа иеобхо-дл:;ой.

При увеличения йопнссги -¡злучэнля происходит ускорвкиа процесса (табл.2) э результате-балез интенсивного накопления зефадыеио-сзолистых коапокентов битдка (табл.3).

Для устеловлекиз рацяонакьинх технологических регичоя процесса Соготериоокисленая били проведена исследования с.приаэненивв аате-аатического планирования эксперимента.

С цельа получения более точного катеыатическога описания по-аерхности отклика, бмл принят ротатабельный г.ятифзкторний центральный композиционная план. Ъ качеств» оарьируе*ых факторов в эксперименте били r^ifíjíu: "РяЛ'-с:?¡ч;;;а процесса окисления, расход воздуха, количество полимерной добавки (ЙПП;, продолхительиость окисления я аоаноегь дозы УФ-излучения.

Качество приготовленного вявуцего оценивалось определенней теыпература размягчения. .инетрации. дуктильности а теипаратурк

- iû -

Таблица 1

Ярсдомятельность . Вреая воздействия Температура

процессе, ч Зв-нэдучення. ч размягчения, "С

■4 4 ' ' Í?

А 3 4?

4 2 47

4 ! 4?

4 0,75 43

4 0.5 41

4 0,25 39.5

4 О 3S

Вризечание: Исследование влиания УС-излучскяэ на скорость процесса окисления определялась на предварительное зтале при ксцкостй сстсчнкка НФ-мзлучения 400 Вт.

Табшщз 2

Еродоазительность процесса, ч

Ьоаность источника ,Л)Ф-из лучения, Вт

Температура размягчения, °С

240

400

45 47

4

4

60Û

49

храпиостй. В результата расчета на ЭВИ бваа подуина патзааткчгскпа цодоли, адвкватно описывавшие зависимость этих пзавряэвах параиэт-роэ от технологических парамэтроэ процасса я количества полянэрив» добваки. Иг. анализ позволил внваста осиовнув эакононорность фэто-торноокяслитодьного процесса: увеличена агщ.чосга НЭ-иэлучвниа при-

м .

Я Я а а

гм —

Я Я

ч» п

§

£ я

i

§

о

8

«я

а з

к

&

§ §}

^ П й

и и и '1 С\ <и

О.' О

£ V? 12

С о о

СО ^ со

Ч "О С

а

Р к

е А а 8 Д

ъ е -»

о и

о ^

& Еа

•г?

1а

§

—1 го

л

ЕЛ

■м

р?

из

о

3

ссйй? и *оеп£рй1и?а процесса к его ускорвика; »* скат&ат

сип8сшиаого-е«какя на раетсвнаомь еаацзего, повйшт вг° щю-заетойпость я'Кйтервал пластичности, Это )орою согласуется с тоо-рагнчашшл вредпосишам ваш»«* работ«.

Бибср опгшиипаго' технологического роешь обвспечпйашзвгЬ прягстоэдекив бвтааа шоЗхоагвой иаркя, пргеодндсв вотадоа ио'итдр-ао-граезчвекого анализа. Та::, оптквалышги, при приготовмаяа 1ШБ реьиих иарок, еалдвтее ток-чедегичвекие 'характеристик:! процасса, преастеЬдеивйе в та&л,4." Прй эюа педэлата прахтич«с»аз ооэвой-иость получить бйтвй яеобходаэб парке, изкяя шндеость йсточкйвз

у$-изяуч4ння.

Таблица 4

1!арке Сраег»5кяг ТешбГбтрра Расход Проделан- йокИость

ЙПП, процесса, воздуха,' телыюсть УО-пзлу-

X вС л/кии.кг процесса. чеиия,

ч Йт

ЗКД 30/130 г 133 - 170 4 3 300 - 860

ШЩ 60/30 ' г • 160 - 170 ' 4 4 500 - 000

БНЙ 40/60 2 ¡70 4 Б 800

Целесообразность фотвриоокислительного способа криготселеий«

Гштуиоз и ПБВ пбдтЕйргдааг полученные КК-спектри поглощения:

- кеяодного гудрона;

- "чг-тга" бптука. протошбАвнного я рэ«^? твреооккелв^чд;

- [ШВ, щкгоговдежогв е реаиле терноокиелвнка:

- "ч^пчг'.;' битума. готовленного в рзвине фототермоокисле-

!!11Я;

- Пай. вряготовлвнного и реви*« фототерноокисленин.

