Асфальтобетон с использованием механоактивированных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья

Траутваин, Анна Ивановна

Строительные материалы и изделия

автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Асфальтобетон с использованием механоактивированных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья

кандидата технических наук: Траутваин, Анна Ивановна
город: Белгород
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.23.05
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Асфальтобетон с использованием механоактивированных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья»

Автореферат диссертации по теме "Асфальтобетон с использованием механоактивированных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья"

На правах рукописи

005045758

ТРАУТВАИН Анна Ивановна

АСФАЛЬТОБЕТОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 И ЮН ¿012

Белгород - 2012

005045758

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Ядыкина Валентина Васильевна

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Прокопец Валерий Сергеевич

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Котлярский Эдуард Владимирович

Воронежский государственный

архитектурно-строительный

университет

Защита состоится «29» июня 2012 года в II00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ, ауд. 242 главного корпуса, тел/факс (4722) 55-71-39, E-mail: rect@intbel.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан «28» мая 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, ^

профессор £"*

Г.А. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одной из основных стратегических задач развития страны и региона на ближайшее десятилетие является модернизация дорожного строительства и переход к европейским стандартам качества. В связи с этим распоряжением Правительства Российской Федерации утверждена «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года», которая предусматривает увеличение срока службы дорожных одежд, а также снижение себестоимости строительства.

Одним из способов улучшения эксплуатационных характеристик асфальтобетона является использование качественных минеральных порошков. В традиционной технологии используются карбонатные минеральные порошки, получаемые помолом в шаровых трубных мельницах и являющиеся дефицитными во многих регионах страны.

Расширить номенклатуру сырья, применяемого в качестве наполнителя для асфальтобетона, позволит использование нетрадиционного минерального материала, в том числе кремнеземсодержащего. Однако имеющееся сырье зачастую не отвечает нормативным требованиям, что вынуждает использовать различные технологии его обработки, которые могли бы повысить показатели готовой продукщш. Одним из путей реализации этой задачи является придание дисперсному материалу структурной нестабильности или активности. Это возможно через управление процессами переработки сырья, например, в результате измельчения, которое сопровождается меха-ноактивацией.

Работа выполнялась в рамках НК-220П «Разработка принципов утилизации отходов горнодобывающих предприятий в дорожном строительстве» (2009—2011) и по государственному заданию Министерства образования и науки РФ, шифр 7.4049.2011.

Цель работы. Установить характер влияния механоактивации в различных помольных агрегатах на реакционную способность дисперсного кремнеземсодержащего сырья при формировании асфальтобетонов с высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- исследовать эффективность измельчения кремнеземсодержащего сырья в различных помольных агрегатах с точки зрения изменения его удельной поверхности, формы и рельефа частиц, концентрации активных поверхностных центров, степени аморфизации;

- установить взаимосвязь между концентрацией активных центров измельчаемых материалов и их удельной поверхностью при помоле в различных агрегатах, а также закономерности изменения активности при хранении минерального порошка после помола в различных условиях;

— исследовать взаимодействие механоактивированных минеральных порошков с битумом и разработать составы эффективных асфальтобетонов с их использованием;

— оценить влияние механоактивации дисперсного сырья на физико-механические характеристики асфальтобетона;

— провести технико-экономическое обоснование, подготовить нормативные документы, провести промышленную апробацию результатов исследований.

Научная новизна. Установлен характер изменения удельной поверхности, формы и рельефа частиц, концентрации активных поверхностных центров, степени аморфизации дисперсных материалов в зависимости от их генезиса и способа измельчения, что отражается на реакционной способности наполнителей и позволяет управлять процессами структурообразова-ния органоминеральных композитов. Полученные результаты показали, что наиболее реакционноспособными становятся наполнители метаморфоген-ного происхождения, измельчение которых происходило при ударном воздействии мелющих тел на материал, что реализуется в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах.

Выявлены основные зависимости, связывающие изменение показателей, характеризующих реакционную способность минеральных порошков, полученных помолом кремнеземсодержащего сырья в различных мельницах, с процессами их взаимодействия с вяжущими и физико-механическими характеристиками асфальтобетона, необходимые для разработки составов, технологии получения и прогнозирования качества асфальтобетона.

Установлена пропорциональная зависимость между количеством активных адсорбционных центров на поверхности измельченных минеральных порошков, интенсивностью их взаимодействия с битумом, прочностью и водостойкостью асфальтобетона, которая позволила рекомендовать этот показатель в качестве интегральной характеристики оценки реакционной способности материалов при их механоактивации. Коэффициент корреляции составляет 0,976 и 0,982 соответственно.

Установлены закономерности изменения активности дисперсных материалов в различных условиях их хранения после помола. Показано, что количество активных центров на поверхности наполнителя наиболее интенсивно снижается в первые 30 мин пребывания на воздухе и достигает минимального значения через 1-3 ч, после чего стабилизируется. При этом падение активности, связанное с гидратацией поверхности, в значительной степени зависит от влажности окружающей среды.

Практическая значимость. Определен наиболее эффективный помольный агрегат и рациональное время помола, а также время и условия

хранения после помола минеральных порошков для обеспечения активного взаимодействия с органическим вяжущим.

Разработаны составы асфальтобетона на механоактивированных дисперсных материалах с более высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью по сравнению с композитами на минеральных порошках в стабильном состоянии.

На основе разработанной математической модели определены наиболее значимые показатели для получения прочных и водостойких асфальтобетонов.

Предложена технологическая схема производства механоактивирован-ного минерального порошка на асфальтобетонном заводе, что позволит расширить использование техногенного сырья в составе дорожно-строительных материалов, а также снизить затраты на строительство и эксплуатацию покрытий автомобильных дорог.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработан технологический регламент на производство асфальтобетонных смесей П-Ш марок с применением механоактивирован-ного минерального порошка из отходов ММС.

Получено решение о выдаче патента на изобретение «Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси» (№ заявки 2010132428, дата приоритета 02.08.2010).

Внедрение результатов исследований. На основе свежеразмолотого минерального порошка из отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, измельченных в центробежном помольно-смесительном агрегате, выпущена опытная партия асфальтобетонной смеси, которая была использована при реконструкции покрытия автомобильной дороги Белгород — Павловск.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров специальности 270205.65, а также бакалавров и магистров направления «Строительство» по профилям 270800.62-08 «Автомобильные дороги и аэродромы» и 270800.68 «Архитектурно-строительное материаловедение».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на Международной научно-практической конференции молодых учёных «Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации транспортных сооружений» БГТУ им. В. Г. Шухова (Белгород, 2009); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010); Международной научно-практической конференции, посвященной

80-летию ХНАДУ и дорожно-строительного факультета (Харьков, 2010); ежегодной научной сессии: «Ассоциация исследователей асфальтобетона» (Москва, 2011); V Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (Белгород, 2011); X и XI Всероссийских выставках научно-технического творчества молодежи НТТМ (Москва, 2010 и 2011); УШ Международной научно-практической конференции «Пространство и время - система координат развития человечества» (Киев, 2011); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (XX научные чтения) (Белгород, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе две статьи в научном журнале из списка ВАК РФ.

На защиту выносятся:

- результаты по влиянию параметров помола в различных помольных агрегатах на изменение реакционной способности измельчаемых материалов;

- закономерности изменения активности поверхности дисперсного материала при хранении после помола в различных условиях;

- характер влияния активности полученных минеральных порошков на взаимодействие в системе «наполнитель-вяжущее» и физико-механические характеристики асфальтобетона;

- технология приготовления асфальтобетонной смеси с использованием свежеразмолотого минерального порошка;

- результаты математического планирования, позволяющие определить факторы, оказывающие наибольшее влияние на реакционную способность минерального порошка, и, следовательно, качество асфальтобетона;

- результаты внедрения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений. Содержит 230 страниц машинописного текста, включающего 47 рисунков и фотографий, 38 таблиц, библиографический список из 219 наименований, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Процессы измельчения твердых материалов широко используются при производстве различных строительных композитов. До недавнего времени измельчительные агрегаты использовались только по своему прямому назначению - для увеличения удельной поверхности исходного сырья с получением более мелких частиц. Однако исследование процессов, происходящих в условиях особо тонкого измельчения, открывает возможность для создания технологий, с помощью которых можно придавать обрабатываемым материалам значительно большую реакционную способность. Идея базиру-

ется на фундаментальных исследованиях физико-химической механики и обобщает передовой опыт применения механоактивированных порошков в строительной индустрии.

Важнейшей задачей механохимии является выяснение причин, в силу которых изменяется активность твердых веществ в результате механического воздействия. Диспергирование приводит к изменению нескольких параметров, влияющих на реакционную способность минерального порошка

Однако в производственных условиях и в научных исследованиях в качестве основного критерия измельчения чаще всего принимают увеличение дисперсности. Роль структурных изменений при помоле материалов в разнотипных установках не получила должного отражения.

В качестве объектов исследования использовали дисперсное техногенное сырье Курской маг-Рис. 1. Основные параметры, характера нитной аномалии (КМА) из квар-зующие реакционную способность порош- Цитопесчаника и отходов мокрой ков при помоле магнитной сепарации железистых

кварцитов (ММС). Для сравнения - кварцевый песок Разуменского месторождения и отсев дробления гранита Павловского карьера. Размер частиц диспергируемого сырья не превышал 1,25 мм. Измельчение производили в семи помольных агрегатах: четырех лабораторных (шаровой, шаровой планетарной, вибромельнице, вибрационном истирателе) и трех промышленных мельницах (шаровой, струйной противоточной мельнице, центробежном помольно-смесительном агрегате (ЦПСА)).

Одним из основных параметров, влияющих на эффективность помола и отличающих мельницы друг от друга, является способ воздействия мелющих тел на материал: раздавливание, излом, раскалывание, истирание и удар.

Способ измельчения в шаровой и вибромельнице практически идентичен - это истирающее и ударное воздействие на обрабатываемый материал. При этом в вибромельнице зерна измельчаемого сырья подвергаются в большей степени дроблению по сравнению с шаровой мельницей. Характер воздействия мелющих тел на диспергируемое сырье при его измельчении в шаровой планетарной мельнице - истирающий, ударный, смешанный и

(рис. 1).

ДИСПЕРГИРОВАНИЕ

ИЗМЕНЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

ФОРМЫ И РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ ЧАСТИЦ

УВЕЛИЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА АКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЦЕНТРОВ

ПОВЫШЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

раздавливающий. Однако силы, действующие на измельчаемый материал в планетарных мельницах, в десятки раз превышают силу воздействия на твердое тело в традиционном измельчительном оборудовании. В центро-бежно-шаровых мельницах минеральные частицы измельчаются под действием истирания и частично раздавливания. Принцип измельчения минерального зерна струйной мельницей основан на его высокоскоростном свободном ударе о неподвижные преграды. Истирающее воздействие частиц, движущихся в плотном потоке, хотя и достаточно интенсивно, однако весьма скоротечно.

Таким образом, выбранные для исследования мельницы отличаются не только основными принципам измельчения, но и долей сочетания различных воздействий мелющих тел на диспергируемый материал.