При расьафровкв спектров особое вникание удалялось области по-г¿осенив Ь в)!Т8ргале частот от 5 650 до }?Ь0 см"' , хйрактврйз'увчвй сидеркание С=0-групп е углеводородах.

По количество атих групп в готовом битчые иожио еддить о прдктурз органического катериала. поскольку с их увеличение* воз-

рзстаот число поперечных связей, образува-их пространственный каркас, Иебольвое их количество необходимо и придааг. 3asys«sy требуешь эксплуатационные свойства,-при'увеличении а$ увела евкэой аонат наступить хрупкое состояние ыатериала и его разруаеиив.

Результат» ИК-спектроскопин следует рассиатривать сови8Стг:з с пояученнш) результатами реологических cboíícto батроз: нос»згра ::а то, что степень структурирования ПБ8, прнготозлвиного тра*ицяеиина способов, з 1,5 раза еыяе, чей в аналогично пркготозявпяон patpa без добавки, он облазает $олев вироким интерзалои лластичностз В более эластичен, что легко объяснить присутстзига г' »мйфацяровеи-ним битуае полиаера (рис.1). '

Получены интересные результаты при раснифроэка спо.ктроз "чяс-тых" битуаоз. окисленных ори разных иощюетэх УФ-нзлучеиия, Бодвв структурированными сказались битумы, окисленные под воздействие» УС-излучения невольной уо«ности, для них характерно тгкзэ ашвпяэ дуктильиостя и поецаение на 3-5°С температуры хрупкости. С Увеличения аоздости источника степень структурирования резко сниааатсй (си. рисунок). Зто объясняется тем, что при меньзих интонсивностах счзтз рззветвлавдий продукт (ЙООИ) образуется в процессе с более

о

О loo 200 ioo 4сю sao soo too ¡Jeo мощность нстсчмика уф1— иЗлучимнд, Вт

Г ísH'.'íisoc^ стнщигрлыюй интегральной интенсивности поглогения о оотеги 1650-1760 с»"-(по othobí'Hhb к спектральной интенсивности полосы 1380 са )

от ионноети источника УФ-излучрни.

—- ВИД 60/S0

да.»®*»- ПБВ 60/90

акквсас: Навтой»; йитуи з ассазьто&атошш пократил ?аа би-

стро стьресг поя воз&вЗст«« агязсферксг ^мгуорвв я» особенно, »«-акзеге спет«. Волев . витая яодавсть 8» -взлцчваиа ив оз&ззвввт 'срадаго есздвйсташ! ка ватерная, напротив, пвзвгазт его качество.

Е ^етатсряаокйслвнцай П5В степень его стрвйтирйрввгшма ецз ба-£58 разке мшзвтс« с рвяачоггсза аакасстк кстечалка ^-йаддчваая. Вагкогаз, вто свазско с те*. что г» процесса ^ототераавшсдвнва по-' аацзрао-бцт^чзюго сврья кнтвасиовза озра-щзтса шзкоасязйвларнав содоаеша, поскольку карбскидькае созд1ша<ша (СгО-группз) ШШ под созаейстькбй свата вогат распйдатьса с образозагшв «с только радикалов, -но и низкоиолойулсрнах продуктов по реакция Норрмва типа И, Крона га'о. узелпшшв б'1,3? раза сигнала в спактрак ПБВ в кктердалв 1600—1620 си*' свсааио, вврогтво. с появление« сопрбшший структур,в котсра» Г»С-грзпяа я.т«т Овть предельна'сопряавна с С=С~ свазйгш, что с&ь*ск£«т вававгшю властнчнссти я интервала пластичности $отот&р«шккслшшх бйтааов « ПбВ по срасианиа с тврйоовяс-ясииеаа.

Предлагаема» способ приготовления коровник органических аязу-аих облагает «цз одкяи ваша преиеддвстгои пгрзд траднциоинкн.

При тра5ищ'.0!Ш0а висакэтб*швратурной способе приготовления би-туиов процесс врогбкавт как совокупность терхнчзской к твркоокксли* тельной рестрикций при 'явиаа' првобяаАшша тврвической, так.как пра еисвйо& теапарлтцре осноеиаа честь ккморода, паст^аааавго ш сииелсахя, росится с отходвсаа» газели.

Терводгструхцйя - «то сааал слогаай для стабилизации вид раз-руаакаа високонолвкулярйах соединений, поэтоид такой битнв обладает ьвезяой ргакцкаиной спосоСиостьа.

тргдшгяотка способом бктуз. свответствуазий ка ¡¡ачз.лъиси етедяк тросиоаиия»; ГОСТа, бистро избирает прочность.окне--лаясь под еоздеПствиеи кислорода вврузазцвго воздуха, теряет упругость, становится хрупки».

Б ниаивк с^эе покрытия, кокрий но подввркгн действка кислорода, происходит рвкоабкнацив свободней рздвкалсв, ь оскоеноа, пос-рвдетьоз гестккя СгС-связей. При больвок числе евквок таквв иастн-Пйзг хрупкое состояние к резрусанкв катеркада,

Бктуьа, приготозлеливе в ревиве фптотераовкиеяввий иначе рабо-

- 15 -

тапт в составе асфальтобетона. Воздействие ззстйзго П0Э80ЛЯЭТ на только снизить твилературу схислэния.-а слздозатвлъиэ, зздерзать основнув часть кислорода з система, но только сократить вреиз пребывания снрьа в зоне . реакции, но а излучать, ¡з шючноа атсгэ^ аатйриал со с$ор*шровазпейся, э осноакоа, структурой, тая как при фотоокнслании преобладании язлгптсз струят щжрь'еяяэ процесса, Об зтоа свидетельствувт результата зкспэр.-'агитзл&гт асслз-доэаний, приведениях з четвертой главе.

В четпертдй главе "Асфальтобетон на $ототерйоскпслгиншг в них" излоаен'ц результаты лабораторных исследований образцов асфальтобетона, ИЭГОТ09Л9КН2Х. длл сраанекиа, на основе терао-'и озтотер-ноокисленных битуиов и ПБЗ.

Были приготовлены и испытивались по стандартной натоднкз образцы горячей плотной'иолкозернястой сввси II парка ткяа 5. .

. Анализ'результатов показывает, что в лэбоа случае достигаетса существенное улучяеиие физико-авханичесвих свойств асфальтобетонов, на основе 115В. Однако при испнтании серии образцов на тераоокислзн-иои'ПБВ расхождение аезду результатами испытаний составляло от 2-4 до 10%, тогда как. в случав применения в составе асфальтобетонная сивсей фототвраоокмсленн'нх. эааувнх. оно не превнзало норнируэкые " ГОСТои 0,2-0,52. Зто свидетельствует'о нгравноизряоз распределения полимера по все&у объв«у вяаугггэ з процессе термоокислвииз,'

Приизнениг йитуаов, водйдицированнн.х А ГШ позволяет кзготазлн-зать асфальтобетонное смеси, обладавшие повкаенной тепло- а аодо-стойкостья. Улучзаатса показатели в'одонасычениа' (при йвазаеннва яэсходз вахщего) и набухания. Механическая прочность образцов асфальтобетона при 20°С и, что особенно .лаяно, прн 50°С сув.естзэнна вазе, чеч у асфальтобетона нз термоокисленнви битуае без добавка, Это, в'болыей степени, относятся к фототериоокислекному ПБЗ,

Ваесте с тек, предел прочности при сватии при тенпэратуре 0°С заветно снияаэтся при использовании в составе асфальтобетона ®ото-торнооквслзнного ЙЗ. Тамг образца обладает белее высокий коэффициентом морозостойкости, что обусловлено их поенеенной еодостой-иостьв.

Сравнение, практически, всех физико-механических характеристик образцов на "чистых" бнтунах, приготовленных аетодоа терйоокис-

яг::. ¡¿ $.»?с»'с?сгесц&здм1 toksí¡ гоаорл» е. ¡¡сльад иосягявак.