При выполнении работы применяли комплекс современных методов исследований. Величину удельной поверхности исследовали на приборе Товарова и методом БЭТ. Гранулометрический анализ распределения частиц проводили на лазерном анализаторе частиц Microsizer, их форму оценивали с помощью электронного сканирующего микроскопа Hitachi SU 1510. Степень аморфизации поверхности материала определяли РФА по методу X. Ритвельда, изменение ее гидроксильного покрова на основании ИК-спектроскопии. Активность поверхности материалов характеризовали количеством кислотных бренстедовских центров, которые определяли тит-риметрически. Взаимодействие в системе «минеральный порошок-битум» оценивали с помощью адсорбции-десорбции битума из бензольных растворов. Контроль потребляемой мощности помольных агрегатов осуществляли портативным анализатором количества и качества электроэнергии AR 5. Использовали также метод математического планирования эксперимента со статистической обработкой результатов и стандартные испытания ас-фальтовяжущего и асфальтобетона.

Прежде чем приступить к измельчению материала, необходимо определить параметры наиболее эффективной работы мельницы, обеспечивающие получение наилучших результатов (производительности, удельной поверхности) при минимальном использовании имеющихся ресурсов (электроэнергии). Варьировать этими параметрами, не изменяя конструктивных особенностей существующих мельниц, можно с помощью различной степени их загрузки.

На рис. 2 представлены зависимости, позволяющие определить рациональное количество загружаемого материала (кварцитопесчаника) для шаровой планетарной мельницы путем сопоставления данных по изменению концентрации активных поверхностных центров (Q), энергозатратам (Рпотр.) и удельной поверхности измельчаемого материала (Sy0J. Анализ результатов позволяет сделать вывод, что увеличение массы способствует

значительному повышению активности, но при этом эффективность помола значительно снижается. Исходя из этого, рациональный массовый расход исходного материала для вибромельницы составляет 200, вибрационного истирателя — 75, шаровой планетарной - 200 и простой шаровой мельницы - 300 г, что соответствует нижнему пределу общепринятого стандарта, а именно 10% от общего объема загрузочной помольной камеры. Именно такая загрузка мельниц использовалась в дальнейших исследованиях.

Активирующая способность помольных агрегатов оценивалась по изменению формы частиц, величины удельной поверхности материалов, степени аморфизации и концентрации активных кислотных центров Бренстеда на их поверхности, так как, согласно современным работам в области химии поверхности и строительного материаловедения, именно они оказывают наиболее существенное влияние на взаимодействие с вяжущими.

Исследования, проведенные с помощью лазерного анализатора частиц \licrosizer, показали, что порошки, измельченные в шаровой планетарной, шаровой, вибромельнице и центробежном помольно-смесительном агрегате, имеют довольно широкий диапазон распределения частиц, причем наблюдаемые на них максимумы и минимумы зафиксированы в аналогичных друг другу областях. В то время как тонкомолотые наполнители, измельченные в вибрационном истирателе, показывают высокое содержание частиц в диапазоне от 18,2 до 75 мкм, а в струйной противоточной мельнице -от 1,64 до 12,2 мкм.

Таким образом, материалы, измельченные в струйной противоточной мельнице и вибрационном истирателе, в которых реализуется в основном лишь один способ воздействия мелющих тел на материал (ударный и истирающий соответственно), характеризуются довольно узкой гранулометрией.

Установлено, что размол исследуемых материалов происходит по-разному (рис. 3).

О, мк-экв/г вуд, м2/кг Р, кВт/Ч

Масса измельчаемого материала, г □ О -ш-вуа Р

Рис. 2. Зависимости величины удельной поверхности, концентрации активных центров

и потребляемой мощности от массы загружаемого материала для шаровой планетарной мельницы

Рис. 3. Зависимости величины удельной поверхности и концентрации активных адсорбционных центров минеральных порошков от времени помола в различных

мельницах:

а - шаровая планетарная; б - вибромельница; в - вибрационный истиратель; г - шаровая лабораторная; д - ЦПСА; ж - струйная противоточная

Самой высокой размолоспо-собностью во всех мельницах обладают отходы ММС, самой низкой - кварцевый песок, что согласуется с результатами ранее проведенных исследований. Степень измельчения в различных мельницах также неодинакова. Максимальное значение удельной поверхности для отходов ММС, помол которых осуществлялся в ЦПСА, составляет 790, в шаровой планетарной мельнице - 730, в струйной противоточной — 660, в шаровой промышленной мельнице - 610, в шаровой лабораторной мельнице - 540, в вибромельнице - 530, в вибрационном исти-рателе — 510 м2/кг. Поэтому, с точки зрения величины удельной поверхности наиболее эффективными мельницами являются шаровая планетарная и ЦПСА.

Исходя из предположения, что реакционная способность тонкоизмель-ченных материалов не может быть связана только с уменьшением размера частиц, исследовали изменение концентрации активных адсорбционных центров на поверхности порошков. Из представленных результатов (рис. 3, 4) видно, что с повышением тонкости помола происходит рост количества активных центров. Однако эта тенденция наблюдается до определенной величины удельной поверхности, после чего процесс значительно замедляется.

Поскольку энергозатраты на помол минеральных материалов весьма высокие, при использовании свежеразмолотого материала важно определить именно рациональные значения удельной поверхности наполнителя, выше которого активность его поверхности возрастает незначительно, следовательно, дальнейший помол нецелесообразен.

На рис. 4 представлены зависимости концентрации активных поверхностных центров от удельной поверхности отходов ММС, измельченных в различных помольных агрегатах. Интенсивный рост величины удельной поверхности при диспергировании отходов ММС в шаровой планетарной мельнице наблюдается в течение 4 ч, когда тонкость помола составляет 700 м2/кг, а величина концентрации активных центров достигает своего предела уже после 2 ч измельчения, что соответствует величине удельной поверхности 500 м2/кг. При

Удельная поверхность, м^кг

-•-Шаровая планетарная мельница —•—Струйная противоточная мельница -ж-ЦПСА

Вибромельница -•—Шаровая промышленная мельница -и- Шаровая лабораторная мельница -*- Вибрационным истиратель

Рис. 4. Зависимость концентрации активных центров от удельной поверхности отходов ММС, измельченных в различных мельницах

этом значении на поверхности формируется наибольшее количество изолированных гидроксильных групп, которые и обеспечивают ей максимальную активность. При помоле в ЦПСА рациональное значение удельной поверхности, при которой достигается ее максимальная активность, составляет 600, в струйной противоточной - 500, в вибромельнице- 400, в шаровой лабораторной и вибрационном истирателе — 350, в шаровой промышленной мельнице -300 м /кг. Таким образом, величина не является объективным показателем активности дисперсного материала.

Анализ графиков (см. рис. 3, 4) показал, что наибольшей активирующей способностью обладают шаровая планетарная и струйная противо-точная мельницы, в результате помола в которых концентрация активных центров увеличивается в среднем в 2,7 и 2,8 раза, наименьшей - вибрационный истиратель и шаровая мельница (лабораторного и промышленного типа). Увеличение активности при помоле в них составляет 1,8-2 раза. Из исследуемых материалов максимальное значение концентрации активных центров образуется на поверхности отходов ММС при помоле в шаровой планетарной мельнице (79 мк-экв/г), минимальное - на поверхности кварцевого песка, измельченного в вибрационном истирателе (23 мк-экв/г).

Известно, что значительное влияние на взаимодействие с вяжущим оказывает форма и рельеф поверхности частиц. При разрушении минеральных материалов в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах, в которых реализуется ударный способ воздействия мелющих тел на материал, образуются частицы осколочной формы с множеством граней и острых углов, тогда как в вибрационном истирателе и шаровой мельнице диспергируемое сырье подвержено только истиранию, поэтому частицы имеют более округлую форму со сглаженной поверхностью. Это подтверждено микрофотографиями минеральных порошков, полученных путем помола в различных мельницах (рис. 5).

а) б)

Рис. 5. Микрофотографии минеральных порошков из песка, полученных путем помола в шаровой планетарной мельнице (а) и вибрационном истирателе (б)

Поэтому при оценке эффективности помола, помимо удельной поверхности, необходимо учитывать изменение формы, гранулометрического состава частиц и концентрацию активных центров на поверхности измельчаемого материала, которые, в значительной степени зависят от способа воздействия на него мелющих тел.

Известно, что определенный вклад в повышение активности наполнителя при измельчении вносит его аморфизация. Результаты, полученные методом полнопрофильного рентгенофазового анализа свидетельствуют о том, что после помола материалов произошла аморфизация их поверхности. Величина концентрации аморфной фазы на поверхности исследуемых порошков существенно отличается и составляет для кварцевого песка 16, кварцитопесчаника - 44 и отходов ММС - 66 мас.%. Высокая степень аморфизации кварцитопесчаника и отходов ММС обусловлена их генезисом и техногенезом.

Таким образом, способ измельчения и генезис кремнеземсодержащего сырья определяют морфологию частиц, дисперсность, гранулометрический состав, концентрацию активных Бренстедовских центров и степень аморфизации поверхности измельченного минерального порошка.

Известно, что при хранении свежеизмельченных минеральных порошков происходит падение концентрации активных центров. При этом процесс дезактивации поверхности происходит за счет адсорбции молекул воды и в значительной степени зависит от влажности окружающей среды, поэтому необходимо выяснить возможность транспортировки механоакти-вированного минерального порошка к месту его потребления с минимальной потерей активности.

В связи с этим исследовали изменение концентрации активных поверхностных центров и влагопоглощения минерального порошка из кварцитопесчаника, предварительно измельченного до удельной поверхности 350 м2/кг в шаровой мельнице и выдержанного в условиях различной влажности: нулевой (в эксикаторе с КВг), естественной (на воздухе), ограниченной (в полиэтиленовой упаковке), 100%-ной (в эксикаторе с водой) (рис.6). Как и следовало ожидать, при хранении активированного минерального порошка концентрация адсорбционных центров на поверхности существенно снижается в первые 30 мин и практически стабилизируется через 3 ч, причем этот процесс ускоряется с увеличением влажности среды, в которой находится материал. После 3 ч пребывания навески свежеразмо-лотого кварцитопесчаника в условиях нулевой влажности активность упала лишь на 17%, в полиэтиленовой упаковке - на 25%, тогда как на воздухе и в эксикаторе с водой - на 35 и 41% соответственно. При этом наблюдается пропорциональное увеличение поглощения влаги материалом.

: 52

i 48

90 180

Время после помола, мин

■ Экс. 0%

□ Полиэтиленовая упаковка О Воздух О Экс. 100%

В дальнейшем снижение концентрации активных центров незначительно и составляет в течение недели от 2 до 5 %. Для других мельниц закономерность аналогичная.

Методом ИК-спектроскопии установлено различие гидро-ксильного покрова поверхности свежеразмолотого порошка и выдержанного в различных условиях, свидетельствующие о дезактивации поверхности. При хранении

Рис. 6. Зависимость концентрации активных минерального порошка, особенно

центров и влагопоглощения кварцитопесчаника от времени экспозиции материалов после помола в различных условиях

во влажной среде, на его поверхности уменьшилось количество свободных гидроксильных групп, расположенных в вершинах крем-некислородных тетраэдров, увеличилось количество свободных молекул воды, а также, связанных водородными связями с гидроксильными группами и между собой.

Из полученных результатов следует, что к месту использования минеральный порошок можно транспортировать в полиэтиленовой упаковке без значительного снижения его реакционной способности.

Интенсивность взаимодействия минеральных материалов и органического вяжущего является важнейшим элементом структурообразова-ния в асфальтобетоне. Влияние свойств поверхности минеральных порошков на процессы взаимодействия их с битумом определялось по величине сорбции битума из бензольных растворов минеральными порошками и десорбции бензолом сорбированного ими органического вяжущего фотоколориметрическим методом.