¡шгшедо оазвкр-втначвсаиа с? oseta асфзяьтойзтокоа; npiforasisasas »:з оототеркоЕкйс£эш:й;; •ввзрш.лробосходат аналогична« • сэйгьй.аяа ссоЛсть ас§мьтебзтонках -обр^эцс!» «а теркоогшсмшшх a ШШ (табя.5).

S lite ЩЦ ЙЙ S3. Ц& 3ÏÏ ЦП О О О О ОС> СО OD О Q

i: iJ Fl L f , С t i g 8 j¿d ti* й ::: f. г.. Ь у S ЦЦ S S SS? -g? s щщ

CJ ■S Ks sa. с? ¡я бш íss is <\í so olio njrj ruto rorsj ю to

г-3 '. 8 Sí Ri fcfS s SÖ Й2 СПГч fC fsT о tC t4»C 14. en rC œ гС

èSsfî К a-» г- » о iii го со ю г*-О О СО «.'о DO О О О* О

о — çf—1 и n ti щ * s а « о S? se SS 88 «O to ÍO -r-« ÍO CNJ Ю —»

* л ûïluï 8 Й й Й í? Й Я Й й Й 8 rj fss <\Г г-." psi ra osi rs? r>s сч;

0 в s.. il •. -Ü î; i - a м • £ & £ I r^í i <4j i см i », ; « ru ' I rvj

mih О СЭ сэ o o o { Í ^ j j / ^ { f ^ «^r

! ii 1 ' §§ 11 i§

Л '•• О Г t Г Wi tr> ur> * k~j t"-. " «í» OCi - 4ГЭ If-.I ro -

Cà Ш§Г «i?» Ч-1 «i* «c «y

к ÍÍ ... £ £ ií ° ñS SS Я.Й SS ss

S íj. Sv ¿O ¡ó К> О) C> O c^ C3 ай is si ss sè °s i® Шш Ii Ii. Ii ü

Крои9 того, погодоустойчивость асфальтобетонов на фототэрно-окаслгнн.та вязучях повыаается а 1,8-1.9 раза, что- азяавтся прпзшн свидетельство!! использование в их составо вявшги:: со сфора.чровав-азйса, в основной, структурой. .

Увеличение пластичности вяауцих, ойразовавя'лхса з результате Фототориоокнслвния, способствует снивеннэ энергозатрат ив переневл-ваниэ в процессе изготовления асфальтобетонных скэсей, уддпзениа их удобоцклздвваеаости при строительстве асоальтобв'токнйх покрытий.

В пятой гпаво "Методические рекомендации фзтотераоокисдятваь-ного процесса" приведена результата опатна-пршшодствекного знед-рэния фототз'риооквсяиталкипго способа пр«Г5?сг«*!Ш полкверно-би-тданах вяпуцих, даня рйкзнендации по. их изготовления, обоснована требования к технике безопасности и охране окразаавей среда. выполнено техникб-зконоийческое обоснование производства Оототарно-окисленная-вявуаих и-изготовления асоальтойетониих сяесей на их основе. .

3 ходе опитно-производственних работ подтверядеиа эффективность фототэрмоокислительного способа, подтверадены теоретические предпоснлки ускорзпиз процесса окислении органического сирьа на 3540% и улучвзниа качества-образвваихса ПБВ.

На основании получанных результатов разработаны иетодичзскяа рекомендации по приготовления биглаев .с-ототераоокяслэиием гудрона с йояйаерноа добавкой.

Технология соваестного окислений гудроноз с поливерной добавкой аналогична технологии приготовления битумов без'добавок. Однако в первом случае суаествует опасность засорения крыльчаток днс-пергатороз (Для установок бэскоипрессорного типа) или- перфорированного ааточника (для установок колонного типа) нврастворениаыи частичками ЙПП в начале процесса, что аоает повлечь за собой выход реактора из строя. Чтобы этого не произошло, ПОП следует вводить непосредственно в яда р-5«тзра ; предварительно устанозленнуи в верхней части поясит ш: реактор/. реаетчатцо емкость. Возновна и другие инженерные ре ест« по г.^лтз загочеЛ зона диспвргаторов или ваточника от засорения (например, ограждение их рабочей зоны сетчаты-ки ковухани и т.п.).