На рис. 7 представлены результаты исследования адсорбции-десорбции битума из бензольных

0 3 6 9

Содержание битума в бензольном растворе, г/л —•—Свежеразмолотый материал —■—Материал, выдержанный на воздухе

-----первоначальная адсорбция;

десорбировано бензолом

Рис. 7. Адсорбция-десорбция битума из бензола на кварцитопесчанике

взаимодействие жеразмолотыми порошками. На измельченного

30 40 50 60 Содержание минерального порошка, %

-отходы ММС -■-КВП

-Песок

активированным минеральный порошок; неактивированный минеральный порошок

растворов на примере кварцитопес-чаника, размолотого в шаровой планетарной мельнице.

Из рисунка видно, что лучшее происходит со све-минеральными поверхности свеже-кварцитопесчаника после десорбции битума бензолом осталось 50% первоначально адсорбированного вяжущего, а на поверхности выдержанного на воздухе -28%. На поверхности свежеразмоло-того гранита - 38, выдержанного на воздухе — 20%. Это полностью согласуется с величиной концентрации активных центров.

Так как основное назначение минерального порошка в асфальтобетоне заключается в переводе битума в структурированное состояние, на основе метода конической пластометрии была исследована структурирующая роль минеральных порошков по отношению к битуму.

Как видно из графика (рис. 8), активированные минеральные порошки обладают достаточно высокой структурирующей способностью на фоне неактивированных. Такие результаты обусловлены более высокой реакционной способностью активированных порошков, что приводит к увеличению количества контактов и к более интенсивному переводу битума в структурированное состояние.

Закономерно предположить, что повышение реакционной способности минерального порошка после помола, связанное с изменением величины удельной поверхности, гранулометрического состава, формы и микрорельефа частиц, аморфизацией поверхности, увеличением количества активных центров на ней, положительно отразится на свойствах асфальтовяжущего и асфальтобетона.

Полученные результаты (табл.1) показывают, что исследуемые минеральные порошки, активированные в различных мельницах, обеспечивают гораздо лучшее взаимодействие с битумом по сравнению с порошками в неактивированном состоянии, что оказывает положительное влияние на физико-механические характеристики образцов асфальтовяжущего.

Рис. 8. Зависимость предельного напряжения сдвига асфальтовяжущего вещества от количества минерального порошка

Таблица 1

Физнко-механические показатели асфальтовяжущего_

Наименование показателя Минеральный порошок

Шаровая планетарная мельница Вибра! исти щонный ратель

Песок Гранит КВП Отходы ММС Песок Гранит КВП Отходы ММС

Предел прочности при сжатии при 20 °С, МПа 2.82 2,05 3,60 2,69 4,30 2,95 4.52 3,00 2.01 1,53 2,63 2,15 3,26 2,46 3.64 2,57

Водостойкость 0.74 0,60 0,86 0,72 0,91 0,76 0.98 0,77 0.65 0,56 0,72 0,63 0,82 0,73 0.85 0,70

Набухание, % 2.24 3,62 2,56 3,98 1,97 3,45 1.60 2,93 3.47 5,63 3,79 5,17 2,64 4,05 2.50 3,84

Примечание: числитель - активированный минеральный порошок; знаменатель - неактивированный минеральный порошок.

Наилучшие физико-механические показатели имеет асфальтовяжущее на минеральных порошках из сырья метаморфогенного происхождения (отходов ММС и кварцитопесчаника), измельченного в шаровой планетарной мельнице, худшие — на минеральных порошках из гранита и песка, помол которых осуществлялся в вибрационном истирателе. Сравнение результатов показало, что повышение реакционной способности минерального порошка в результате помола привело к увеличению предела прочности при сжатии, водостойкости и уменьшению набухания образцов асфальтовяжущего. Так, например, прирост водостойкости образцов битумомине-ральной смеси на свежеразмолотых в шаровой планетарной мельнице материалах из кварцевого песка и отходов ММС на фоне неактивированных порошков составил 23 и 27%; в вибрационном истирателе - 16 и 21% соответственно. Прочность асфальтовяжущего в результате механоактивации песка и отходов ММС в шаровой планетарной мельнице увеличилась на 38 и 50%, в вибрационном истирателе — 31 и 42% соответственно.

Эффективность использования механоактивированного минерального порошка в составе асфальтобетонных смесей оценивалась на основании физико-механических показателей образцов асфальтобетона типа Г, в котором решающее влияние на качество композита оказывают характеристики дисперсных материалов.

Установлено, что качество асфальтобетона (табл. 2, рис. 9), приготовленного на активированных минеральных порошках, существенно повышается. Наибольший рост показателей асфальтобетона наблюдается на минеральном порошке ш отходов ММС, измельченных в шаровой планетарной мельнице, так как увеличение активности свежеразмолотого наполнителя является наибольшим по сравнению с неактивированным порошком и составляет 71%.

Таблица 2

Влияние свойств механоактивированных минеральных порошков на фнзико-механические

характеристики образцов асфальтобетона

Характеристики Традиционный мин. пор. Отходы ММС Ква рцитопесчаник Песок

ШПМ ВМ ВИ ШМ ШПМ ВМ ВИ ШМ ШПМ ВМ ВИ ШМ

Водонасыщение, % 2,68 2.02 33,0 2,29 29,1 2.71 21,3 2,52 24,0 2.30 29,7 2,63 22,7 2,78 21,1 2,63 25,5 3,40 24,4 3,50 25,7 4,10 24,7 3,88 28,5

Набухание, % 0,60 0.43 27,0 0,52 23,8 0.65 17,4 0,60 19,6 0,54 24,3 0,63 18,6 0,70 17,3 0,64 20,8 0,81 19,9 0,87 21,0 1,41 20,2 0,59 23,3

Прочность при сжатии, МПа при +50 °С при + 20 °С при 0 °С 2,43 5,72 10,2 3,47 32,5 6,66 43,1 9^24 7,1 3,00 28,6 6,32 37,9 9,57 6,2 2,52 20,9 Ш 27,8 10,06 4,6 2,71 23,6 5,88 31,4 9,88 5,1 2.98 39,2 6,33 38,7 9,62 6,4 2,61 22,4 5,69 29,6 9,96 4,9 2,54 20,8 150 27.6 10.07 4,5 2,59 25.1 5,84 33.2 9,93 5,5 2,02 24,0 4Л7 31,8 10,84 5,2 1,97 25,3 4,05 33,6 10,94 5,5 I.90 24,3 3,79 32,3 II.32 5,3 I,98 28,1 4.00 37,3 II,13 6.1

Водостойкость 0,91 0,98 21,2 0,96 18,7 0,90 13,6 0,92 15,4 0.95 19,1 0,91 14,6 0,86 13,6 0,91 16,4 0,79 15,7 0,75 16,5 0,72 15,9 0,75 18,3

Водостойкость при длительном водонасышении 0,81 0.93 23,3 0,88 20,5 0.81 15,0 0,85 17,0 0,89 21,0 0,84 16,0 0,82 14,9 0,85 18,0 0,70 17,2 0,69 18,2 0,63 17,5 0,66 20,2

Теплостойкость, 1*50/1*0 0,24 0.38 72 0,31 48 0.25 39 0,27 35 0,31 55 0,26 37 0.25 19 0,26 44 0.18 38 0,18 38 0,17 42 0,17 42

Примечание: числитель - абсолютные значения характеристик асфальтобетона на активированном минеральном порошке; знаменатель -изменение показателя по сравнению с неактивировапным, %.

ШПМ - шаровая планетарная мелышца, ВМ - вибромельница, ШМ - шаровая мелышца, ВИ - вибращшнный истиратель

□ Вибрационный истиратель

□ Шаровая мельница

□ Вибромельница

■ Шаровая планетарная мельница

Рис.9. Изменение физико-механических показателей асфальтобетона на минеральном порошке из отходов ММС, измельченных в различных помольных агрегатах

Предел прочности при сжатии при 20 °С увеличился на 43%, при 50 °С на 32%. Водостойкость выросла на 21 %, при длительном водонасыщении - на 23%. Водонасыщение и набухание уменьшилось на 33 и 27% соответственно. Кроме этого, наблюдается существенное увеличение теплостойкости в диапазоне от 19 (для кварцитопесчаника, измельченного в вибрационном истирателе) до 72% (для отходов ММС, измельченных в шаровой планетарной мельнице). При этом физико-механические характеристики образцов асфальтобетона на активированных минеральных порошках из кварцитопесчаника и отходов ММС, измельченных в шаровой палне-тарной мельнице, вибромельнице и простой шаровой мельнице, превышают показатели с использованием традиционного известнякового минерального порошка.

Улучшение физико-механических характеристик асфальтовяжущего и асфальтобетона при использовании механоактивированных минеральных порошков является следствием повышения их удельной поверхности, изменения гранулометрического состава и морфологии частиц, аморфизации поверхности и увеличения количества активных адсорбционных центров на ней.

Однако дисперсность порошков, распределение частиц по размерам, количество аморфной фазы на их поверхности не изменяются при хранении после помола, форма частиц оказывает влияние лишь на механическое сцепление и вносит незначительный вклад в повышение физико-химической активности минеральных порошков. И только количество активных новообразованных поверхностных центров в значительной степени отражается на интенсивности взаимодействия в системе «битум-минеральный порошок», характеристиках органоминералъных композитов и зависит от времени хранения.

Установлена пропорциональная зависимость между показателями прочности и водостойкости асфальтовяжущего и асфальтобетона и величиной концентрации активных центров на поверхности всех исследуемых материалов, измельченных в различных мельницах (рис. 10). Коэффициен-

ты корреляции между пределом прочности при сжатии при 20 °С, водостойкостью и количеством активных адсорбционных центров Бренстеда составляют 0,976 и 0,982 соответственно.

а)

б)

и 0,7

1 0.6

0,5

30 50 70 90

Концентрация активных адсорбционных центров, мк-экв/г

10 30 50 70 90

Концентрация активных адсорбционных центров, мк-экв/г

Рис.10. Зависимость предела прочности при сжатии при 20 °С (а) и водостойкости (б) от концентрации активных центров на поверхности минеральных порошков

Таким образом, можно констатировать, что количество адсорбционных центров на поверхности дисперсных материалов является интегральной характеристикой их реакционной способности при механоактивации. Причем определение этого показателя не требует сложного аппаратурного оформления и большого количества времени.

Влияние параметров помола на свойства асфальтобетона анализировали также с помощью полного ортогонального центрального композиционного планирования эксперимента. При проведении эксперимента варьировались факторы в следующих пределах: тип мельницьг - шаровая мельница (ШМ), шаровая планетарная мельница (ШГТМ), вибромельница (ВМ), вибрационный истиратель (ВИ); время помола - 1-5 ч, генезис материала -кварцитопесчаник, гранит, кварцевый песок, отходы ММС, степень загрузки мельницы — 20-100 %.

По проведенному эксперименту было получено уравнение регрессии предела прочности при сжатии асфальтобетона при температуре 20°С:

Я20сж = 4,151 + 0,762л:, + 0,161*2 + 1,164*, + 0,568*„ + 0,06х,х2 + 0,023хЛ + + 0,025*;*., + 0,035*2*3 - 0,032*2*4 + 0,124*3*4+ 0,198*,2 + 0,093*22 - 0,025*/- 0,44 */,

(1)

На основе полученной математической модели построена номограмма (рис. 11) изменения прочности асфальтобетона в зависимости от варьируемых факторов.