При фототерйоокислейаи для поокикногения Ь'0-иэ лучения. в глубь

puriicpo s ítpaaefi части корпуса колош« (реактора) вырезается от-верство дваазтро» 30 си, в которое герветичвски вставляется кварцевая трубка «его м диаметра с садведеннам и ней световодом, подсов-диаеиния и осточивиц У®-вэлачеииа, находадачуся на безопасном расстоянии от реакторе so »эбэвалме случайно-о воспламенения. Конец кварцево« трубки со световодом домен быть знав отметки ;.ч;;-цз колонки аа 50 си.

& раоате представлена обвая технологическая ехома совместного фототврмоокасягнкя ПБВ.

Результат« производственного эксперимента (табл.61 подтверди-

Таблица Б

Наименование показателей

Свойства асфальтобетона Требования при условиях окисления ПБВ: ГОСТ 9128-84

териоокислениа фототермиокис-ленне

Плотность. г/си1

г. зр

2,31

Водйч^сь'яонио, 2 от

объе»»* . ' 1,95

Набухание, % от объема 0.5Б

Предел прочности при сгатии. Klb. грк'

20°С 3.4 '5?*'!: 1,6 04 1,7В Коэффициент водостойкости Ó.92

Ко8|$ициент длительной

водостойкости 0.9f

К 68 0,39

4.2

2.3

7.04

0.95

0,99

1.5-4.0

не более 1.5

не менёв 2,20 не менее I.2C не более И,ОС

не «инее

0,05 не менее 0,75

ля, что асфальтобетоны на фототераооккслеиных битуаах по всаз пойз-зателдн физико-ыеханических свойств удовлетворят трабоаанига ГОСТа и хзрактерязувтса повывенныии прочностьо при саатна при полозитэяь-нах температурах, водостойкостьаи морозостойкостью.

Экономический эффект в ценах 1994 г. от предлагаемого равениа ялз условий Ростовской области достигает 22Б88 руб. при праготозла-й:га одной тонны ЛЕВ и 1409 руй. на одну тонну вапускаэвсй асфальтобетонной еиэсн.

ОБЩ ВИВОДН

1. Обоснована необходикость интенсивного нмзкотеапературного способа приготовления битумов я ПБВ, способствувдего образовании больаого числа кислородсодер1аз.их соединений, прндаааих аатериагя высокие эксплуатационные качестза.

2. йстаноалено, что в основе как традиционногог так н предлагаемого 'низкотемпературного оототгриоокислчтельного способа окисления леаит рзднкально-цепноА аеханиза деструкции я структурирования э «глэаодородах, Осноанов отличив зеклячаэтса а стадии зарогданаа первичного радикала, связанной с поглощение« света гддронои а его активацией.

3. Показано,что НФ-воздействзв способствует оораарованчэ стру-ктдры-бяхцчвго уао в процессе ого приготовления за счет преобладают при ¿отоскаслении стрдзтяряривчах процессов над дострукгкашмв, Ь результате которых происходит объединение в единкй'каркас асфаль-"г-;ов и гибких углеводеродикх «остиков (продуктов окаслеииа полно-лвфинов), что придает всей структуре эластичность а прочность в-ви-роксм диапазоне эксплуатационных температур,

4. Предлокен и обоснован технологический рехии приготовления полиаерно-битукного вяяухего путем соваестного фототервоокасдгнив' г{гдр0н08-с дс<!*9к.«!« гслислтфгиоз.

5. тйогатачгскае вывода, об ускорении процесса окислення органического скр.ъз » улучаении качества образувхихгя би-туьоэ и ПБВ. а такие асфальтобетонов на их основе; разработан и ?п-: робирован энергосберегаяций безсласный фототвра'оокисдительнкА способ приготовления битумов к ПБВ.

-206, ¿¡осбЗШзй, что в процессе ©оготераоокислениа гудронов с до бавкой полволефанов '« без них получено ваадоев со сформировавшейся в основном, структурой, обладавшей зластвчшстьв и устойчивость« старении,'. ' ■ ''-.■' ■• \. ' : .

?. Использование УЗНеэлученна в про (весе низкотевпературног окисления не требует особах изменений в технологии ариготовлвни бвтуаов, а предполагает только дополнительное оборудование суцест »Вади оиаслительнах установок првспособ/ениец, обеспечивавший про подавав ЙФ-излцчонаа в глубь реактора.