Установлено, что наибольшее влияние (уравнение (1)) на исследуемый показатель оказывает генезис сырьевого материала и тип помольного

Песок

Грант-

Рис. 11. Зависимость предела прочности при сжатии асфальтобетонных образцов от варьируемых факторов: 1 - ИМ, 2 - ВИ, 3 - ШМ, 4 - ВМ, 5 - ШПМ

оборудования. При этом графики наглядно ранжируют мельницы в порядке уменьшения их эффективности: шаровая планетарная мельница, вибромельница, шаровая мельница, вибрационный истиратель.

Анализируя влияние генезиса сырья, используемого в качестве минерального порошка в асфальтобетоне, можно отходы ммс констатировать, что наибольшее положительное влияние на физико-механические показатели образцов асфальтобетона оказывают отходы ММС, наименьшее - измельченный кварцевый песок.

Установлено также, что с увеличением массы измельчаемого материала и времени его помола от 1 до 5 часов, происходит незначительный рост прочности асфальтобетона. Зависимость водостойкости асфальтобетонных образцов от варьируемых факторов имеет аналогичный характер.

Данные, полученные путем математического планирования эксперимента, четко коррелируют с экспериментальными значениями физико-механических показателей асфальтобетонных образцов.

Таким образом, различные мельницы, в зависимости от способа воздействия мелющих тел на измельчаемый материал, дают продукты, характеризующиеся различной степенью дисперсности и реакционной способностью, зависящей от генезиса сырья, морфологии частиц, степени аморфи-зации и концентрации активных центров на поверхности тонкодисперсных порошков. Наиболее реакционноспособными являются минеральные порошки из отходов ММС и кварцитопесчаника, измельченные в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах, наименее - песок, размолотый в вибрационном истирателе и шаровой мельницах. При этом в результате активации наблюдается более высокая интенсивность взаимодействия вяжущего с поверхностью наполнителей по сравнению с неактивированными, что положительно отражается на качестве асфальтовяжуще-го и асфальтобетона.

Для производственного внедрения метода механической активации минерального порошка разработана технологическая схема по дооборудованию завода по выпуску асфальтобетонных смесей помольным агрегатом,

разработан технологический регламент на производство асфальтобетонных смесей II—Ш марок с применением механоактивированного минерального порошка из отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов.

На основании полученных результатов выпущена опытная партия асфальтобетонной смеси, приготовленной на свежеразмолотом минеральном порошке из отходов ММС, на предприятии ООО «Белдорстрой».

Экономический эффект при внедрении разработанной технологии на асфальтобетонном заводе достигается за счет экономии денежных средств на закупку и доставку готового минерального порошка автомобильным транспортом, а также повышения долговечности композиционных материалов на основе механоактивированного минерального порошка и составит 114 223 тыс. рублей при устройстве 1 приведенного километра дороги.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлен характер изменения удельной поверхности, формы и рельефа частиц, концентрации активных поверхностных центров, степени аморфизации дисперсных материалов в зависимости от их генезиса и способа измельчения, что отражается на реакционной способности наполнителей и позволяет управлять процессами структурообразования органомине-ральных композитов. Полученные результаты показали, что наиболее реак-ционноспособными становятся наполнители метаморфогенного происхождения, измельчение которых происходило при ударном воздействии мелющих тел на материал, что реализуется в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах.

2. Выявлены основные зависимости, связывающие изменение показателей, характеризующих реакционную способность минеральных порошков, полученных помолом кремнеземсодержащего сырья в различных мельницах, с процессами их взаимодействия с вяжущими и физико-механическими характеристиками асфальтобетона, необходимые для разработки составов, технологии получения и прогнозирования качества асфальтобетона.

3. Установлена пропорциональная зависимость между количеством активных адсорбционных центров на поверхности измельченных минеральных порошков, интенсивностью их взаимодействия с битумом, прочностью и водостойкостью асфальтобетона, которая позволила рекомендовать этот показатель в качестве интегральной характеристики оценки реакционной способности материалов при их механоактивации. Коэффициент корреляции составляет 0,976 и 0,982 соответственно.

4. Установлены закономерности изменения активности дисперсных материалов в различных условиях их хранения после помола. Показано,

что количество активных центров на поверхности наполнителя наиболее интенсивно снижается в первые 30 мин пребывания на воздухе и достигает минимального значения через 1-3 ч, после чего стабилизируется. При этом падение активности, связанное с гидратацией поверхности, в значительной степени зависит от влажности окружающей среды.

5. Разработана многофакторная схема, позволяющая оценить влияние типа мельницы, природы сырья, времени помола, степени загрузки мельницы в отдельности и в их совокупности при проектировании композита с заданными физико-механическими характеристиками.

6. Предложены составы асфальтобетона на механоактивированных дисперсных материалах с более высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью по сравнению с композитами на минеральных порошках в стабильном состоянии.

7. Разработан технологический регламент на производство асфальтобетонных смесей с применением механоактивированного минерального порошка из отходов ММС, на основании которого предложена технологическая схема по дооборудованию завода помольным агрегатом. Получено решение о выдаче патента на изобретение «Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси» (№ заявки 2010132428, дата приоритета 02.08.2010). На основе исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, выпущена опытная партия асфальтобетонной смеси, которая использована при реконструкции покрытия автомобильной дорога Белгород - Павловск. Результаты работы внедрены в учебный процесс.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Tpaymeaun, А. II. Механоактивация минеральных порошков в вибрационной и шаровой планетарной мельницах [Электронный ресурс] / А. И. Траутваин II Международная научно-техническая конференция молодых учёных БГТУ им. В. Г. Шухова. - Белгород, 2009.

2. Траутваин, А.И. Влияние поверхностных свойств минеральных порошков после помола на их взаимодействие с битумом [Текст] / А.И. Траутваин // Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации транспортных сооружений: сборник докладов Международной научно-технической конференции молодых учёных БГТУ им. В. Г. Шухова - Белгород, 2009. - С. 391-395.

3. Ядыкшш, В. В. Получение эффективных дорожно-строительных материалов за счет использования механоактивированных наполнителей [Текст] / В.В. Ядыкина, А.И. Tpaymeaun II Научные исследования, наноси-стемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных

материалов: сборник докладов Международной научно-практической конференции. - Белгород, 2010. - Ч.З. - С. 331-335.

4. Ядыкина, В.В. Сравнительный анализ эффективности использования измельченного наполнителя в различных помольных агрегатах для повышения качества асфальтобетона [Текст] / В.В. Ядыкина, А.И. Траутеаин II Сб. материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ХНАДУ и дорожно-строительного факультета «Про-ектування, буд внитцво експлуатащя нежорстких дорожтх одяпв». - Харьков, 2010. - С. 246-250.

5. Траутеаин, А.И. Повышение реакционной способности наполнителей в результате помола [Текст] / А.И. Траутваин, В.В. Ядыкина, A.M. Гридчин // Строительные материалы. - 2010. — № 12. - С. 81-83.

6. Yadykina, V. V. Materiales finos, modificados por la acción macánica [Текст] / Valentina V. Yadykina, Anna I. Trautvain // Asfaltos y Pavimentos. -2011.-№22.-p.p. 13-21.

7. Траутеаин, А.И. Тонкое измельчение минеральных материалов для асфальтобетона [Текст] / А.И. Траутваин, В.В. Ядыкина //Ежегодная научная сессия Международной ассоциации исследователей асфальтобетона. — М„ 2011.-С. 90-95.

8. Траутваин, А.И. Влияние механоактивации на процессы структуро-образования асфальтобетона [Электронный ресурс] / А.И. Траутваин, В.В. Ядыкина // V Международный студенческий форум «Образование, наука, производство». - Белгород, 2011.

9. Ядыкина, В.В. Механическая активация минеральных порошков для асфальтобетона [Текст] / В.В. Ядыкина, А.И. Траутваин, A.M. Гридчин // УШ Международная научно-практическая конференция «Пространство и время - система координат развития человечества». — Киев, Лондон, 2011 — С. 42-44.

10. Траутваин, A.II. Образование активных центров при помоле минеральных материалов в различных мельницах и их влияние на взаимодействие в контактной зоне [Текст] / А.И. Траутваин // Международная научно-практическая конференция «Инновационные материалы и технологии» (XX научные чтения). - Белгород, 2011. - С. 139-143.

11. Траутваин, А.И. Особенности механоактивированных минеральных порошков [Текст] / А.И. Траутваин, В.В. Ядыкина, A.M. Гридчин // Строительные материалы. - 2011. - № 11. - С. 32-34.

ТРАУТВАИН Анна Ивановна

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 25.05.12. Формат 60Х 84 1/16. Усл. печ. л. 1,3. Уч.-изд. л. 1,4. Тираж 110 экз. Заказ 4295

Отпечатано в типографии ООО «КОНСТАНТА» 308023, г. Белгород, ул. Менделеева, 6

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Траутваин, Анна Ивановна

Введение

1. Состояние вопроса

1Л. Использование дисперсного сырья в производстве асфальтобетона и других строительных композитов

1.2. Анализ способов измельчения и помольного оборудования для приготовления минеральных порошков

1.3. Процессы, происходящие при механической активации

1.4. Применение механоактивированных минеральных порошков для производства асфальтобетона

1.5. Методы оценки реакционной способности минеральных порошков после помола

2. Объекты и методы исследований

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Технические характеристики помольного оборудования

2.3. Методы исследований

2.3.1. Определение характеристик сырьевых материалов

2.3.2. Исследование свойств минеральных порошков и взаимодействия в системе «наполнитель - вяжущее»

2.3.3. Определение физико-механических характеристик асфальтобетона

3. Изменение свойств дисперсных материалов в процессе помола в различных агрегатах

3.1. Исследование параметров, обеспечивающих эффективную работу помольного оборудования

3.2. Влияние вида мельниц на размолоспособность минерального сырья

3.3. Изменение гранулометрического состава наполнителя, измельченного в различном помольном оборудовании

3.4. Изменение реакционной способности минеральных порошков в процессе помола

3.4.1. Влияние механоактивации на концентрацию активных центров на поверхности свежеизмельченных наполнителей

3.4.2. Изменение активности поверхности наполнителей при различных условиях хранения после помола

3.4.3. Особенности формы частиц, получаемых в процессе измельчения

3.4.4. Аморфизация поверхности кремнеземсодержащих материалов при диспергировании 99 Выводы

4. Управление процессами формирования и качеством асфальтобетона за счет механоактивации минеральных материалов

4.1. Зависимость процессов взаимодействия в зоне контакта «наполнитель - вяжущее» и физико-механических характеристик асфальтовяжущего от реакционной способности механоактивированных наполнителей.

4.1.1. Влияние механоактивации минеральных порошков на взаимодействие с битумом и структурообразование асфальтовяжущего

4.1.2. Физико-механические характеристики асфальтовяжущего на наполнителях, активированных в различных помольных агрегатах

4.2. Получение асфальтобетона высокого качества с учетом изменения реакционной способности механоактивированных минеральных порошков

4.2.1. Влияние характеристик механоактивированных дисперсных материалов на свойства асфальтобетона

4.2.2. Взаимосвязь физико-механических характеристик асфальтовяжущего и асфальтобетона с показателями, характеризующими реакционную способность механоактивированных минеральных порошков

Выводы

5. Исследование влияния природы материалов и режимов их измельчения на свойства асфальтобетона методом математического планирования эксперимента

5.1. Анализ регрессивных зависимостей

5.2. Исследование влияния варьируемых факторов на прочность асфальтобетона

5.3. Зависимость водостойкости асфальтобетона от варьируемых факторов 164 Выводы

6. Производственные испытания и экономическая эффективность применения механоактивированного минерального порошка из отходов ММС в асфальтобетоне

Введение 2012 год, диссертация по строительству, Траутваин, Анна Ивановна

Расширить номенклатуру сырья, применяемого в качестве наполнителя для асфальтобетона, позволит использование нетрадиционного минерального материала, в том числе кремнеземсодержащего. Однако имеющееся сырье зачастую не отвечает нормативным требованиям, что вынуждает использовать различные технологии его обработки, которые могли бы повысить показатели готовой продукции. Одним из путей реализации этой задачи является придание дисперсному материалу структурной нестабильности или активности. Это возможно через управление процессами переработки сырья, например, в результате измельчения, которое сопровождается механоактивацией.

Работа выполнялась в рамках НК-220П «Разработка принципов утилизации отходов горнодобывающих предприятий в дорожном строительстве» (2009-2011) и по государственному заданию Министерства образования и науки РФ, шифр 7.4049.2011.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- исследовать взаимодействие механоактивированных минеральных порошков с битумом и разработать составы эффективных асфальтобетонов с их использованием;

- оценить влияние механоактивации дисперсного сырья на физико-механические характеристики асфальтобетона;

- провести технико-экономическое обоснование, подготовить нормативные документы, провести промышленную апробацию результатов исследований.

Научная новизна. Установлен характер изменения удельной поверхности, формы и рельефа, концентрации активных поверхностных центров, степени аморфизации дисперсных материалов в зависимости от их генезиса и способа воздействия мелющих тел, что отражается на реакционной способности наполнителей и позволяет управлять процессами структурообразования органоминеральных композитов. Полученные результаты показали, что наиболее реакционноспособными становятся наполнители метаморфогенного происхождения, измельчение которых происходило при ударном воздействии мелющих тел на материал, что реализуется в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах.

Практическая значимость. Определен наиболее эффективный помольный агрегат и рациональное время помола, а также время и условия хранения после помола минеральных порошков для обеспечения активного взаимодействия с органическим вяжущим.

Предложена технологическая схема производства механоактивированного минерального порошка на асфальтобетонном заводе, что позволит расширить ~ использование техногенного сырья в составе дорожно-строительных материалов, а также снизить затраты на строительство и эксплуатацию покрытий автомобильных дорог.

Для широкомасштабного внедрения результатов научно-исследовательской работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработан технологический регламент на производство асфальтобетонных смесей II-III марок с применением механоактивированного минерального порошка из отходов ММС.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на Международной научно-практической конференции молодых ученых «Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации транспортных сооружений» БГТУ им. В. Г. Шухова (Белгород, 2009); Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010); Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ХНАДУ и дорожно-строительного факультета (Харьков, 2010); ежегодной научной сессии: «Ассоциация исследователей асфальтобетона» (Москва, 2011); V Международном студенческом форуме «Образование, наука, производство» (Белгород, 2011); X и XI Всероссийских выставках научно-технического творчества молодежи НТТМ (Москва, 2010 и 2011); VIII Международной научно-практической конференции «Пространство и время - система координат развития человечества» (Киев, 2011); Международной научно-практической конференции «Инновационные материалы и технологии» (XX научные чтения) (Белгород, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений. Содержит 230 страниц машинописного текста, включающего 48 рисунков и фотографий, 38 таблиц, библиографический список из 219 наименований, 5 приложений.

Заключение диссертация на тему "Асфальтобетон с использованием механоактивированных минеральных порошков на основе кремнеземсодержащего сырья"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлен характер изменения удельной поверхности, формы и рельефа частиц, концентрации активных поверхностных центров, степени аморфизации дисперсных материалов в зависимости от их генезиса и способа измельчения, что отражается на реакционной способности наполнителей и позволяет управлять процессами структурообразования органоминеральных композитов. Полученные результаты показали, что наиболее реакционноспособными становятся наполнители метаморфогенного происхождения, измельчение которых происходило при ударном воздействии мелющих тел на материал, что реализуется в шаровой планетарной и струйной противоточной мельницах.

4. Установлены закономерности изменения активности дисперсных материалов в различных условиях их хранения после помола. Показано, что количество активных центров на поверхности наполнителя наиболее интенсивно снижается в первые 30 мин пребывания на воздухе и достигает минимального значения через 1-3 ч, после чего стабилизируется. При этом падение активности, связанное с гидратацией поверхности, в значительной степени зависит от влажности окружающей среды.

7. Разработан технологический регламент на производство асфальтобетонных смесей с применением механоактивированного минерального порошка из отходов ММС, на основании которого предложена технологическая схема по дооборудованию завода помольным агрегатом. Получено решение о выдаче патента на изобретение «Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси» (№ заявки 2010132428, дата приоритета 02.08.2010). На основе исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, выпущена опытная партия асфальтобетонной смеси, которая использована при реконструкции покрытия автомобильной дороги Белгород - Павловск. Результаты работы внедрены в учебный процесс.

183

Библиография Траутваин, Анна Ивановна, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Технология бетонов, строительных изделий и конструкций Текст.: учебник / Ю.М. Баженов [и др.]. М.: Изд-во АСВ, 2006. - 235 с.

2. Наполнители для полимерных композиционных материалов Текст.: справочное пособие: [пер. с англ.] / под ред. Бабаевского П.Г. М.: Химия, 1981.-736 с.

3. Цементные бетоны с минеральными наполнителями Текст. / Л.П. Дворкин [и др.]. Киев: Будивэльник, 1991. - 136 с.

4. Чернышов, Е.М. Развитие теории системно-структурного материаловедения и высоких технологий строительных композитов нового поколения Текст. / Е.М. Чернышов // Строительные материалы. 2011. -№7.-С. 22-24.

5. Евстигнеева, Ю.А. О перспективах применения минерального порошка в различных областях строительства Текст. / Ю.А. Евстигнеева // Технологии бетонов. 2008. - № 7. - С. 32-33.

6. Zelic, I. Efficiency of silica Fume in Concrete Текст. / I. Zelic, D. Rusic, R. Krstulovic // Ibausil: Bauhaus Univ. Weimar. - 2000. - № 2. - pp. 659-668.

7. Duval, R. Influence of silica fume, on the workability and the compressive strength of high-performance concretes Текст. / R. Duval, E.H. Kadri // Cem. and Concr. Res. 1998. - V.28 - № 4. - pp. 533-547.

8. Tabor, D. Principles of adhesion bonding in cement and concrete Текст. / D. Tabor // Adhes. Probl. Resycl. Concr. Proc. NATO Adv. Res. Inst., Saint Remy -Les. Chevreus, 25-28 Now., 1980. New York, London, 1981. - pp. 63-87.

9. Королев, И.В. Дорожный теплый асфальтобетон Текст. / И.В. Королев. Киев: Вища школа, 1975. - 156 с.

10. Дорожно-строительные материалы Текст. / И.М. Грушко [и др.]. М.: Транспорт, 1983. - 383 с.

11. Дорожный асфальтобетон Текст. / Л.Б. Гезенцвей [и др.]. М.: Транспорт, 1985. - 350 с.

12. Миронов, В.А. Улучшение качества асфальтобетона регулированием свойств сырьевых материалов Текст. / В.А. Миронов, А.И. Голубев,

13. A.Г. Тимофеев // Строительные материалы. 2007. - № 5. - С. 26-27.

14. Надыкто, Г.И. Структура и свойства асфальтовых вяжущих на основе минеральных порошков различной природы Текст. / Г.И. Надыкто,

15. B.Д. Галдина, B.C. Прокопец // Строительные материалы. 2010. - № 5.1. C. 32-36.

16. Борисенко, Ю.Г. Особенности структуры легких асфальтобетонов Текст. / Ю.Г. Борисенко, O.A. Борисенко // Строительные материалы. 2007. -№ Ю.-С. 64-65.

17. Гридчин, A.M. Дорожно-строительные материалы из отходов промышленности Текст. / A.M. Гридчин. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997.-204 с.

18. Харо, O.E. Нерудные материалы для дорожного строительства Текст. / O.E. Харо, Н.С. Левкова // Строительные материалы. 2010. - № 1. -С. 4-8.

19. Горелышев, Н. В. Материалы и изделия для строительства дорог Текст. / Н. В. Горелышев, И. Л Гурячков., Э. Р. Пинус. М.: Транспорт, 1986. -288 с.

20. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение Текст.: учеб. пособие для строит, спец. вузов. М.: Высш. шк., 2002. - 701 с.

21. Прокопец, В. С. Минеральные порошки из кислых природныхматериалов Текст. / В. С. Прокопец // Дорожная держава. 2008. - № 12. -С. 72-73.

22. Комохов, П.Г. Модифицированный цементный бетон его структура и свойства Текст. / П.Г. Комохов, H.H. Шангина // Цемент и его применение. -2002.-№ 1.-С. 43-46.

23. Бенштейн, Ю. И. Оценка эффективности кремнезёмистых добавок, вводимых в высокощелочной цемент для предотвращения внутренней коррозии бетона Текст. / Ю. И. Бенштейн, Н. С. Панина, JI. А. Ершова // ЖПХ. 1987. -№2.-С. 349-355.

24. Нестеров, В.Ю. Бесщелочная активация шлаков Текст. /

25. B.Ю. Нестеров, Е.А. Осипова, A.B. Говрилова // Химия. 2000. - № 3. - С. 22.

26. Ушеров-Маршак, A.B. Добавки в бетон: прогресс и проблемы Текст. / A.B. Ушеров-Маршак // Строительные материалы. 2006. -№ 10.-С. 8-12.

27. Сычев, М.М. Роль бренстедовских кислотных центров в процессах гидратации портландцемента Текст. / М.М. Сычев, E.H. Казанская, A.A. Петухов // Известия вузов. Строительство. 1987. - № 10. - С. 85-88.

28. Сулименко, JI.M. Агломерационные процессы в производстве строительных материалов Текст. / Л.М. Сулименко, Б.С. Альбац. Москва, 1994.-297 с.

29. Комохов, П.Г. Нанотехнология, структура и свойства бетона Текст. // Третья международная научно-практическая конференция «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии». Ростов-на-Дону, 2004. - т. 1.1. C. 265-267.

30. Айлер, Р. Химия кремнезема Текст.: [пер. с англ.] / Р. Айлер. М.: Мир, 1982.-4.2.-712 с.

31. Комохов, П.Г. Управление свойствами цементных смесей природой наполнителя Текст. / П.Г. Комохов, Л.Б. Сватовская, H.H. Шангина, А.П. Лейкин // Известия вузов. Строительство. 1997. - № 9. - С. 51-54.

32. Шангина, H.H. Прогнозирование физико-механических характеристик бетонов с учётом донорно-акцепторных свойств поверхности наполнителей изаполнителей Текст.: Автореф. дис. . докт. техн. наук / Н.Н. Шангина. -Санкт-Петербург, 1998. 45 с.

33. Ядыкина, В.В. Управление процессами формирования и качеством строительных композитов с учетом состояния поверхности дисперсного сырья Текст.: монография / В.В. Ядыкина. М.: Изд-во АСВ, 2009. - 374 с.

34. Ядыкина, В.В. Механоативация наполнителей для производства дорожного цементобетона Текст. / В.В. Ядыкина, В. А. Гричаников, Е.А. Лукаш, Р. В. Лесовик // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2005. - № 9. -С. 438-441.

35. Бутт, Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов Текст. / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашов. М.: Стройиздат, 1983. - 246 с.