0. Предлоаеня варианте рациональны); '■упраалаеиых технояогнче свах ^ототериоокисдвтвлышх рзвинов с учетов мощности источника У£ взяученнд, вбвспечивавцих приготовление батуаа необходимой парки Разработан и апробирован в производственных условиях низкотемпера турнай спвсой гфцгэтозлациа тлимврно-бйтуиного вавущего с всполь аоааннен в начальной стадии инициируемого и каталнзкрувцего окисли тельный процесс ЗФ-кзлучвнва.

Технология приготовление асфальтобетонной смеси на основе фс тотериоокисдешшх П50 н.е отличается от обц8принятой. >

3. Техника-вионоыичвскив расчет» показали целесообразность' 8®®евтивность низкотемпературного сототеркоокнслительного спосоС приготовление органических вавуцих с точки зрение технической врос тота, управляемости, безопасности и,'как следствие, зконовичносп в уравнении с традиционный терыоокислительныи. Расчетный еконаанч« сквй эффект от внедрения предлогенной технологии приготовления дс рряник битумов н ПБВ и производства асфальтобетонных смесей на » основе в ценах 1994 года составляет: 22,688 твс.руб. на 1 т прл* чекнего батука « 1,409 твс.руб, на 1 т асфальтобетонной сввсй,

Сснсвнке половенка диссертации опубликован» в следусцих рабе

тах:.

1. Баранова £.!!.. Бурвинский Н.И» Бозмовности химической вод| фнкации битуасв палииерами //Экономия ресурсов при проектированш строительстве и эксплуатации автомобильных дорог и соору»ений:Те: докл.Российской научн.-техн.конф. - Суздаль, 1993. - С.21-23.

2. Баранова Е.И., Бурминский Н.И, Совершенствование окислит! льного процесса приготовления битума воздействием светового пото)

// Нетрадиционные материалы и технологии э строительстве а эксплуатация автомобильных дорог. - Ростов-на-Дону, РГР.С1-1992. - С.21-23,

3. Бураинский H.H., Бараноза E.H. Влияние сззтозого потока иа процесс окисления органического вяяудего // Проблека строатзльстаа '1 г!?спяуатаи.ии автомобильных дорог: Тез.докл.Нггрзспдбд. нацчз,-то-хя.конф. - Суздаль. 1992. - С.70-72. - ■

4. Берлинский Н.И., Бараноза E.H. Зсовер'вэиствоэаииэ пзоцзссэ приготовления полинермо-битукного вязунего // йадчно-тохиячгскиЗ прогресс ь дорозном строительстве; Тез.докл.обл.научи.-техн.кои?. -Растоп-на-Дону,. 1990. - С.15.

5. S'jpsMÜCKnrt Ü.H., Баранова Ё.Й, Фототэрмоекислитеяьпзл тох-нологня приготовления дарояных битуас8 // Совреконнно технолог:"! л катериала при строительстве и эксплуатации автонобяльнзх дорог:?эз, докл.Российской нау'чн.-техн.конф, - Суздаль, 1994. - С.76-77.

6. Курасов i!.Д., Баранова Е.М. Перспектива использования полв-керннх■иатеризлов в доропиом строительстве Ростовской области // Ускорение научно-технического прогресса при проектировании,, стрсн-■тельстБв, ревонтг к содержании автомобильных дорог Ростозсяой области: тез.докл.обл.научн.-техн.конф, - Ростоз-на-Доку, 1987. - С.21-. 22. ; .

7. ÍJefixQT ИХ. Курасоо Л.Я., Баранова Е.И. Как повысить пая-гозачиость'дорог /У Еиличи. и кокман.хоз-во. - 1967, - Н 7. - С.31,

ЛР Н 020313 Подписано з печать 07.95. Формат 60x84 1/16. Буагга Пйсчая Ксерокс. Уч.-изд.л. 1,0, Тираз 70 »кэ.

Редакционно-издательсхкй центр Ростовскгй-на-Дона государственной акадении строительства

344022, Ростов-чз-Дону, ул. Социалистичигкая, 162