36. Peterson, J.C. Molecular interaction of asphalt in the asphalt aggregate interface région Текст. / J.C. Peterson, E.K. Ensley, F.A. Barbour // Transp. Res. Rec.- 1984.-№515.-pp. 67-68.

37. Кургузиков, A.M. Разработка и исследование пружинных аппаратов для измельчения и активации строительных материалов Текст.: Дис. . канд. техн. наук / А. М. Кургузиков. Могилев, 1995. - 283 с.

38. Башкирцев, А.А. Анализ эффективности машин для тонкого измельчения строительных материалов Текст. / А.А. Башкирцев // Определение рациональных параметров дорожно-строительных машин: сб. науч. тр. МАДИ. М.: Изд-во МАДИ, 1986. - вып. 23. - С.122- 124.

39. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов Текст. / Н.Ф. Еремин. М.: Высш. шк., 1986. - 280 с.

40. Вердиян, М.А. Новые принципы анализа и расчета процессов и аппаратов измельчения Текст. / М. А. Вердиян, В. В. Кафаров // Цемент. -1982.-№ 10.-С. 6-9.

41. Кафаров, В.В. Состояние и перспективы комплексных системных исследований процессов измельчения сыпучих материалов Текст. / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, С.Ю. Арутюнов // Журнал ВХО им. Менделеева. -1988. т. XXXIII. - № 4. - С. 362-373.

42. Уваров, В. А. Процессы в производстве строительных материалов и изделий Текст. / В.А. Уваров, И.А. Семикопенко, Г.И. Чемеричко. Белгород: Изд. БелГТАСМ, 2002. - 121 с.

43. Сиденко, П.М. Измельчение в химической промышленности Текст. / П.М. Сиденко. М.: Химия, 1977. - 368 с.

44. Мошковский, E.H. Тонкое диспергирование абразивных материалов. Свойства и применение дисперсных порошков Текст. / E.H. Мошковский,

45. A.Б. Лященко. Киев, 1986. - С. 84-91.

46. Кузнецов, A.B. Активация твердения цементов разрядно-импульсным воздействием Текст. / A.B. Кузнецов, М.С. Гаркави, O.K. Мельчаева, Е.М. Нуриева // Строительные материалы. 2011. - № 11. - С. 29-31.

47. Колобердин, В.И. Кинетика активации минерального сырья при его механической обработке Текст. / В.И. Колобердин // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1986. - вып.9. - С. 122-125.

48. Севостьянов, B.C. Совершенствование помольных агрегатов с использованием предизмельчения Текст. / B.C. Севостьянов, B.C. Богданов,

49. B.C. Платонов, В.В. Пироцкий, O.A. Лебедев, A.A. Романович // Цемент. -1990.-№2.-С. 9-12.

50. Горобец, Л.Ж. Обоснование механизмов и эффектов механоактивации при струйном измельчении Текст. / Л.Ж. Горобец, А.И. Егурнов, В.В. Гаевой // Новые огнеупоры. 2004. - № 5. - С. 49-50.

51. Болдырев, В.В. Механические методы активации неорганических веществ Текст. / В. В. Болдырев // Журнал ВХО им. Менделеева. 1988. -т. XXXIII. - № 4. - С. 374-383.

52. Дугуев, C.B. Тонкое и сверхтонкое измельчение путь к нанотехнологиям Текст. / C.B. Дугуев, В.Б. Иванова // Строительные материалы. - 2007. - № 5. - С. 29-31.

53. Прокопец, B.C. Механоативационная технология получения минерального вяжущего на основе кислых зол ТЭЦ Текст. / B.C. Прокопец, Е.А. Бедрин. Омск: СибАДИ, 2003. - 101 с.

54. Богданов, B.C. Повышение эффективности работы шаровых барабанных мельниц Текст. / B.C. Богданов, Ю.М. Фидин, С.С. Латышев, Д.В. Богданов, O.P. Соловьев // Строительные и дорожные машины. 2006. -№ 11.-С. 20-22.

55. Меренцова, Г.С. Повышение эффективности использования местного сырья и отходов промышленности Западной Сибири Текст. / Г.С. Мепенцова,

56. A.О. Хребто // Повышение качества материалов дорожного и строительного назначения. ОМСК: Изд-во СибАДИ, 2001. - С. 15-21.

57. Комар, А.П. Об эффективности использования твердых и жидких отходов промышленности в строительстве Текст. / А.П. Комар, В.И. Римшин,

58. B.И. Степенов и др. // Строительные материалы. 1997. - № 1. - С.5.

59. Кушка, В.Н. Измельчительный комплекс КИ нового поколения Текст. / В.Н. Кушка // Строительные материалы. 2010. - № 7. - С. 68-69.

60. Бардовский, А.Д. Центробежная планетарная мельница Текст. / А.Д. Бардовский // Каталог научно-технических разработок. М.: МГТУ, 1999.-С. 100-103.

61. Kennedy, Т. Prevention of water damage in asphalt mixtures Текст. / T. Kennedy // Eval. and Prev. water Damage Asphalt Pavement Mater.: Symp., Williamsburg, Va. 12 Dec., 1984. Philadelphia, Pa. - 1985. - pp. 119-133.

62. Кочиев, В.Г. Планетарные мельницы для тонкого и сверхтонкого помола Текст. / В.Г. Кочиев, С.А. Симакин // Горный журнал. 1997. - № 3.1. С. 47-79.

63. Крейнин, Г.В. Кинематика, динамика и точность механизмов: Справочник Текст. / Под ред. Г.В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1984. -224 с.

64. Летин, Л.А. Среднеходные и тихоходные мельницы Текст. / Л.А. Летни, К.Ф. Роддатис. М.: Энергоиздат, 1981. - 360 с.

65. Синица, Е.В. Центробежный помольно-смесительный агрегат для производства композиционных материалов Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Е.В. Синица. Белгород, 2009. - 22 с.

66. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты промышленности строительных материалов, изделий и конструкций Текст. / Н.Ф. Еремин. М.: Высшая школа, 1986.-280 с.

67. Юсупов, Т.С. О новых возможностях центробежных мельниц при тонком измельчении руд Текст. / Т.С. Юсупов, Е.А. Кириллова, Л.П. Пантюков // Дезинтеграторная технология: тезисы докл. VIII Всесоюзного семинара.-Киев, 1991.-С. 15-16.

68. Лотов, В.А. Нанодисперсные системы в технологии строительных материалов и изделий Текст. / В.А. Лотов // Строительные материалы. 2006. -№ 8. - С. 5-8.

69. Богданов, B.C. Снижение энергоемкости процесса измельчения Текст. / B.C. Богданов, B.C. Платонов, Н.С. Богданов // Цемент. 1984. -№ 12. - С. 7-9.

70. Вайсберг, Л.А. Вибрационная дезинтеграция как основа энергосберегающих технологий при переработке полезных ископаемых Текст. / Л.А. Вайсберг, Л.П. Зарогатский, А.Н. Сафронов // Обогащение руд. -2001.-№ 1.-С. 5-10.

71. Бабаков, И.М. Теория колебаний Текст. / И.М. Бабаков. М.: Дрофа, 2004. - 59 с.

72. Блехман, И.И. Вибрационная механика Текст. / И.И. Блехман. М.: Наука, 1997.-397 с.

73. Дабижа, А.А.Вибрационное измельчение порошков оксидов А1203 Текст. / A.A. Дабижа, Л.П. Иванова, В.А. Котляроп // Порошковая металлургия. 1990. - № 8. - С. 6-9

74. Франчук, В.П. Исследование влияния технологической нагрузки на динамику вибрационных машин Текст. / В.П. Франчук, A.B. Анциферов,

75. A.И. Егурпов // Обогащение руд. 2001. - № 21. - С. 27-32.

76. Уральская, Е.В. Анализ существующих вибромельниц для тонкого измельчения материалов Текст. / Е.В. Уральская // Материалы межвузовского сборника статей. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - С. 254-258.

77. Поспелов, A.A. Экспериментальное исследование влияние типа и размера мелющих тел на скорость виброизмельчения Текст. / A.A. Поспелов, Г.Г. Михеев, С.Г. Ушаков // Процессы в зернистых средах: межвуз. сб. научн. тр. Иваново: ИХТИ, 1989. - С. 8-11.

78. Лямин, В.Н. Новые разработки энергосберегающего оборудования Текст. / В.Н. Лямин // Цемент и его применение. 1997. - № 1. - С. 24-25.

79. Марюта, А.Н. О повышении технико-экономической эффективности энергосберегающей технологии управления измельчением руд в промышленных барабанных мельницах Текст. / А.Н. Марюта // Известия вузов. Цветная металлургия. 1987. - № 3. - С. 18-29.

80. Андреев, Е.Е. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению Текст. / Е.Е. Андреев, О.Н. Тихонов. СПб: Санкт-Петербурский горный институт, 2007. - 439 с.

81. Лоскутьев, Ю.А. Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов Текст. / Ю.А. Лоскутьев,

82. B.М. Максимов, В.В. Веселовский. М.: Машиностроение, 1986. - 378 с.

83. Молчанов, В.И. Активация минералов при измельчении Текст. / В .И. Молчанов, О.Г. Селезнев, E.H. Жирнов. М.: Недра, 1988. - 208 с.

84. Севостьянов, B.C. Исследование режимов работы энергосберегающих помольных комплексов Текст. / B.C. Севостьянов, С.И. Ханин, C.JI. Колесников, А. В. Шаталов // ПСМ. Сер. 9. Стекольная промышленность. Экспресс-обзор. 1998. - вып. 1-2. - С. 12-18.

85. Патент RU № 2168361, В 02 С 13/22. Дезинтегратор Текст. / Севостьянов B.C., Богомолов A.A., Гендриксон В.В. № 99116424; заявлено 28.07.1999; опубликовано 20.06.2001, Бюллетень № 16-01.

86. Пат. 2277973 Российская Федерация, В 02С 17/08. Помольно-смесительный агрегат Текст. / Гридчин A.M., Севостьянов B.C., Лесовик B.C., [и др.]; заявитель и патентообладатель ООО «ТК РЕЦИКЛ». -№ 2008109444/03; заявл. 20.09.09; опубл. 20.02.10, Бюл. № 17.

87. Артамонов, А. В. Свойства цемента центробежно-ударного измельчения Текст. / А. В. Артамонов // П-е Международное совещание по химии и технологии цемента: Стендовые доклады. М.: Изд-во РХТУ, 2000. -т. З.-С. 157-160.

88. Кащеев, И. Д. Сравнение свойств порошков электроплавильного корунда, полученных в вибрационной и струйной мельницах Текст. / И.Д. Кащеев, К.Г. Земляной // Химические технологии. 2004. - № 8. -С. 10-14.

89. Ильин, А.П. Механохимическое активирование глинозема Текст. / А.П. Ильин, Ю.Г. Широков, В.Ю. Прокофьев // Неорганические материалы. -1995.-№7.-С. 933-936.

90. Арсентьев, В.А. Механическая активация минерально-органических порошков на вибрационной мельнице Текст. / В.А. Арсентьев, Л.Ф. Биленко, Л.А. Вайсберг // Обогащение руд. 2006. - № 5. - С. 3-6.

91. Урханова, Л.А. Твердофазные реакции с учетом активационных процессов при производстве строительных материалов Текст. / Л.А. Урханова, А.Э. Содномов // Вестник ВСГТУ, серия «Технические науки». Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. - № 3. - С. 42^6.

92. Сулименко, Л.М. Силикатные материалы и изделия на основе активированных известково-кремнеземистых вяжущих композиций:монография Текст. / Л.М. Сулименко, Л.А. Урханова. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007.-312 с.

93. Коренюгина, Н.В. Измельчительное оборудование ИТП «ТехПрибор» в производстве материалов для дорожного строительства Текст. / Н.В. Коренюгина // Нерудные строительные материалы. 2008. - № 8. -С. 21-23.

94. Бобков, С.П. Механическая активация твердых тел с целью интенсификации гетерогенных процессов Текст.: Дис. . докт. техн. наук / С.П. Бобков. Москва, 1992. - 280 с.

95. Ходаков Г. С. Физика измельчения Текст. / Г. С.Ходаков. М: Наука, 1972.-307 с.

96. Сулименко, Л. М. Фзико-химические основы структурообразования в портландцементных сырьевых смесях Текст.: Автореф. дис. . докт. техн. наук / Л. М. Сулименко. Москва, 1989. - 35 с.

97. Бутягин, П.Ю. Энергетические аспекты механохимии // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1987. - вып.5. - № 17. - С. 48-59.

98. Аввакумов, Е Г. Механические методы активации химических процессов Текст. 2-е изд., перерабю и доп. - Новосибирск: Наука, 1986. -306 с.

99. Колосов, A.C. Некоторые вопросы моделирования и оценки энергетической эффективности процессов измельчения твердых тел Текст. / A.C. Колосов // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1985. - вып.1. - № 2. -С. 26-39.

100. Редькина, Н.И. Механохимическое модифицирование структуры и активирование окислов свинца Текст. / Н.И. Редькина, Г.С. Ходаков // Коллоидный журнал. 1976. - т. 38. - № 3. - С. 596-600.

101. Радциг, В.А. Исследование химически активных центров на поверхности кварца методом ЭПР Текст. / В.А. Радциг, А.Е. Быстриков // Кинетика и катализ. 1978. - т. 19. -№ 3. - С. 713-718.

102. Бобышев, A.A. Силановые группы на поверхности механическиактивированного диоксида кремния Текст. / A.A. Бобышев, В.А. Радциг // Кинетика и катализ. 1988. - т. 29. -№ 3. - С. 638-647.

103. Юсупов, Т.С. Технологические аспекты механического активирования минерального сырья Текст. / Т.С. Юсупов, В.Е. Истомин, Т.А. Корнева [и др.] // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. Наук. 1983. - вып.6. -№ 14.-С. 3-8.

104. Шапкин, B.J1. Особенности фазовых переходов при механической обработке Текст. / В.Л. Шапкин, Е.А. Гольдберг, И.Д. Жанаев // Тезисы докладов XI Всес. Симп. по механоэмиссии и механохимии твердых тел. -1990. т. 1.-С. 18-20.

105. Jen, T.F. Investigation of the structure of petroleum asphaltenas by X-Ray diffraction Текст. / T.F. Jen, J.G. Erdman, S.S. Pollack // Analytical Chemistry. -1981.-Vol. 33. -№ 11.-pp. 1587-1594.

106. Елесин, В.Ф. О механизме образования скоплений дефектов в твердых телах Текст. / В.Ф. Елесин // Докл. АН СССР. 1988. - т. 298. -С.1377-1379.

107. Martines-Fernandes, M. Dislocation at grain binderies in deformed silicon Текст. / M. Martines-Fernandes, H. Kirchner, A. Korner, et al. // Philos. Mag. -1977. v. 56. - № 5. - pp. 641-648.

108. Ходаков, Г.С. Физико-химическая механика измельчения Текст. / Г.С. Ходаков // Дезинтеграторная технология: тезисы докл. V Всесоюзного семинара. Таллин, 1987. - С. 20-21.

109. Бортников, A.B. Измельчение и активация твердых материалов в энергонапряженных аппаратах Текст. / A.B. Бортников, А.Д. Самуков, В.В. Беликов // Обогащение руд. 2006. - № 21. - С. 6-9.

110. Лухонин, М.В. Механохимический синтез муллита из вторичных минеральных ресурсов Текст. / М.В. Лухонин, С.И. Павленко, Е.Г. Авакумов // Огнеупоры и техническая керамика. 2003. - № 6. - С. 39—42.

111. Пилипенко, А.Т. Изменение физико-химических свойств поверхности слоистых силикатов и цеолитов в механохимических процессах Текст. /

112. A.Т. Пилипенко, Б.Ю. Корнилович // Дезинтеграторная технология: тезисы докл. V Всесоюзного семинара. Таллин, 1987. - С. 82 - 84.

113. Гричаников, В.А. Мелкозернистые дорожные бетоны с наполнителями из техногенного сырья Текст.: Дис. . канд. техн. наук /

114. B.А. Гричаников. Белгород, 2005. - 212 с.

115. Dombrowsky, К. Untersuchungtn zu Alkali-Carbonat Текст. / К. Dombrowsky // bzw. Flrali-Dolomit-Reaction an Gesteinsmaterialien. ZKG INTERNATIONAL. 2006. - № 9. - pp. 79-87.

116. Дворкин, JI.И. Активация зольного наполнителя цементных бетонов Текст. / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин // Известия вузов. Строительство. -1998. -№ 11.-С. 46-50.

117. Araki, S. Refractory Industry in Japan and the Japan Refractories Association / S. Araki // Taikabutsu overseas. 1999. - vol. 19. - № 2. - pp. 54-56.

118. Самодуров, С.И. Асфальтобетон с активированным минеральным наполнителем Текст. / С.И. Самодуров, Г.А. Растегаева // Проектирование и строительство автомобильных дорог и мостов в Сибири, Томск. 1992.1. C. 106-112.

119. Сотникова, В.Н. Совершенствование метода физико-химической активации минеральных порошков Текст. / В.Н. Сотникова, Л.Б. Гезенцвей // Автомобильные дороги. 1977. - № 6. - С. 20-24.

120. Турбин, B.C. Получение активированного минерального порошка из золошлаковых отходов ТЭЦ для приготовления асфальтобетона Текст. /

121. B.C. Турбин, В.П. Лаврухин // Строительные материалы. 1993. - № 2.1. C. 20-21.

122. Лесовик, В. С. Минеральные порошки для асфальтобетонов на основе кварцевого песка Текст. / B.C. Лесовик, B.C. Покопец, П.А. Болдырев // Строительные материалы. 2005. - № 8. - С. 44-45.

123. Штайнике, И. Механически индуцированная реакционная способность кварца и ее связь с реальной структурой Текст. / И. Штайнике // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1985. - № 8 - вып. 3. - С. 40-47.

124. Прокопец, B.C. Получение минерального порошка из местного сырья на АБЗ Текст. / B.C. Прокопец // Наука и техника в дорожной отрасли. 1997. -№2.-С. 22-23.

125. Баев, B.C. Установка для дезинтеграции и активирования в технологии строительных материалов Текст. / B.C. Баев // 13 Международныйсеминар АТАМ «Строительные и отделочные материалы. Стандарты 21 века». -Новосибирск: НГАСУ, 2006. т. 2. - С. 154-156.

126. Иванова Т.Л. Модификация дорожного асфальтобетона резиновыми порошками механоактивационного способа получения Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Т.Д. Иванова. Улан-Удэ, 2009. - 19 с.

127. Ходаков, Г.С. Сорбционная механохимия твердых неорганических материалов Текст. / Г.С. Ходаков // Коллоидный журнал. 1994. - № 1. -С. 114-128.

128. Молчанов, В.И. Физические и химические свойства тонкодисперсных минералов Текст. // В.И. Молчанов, Т.С. Юсупов. М.: Недра, 1981.- 160 с.

129. Лаптева, Е.С. Физико-химические изменения материалов в процессе механической активации Текст. / Е.С. Лаптева, Т.С. Юсупов, А.С. Бергер. -Новосибирск: Наука, 1981. 88 с.

130. Болдырев, В.В. Исследования по механохимии твердых веществ Текст. /В.В. Болдырев // Механохимический синтез в неорганической химии: сб. Новосибирск: Наука, 1991. - С. 38-59.

131. Matsumoto, A. Fabrication of Ti-Zr-Ni bulk quasicrystal by mechanical alloying and pulse current sintering Текст. / A. Matsumoto, K. Kobayashia, T. Nishioa, K. Ozaki // J. Alloys and Compounds. 2007. - V. 434—435. -pp. 315-318.

132. Bakker, H. Prediction of phase transformations in intermetallic compounds induced by milling Текст. / H. Bakker, G.F. Zhou, H. Yang // Mater. Sci. Forum. 1995. - V. 179-181. - pp. 47-52.

133. Колесников, С.Л. Агрегаты высокого давления для измельчения и дезагломерации кремниземистых материалов Текст.: Дис. . канд. техн. наук /

134. С. Л. Колесников. Белгород, 2000. - 232 с.

135. Жуков, В.П. Влияние истирающего воздействия на измельчение материала Текст. / В.П. Жуков // Теоретические основы химической технологии. 1993. - т. 27. - № 2. - С. 1-3.

136. Косякова, В.А. Разработка вихревого электромагнитного аппарата для измельчения сыпучих материалов Текст.: Дис. . канд. техн. наук / В.А. Косякова. М., 1982. - 115 с.

137. Maurice, D.R. Modeling of mechanical alloying. II. Development of computational modeling programs Текст. / D.R. Maurice, Т.Н. Courtney // Metall. Mater. Trans. A. 1995. - № 9. - pp. 2431-2435.

138. Шелехов, E.B. Компьютерное моделирование процесса механического сплавления в шаровых мельницах. Кинетика движения мелющих тел и расчет температуры мелющей среды Текст. / Е.В. Шелехов, Т.А. Свиридова // Материаловедение. 2008. - № 2. - С. 10-22.

139. Шелехов, Е.В. Моделирование движения и разогрева шаров в планетарной мельнице. Влияние режимов обработки на продукты механоактивации смеси порошков Ni и Nb Текст. / Е.В. Шелехов, Т.А. Свиридова // Материаловедение. 1999. - № 10. - С. 13-22.

140. Герасимов, К.Б. Измерение фоновой температуры при механическом сплавлении в планетарных центробежных мельницах Текст. / К.Б. Герасимов, А.А. Гусев, В.В. Колпаков, Е.Ю. Иванов // Сибирский хим. журнал. 1991. -№ 3.- С. 140-145.

141. Oshio, A. Properties of Concrete Containing Mintral Powders Текст. / A. Oshio, T. Sone, A. Matsui // Cement Association of Japan Rewiev. 1987. -pp. 114-117.

142. Хайнике, Г. Трибохимия / Г. Хайнике. М.: Мир, 1987. - 575 с.

143. Корнеев, Н.И. Химия и технология алюмоорганических соединений Текст. / Н.И. Корнеев. М: Изд-во «Химия», 1979. - 256 с.

144. Salimon, A.I. Preparation and analysis of quasicrystalline phases by high energy ball milling and X-ray diffraction Текст. / A.I. Salimon, A.M. Korsunsky, E.V. Shelekhov, T.A. Sviridova // Mater. Sci. Forum. 2000. - pp. 676-681.

145. Никишин, Г.И. Оксоалкилирование пиразина метилциклоалканолами в условиях механической активации Текст. / Г.И. Никишин, JI.A. Сокова,

146. B.Д. Махаев // Химия гетероциклических соединений. 2002. - № 4.1. C. 554-561.

147. Eckert, J. Quasicrystal formation and phase transitions by ball milling Текст. / J. Eckert, L. Schultz, K. Urban // Mater, sci. and eng. 1991. -pp. 393-397.

148. Будников, П.П. Реакции в смесях твердых веществ Текст. / П.П. Будников, A.M. Гинстлинг. М.: Стройиздат, 1971. - 488 с.

149. Бутягин, П.Ю. 1-я международная конференция по механохимиии Текст. / П.Ю. Бутягин, A.M. Дубинская // Коллоидный журнал. 1994. - № 1. -С. 135-141.

150. Гуревич, Б.И. Влияние условий механической активации на вяжущие свойства диопсида Текст. / Б.И. Гуревич, A.M. Калинкин, Е.В. Калинкина,

151. B.В. Тюкавкина // Строительные материалы. 2006. - № 7. - С. 28-31.

152. Колбанев, И.В. Изучение процесса диспергирования кварца методом ЭПР Текст. / И.В. Колбанев, П.Ю. Бутягин // Механоэмиссия и механохимия твердых тел: сб. докладов. 1974. - С. 215-218.

153. Веригин, Ю.А. Разработка и создание аппаратов для приготовления стройматериалов на основе анализов процессов активации дисперсных сред Текст.: Дис. докт. техн. наук / Ю.А.Веригин. М.: МИСИ, 1990. - 322 с.

154. Суханов, A.C. Получение активированного минерального порошка в центробежно-ударной мельнице Текст. / A.C. Суханов, А.П. Лупанов,

155. A.B. Силкин, Т.Н. Кондратьева // Строительные материалы. 2009. - № 11. -С. 12-14.

156. Прокопец, B.C. Математическая модель эффективности механоактивационных процессов в строительных материалах Текст. /

157. B.C. Прокопец, Г.Л. Иванова // Строительные материала, оборудование и технологии XXI века. 2005. - № 8. - С. 71-72.

158. Прокопец, B.C. Механоактивация сырья для дорожного строительства Текст. / B.C. Прокопец // Мир дорог. 2009. - № 3. - С. 68-70.

159. Гуревич, Б.И. Влияние условий механической активации на вяжущие свойства диопсида Текст. / Б.И. Гуревич, Е.В. Калинкина // Строительные материалы. 2006. - № 7. - С. 28-31.

160. Чернышов, Е.М. Измельчение и физико-химическая активность сырьевых компонентов в технологии строительных материалов Текст. / Е.М. Чернышов, М.И. Беликова // Изв. вузов. Строительство. 1993. - № 3.1. C. 37-41.

161. Чернышов, Е.М. Механохимические эффекты влияния способов подготовки сырьевой смеси на процессы структурообразования и качество силикатных автоклавных материалов Текст. / Е.М. Чернышов,

162. Н.Д. Потамошнева // Вестник центрального регионального отделения РААСН. 2005. - вып.4. - С. 3-12.

163. Гридчин, A.M. Повышение эффективности дорожных бетонов путем использования заполнителя из анизотропного сырья Текст.: Автореф. дис. . докт. техн. наук / A.M. Гридчин. Москва, 2002. - 47 с.

164. Лесовик, B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород Текст.: Автореф. дис. . докт. техн. наук / B.C. Лесовик. Москва, 1997. - 33 с.

165. Лесовик, Р.В. Мелкозернистые бетоны для дорожного строительства с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Текст.: Дис. . канд. техн. наук / Р.В. Лесовик. Белгород: Бел-ГТАСМ, 2002. -238 с.

166. Шейнин, A.M. Цементобетон для дорожных и аэродромных покрытий Текст. / А. М. Шейнин. М.: Транспорт, 1991. - 151 с.

167. Ядыкина, В.В. Влияние физико-химической обработки на реакционную способность кварцевого заполнителя при формировании цементно-песчаных бетонов Текст.: Дис. . канд. техн. наук / В.В. Ядыкина. Белгород, 1987. -211с.

168. Вернигорова, В.Н. Современные методы исследования свойств строительных материалов Текст.: учебное пособие / В.Н. Вернигорова, Н.И. Макридин, Ю.А. Соколова. М.: Изд-во АСВ, 2003. - 204 с.

169. Шлыков В.Г. Рентгеновский анализ минерального состава дисперсных грунтов Текст. / В.Г. Шлыков. М.: ГЕОС, 2006. - 176 с.

170. Рогов, В.А. Методика и практика технических экспериментов Текст.: учебное пособие для вузов / В. А. Рогов, Г. Г. Позняк. М.: Академия, 2005. -283 с.

171. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента Текст. / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. Минск: Изд-во БГУ, 1982. - 302 с.

172. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов Текст.: учебник для вузов / В. Г. Блохин [и др.]. М.: Радио и связь, 1997.-232 с.

173. Болдырев, В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ Текст. / В.В. Болдырев. Новосиборск: Наука, 1983. -65 с.

174. Терликовский, Е.В. Использование механической активации для модифицирования неорганических материалов Текст. / Е.В. Терликовский, В.Ю. Третинник // Дезинтеграторная технология: тезисы докл. V Всесоюзного семинара. Таллин, 1987. - С. 27-28.

175. Смоляков, A.A. Применение высокоэнергетического диспергирования для получения нанотрубок хризотила Текст. / A.A. Смоляков, В.В. Костин // Известия вузов. Строительство. 2009. - № 2. - С. 24-30.

176. Гувен Берк. Опыт эксплуатации первой мельницы LM 56.3+3 в Турции Текст. / Гувен Берк, Ханс Адольф Фишер, Каролин Хакландер-Войвадт // Цемент Известь Гипс. 2008. - С. 36-40.

177. Ксенофонтов, И.А. Оборудование для производства минерального порошка Текст. / Ксенофонтов И.А. // Строительные материалы. 2009. -№5.-С. 90-91.

178. Лисицын, Ю.Г. Дробилки-измельчители для переработки строительных отходов Текст. / Ю.Г Лисицын // Строительные материалы. -2008.-№ 12.-С. 16-17.

179. Соломатов, В.И. Пути активации наполнителей композиционных строительных материалов Текст. / В.И. Соломатов, Л.И. Дворкин, И.М. Чудновский // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1987.l.-C. 61-63.

180. Тарасов, В.H. Теория удара в теоретической механике и ее приложение в строительстве Текст. / В.Н. Тарасов, Г.Н. Бояркин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. - 120 с.

181. Борщев, В.Я. Оборудование для переработки сыпучих материалов: учебное пособие Текст. / В.Я. Борщев, Ю.И. Гусев, М.А. Промтов [и др.]. М., 2006.-350 с.

182. Лесовик, B.C. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород Текст. / B.C. Лесовик. М.: Изд-во АСВ, 2006. - 526 с.

183. Ходаков, Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов Текст. М.: Стройиздат, 1972. - 239 с.

184. Сулименко, Л.М. Влияние размеров, формы и структуры гранул на кристаллизацию клинкерных минералов Текст. / Л.М. Сулименко // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1978. - вып. 21. - № 4. - С. 553-557.

185. Тучков, В.В. Влияние размера частиц наполнителя на прочность композитов Текст. / В.В. Тучков, В.Н. Кувшинов, В.Н. Козомазов, Л.Н. Голикова, Л.В. Ивлиева // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. 2009. - № 1. - С. 36.

186. Kanazawa, Т. Sekko to sekkai Текст. / T. Kanazawa, M. Chika, T. Zawa // Gips and Zime. 1981. - № 173. - pp. 165-170.

187. German, R.M. Surface area reduction kinetic during multiple mechanism sintez Текст. / R.M. German // Science of Sintering. 1983. - № 11. - pp. 81-83.

188. Уйбо, Л.Я. Механическая активация химических реакций при диспергировании твердых тел Текст. / Л.Я. Уйбо, А .Я. Паэ // Активная поверхность твердых тел. М., 1976. - С. 220-229.

189. Сычев, М.М. Природа активных центров и управление элементарными актами гидратации Текст. / М.М. Сычев, В.М. Сычев // Цемент. 1990. - № 5. - С. 6-10.

190. Ядыкина, В.В. Повышение качества асфальто- и цементобетона из техногенного сырья с учетом состояния его поверхности Текст.: Дис. . докт. техн. наук / В.В. Ядыкина. Белгород, 2004. - 394 с.

191. Комохов, П.Г. Роль донорно-акцепторных центров поверхности твердых фаз в технологии бетона Текст. / П.Г. Комохов, Л.Б. Сватовская, H.H. Шангина // Вестник отделения строительных наук, Москва. 1996. -вып. 2.-С. 205-210.

192. Лукаш, Е.А. Повышение эффективности бетонов за счет модифицирования поверхности напонителей из техногенного сырья КМА Текст.: Дис. . канд. техн. наук / Е.А. Лукаш. Белгород, 2008. - 204 с.

193. Einsatz, H.J. Verbesserung van Asphalteigenschaften durch Текст. / H.J. Einsatz И Bitumen. 1999. - № 1. - S. 2-8.

194. Глуховский, В. Д. Вяжущие и композиционные материалы контактного твердения Текст. / В.Д. Глуховский, Р.Ф. Рунова, C.B. Максунов. -К.: Вища школа, 1991.-243 с.

195. Ребиндер, П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия Текст. / П.А. Ребиндер. М.: Наука, 1987.-368 с.

196. Королев, И.В. Модель строения битумной пленки на минеральных зернах в асфальтобетоне Текст. / И.В. Королев // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1981. - № 8. - С. 63-67.

197. Кучма, М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве Текст. / М.И. Кучма. М.: Транспорт, 1980. - 191 с.

198. Печеный, Б.Г. Битумы и битумные композиции Текст. / Б.Г. Печеный. М.: Химия, 1990. - 259 с.

199. Ковалев, Я.Н. Активационные технологии дорожных компазиционных материалов (научно-практические основы) Текст. / Я.Н. Ковалев. Мн.: Беларуская Энцыклапедыя, 2002. - 334 с.

200. Прокопец, B.C. Производство и применение дорожно-строительных материалов на основе сырья, модифицированного механической активацией: монография Текст. / B.C. Прокопец, B.C. Лесовик. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - 264 с.

201. Киселев, В.Ф. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков Текст. / В.Ф. Киселев, О.В. Крылов. М.: Наука, 1987.-256 с.

202. Котлярский, Э.В. Строительно-технические свойства дорожного асфальтобетона Текст.: учебное пособие / Э.В. Котлярский. М., 2004. - 194 с.

203. Органические вяжущие вещества для дорожного строительства Текст. / С. К. Илиополов [и др.]. Ростов-на-Дону: ООО «Юг», 2003. - 428 с.

204. Желзко, Т.В. Структура и свойства асфальтовяжущих Текст. / ТВ. Железко, Е.П. Железко // Известия вузов. Строительство. 1997. - № 3. -С. 35^2.

205. Желзко, Е.П. Влияние вида минерального порошка на свойства асфальтобетонов Текст. / Е.П. Железко, Т.В. Касаткина // Комопозиционные строительные материалы: межвуз. научн. сб. 1990. - С. 75-78.

206. Radziszewski, Piotr. Technological ageing influence on viscosity of selected bitumens Текст. / Piotr Radziszewski, Ziolkowski Robert, Cygas Donatas // Cw. Eng. And Manag. 2003. - № 1. - pp. 20-24.

207. Соломатов, В.И. Элементы общей теории композиционных материалов Текст. / В.И. Соломатов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1980. - № 8. - С. 61-70.

208. Золотарев, В.А. О поверхностном натяжении дорожных битумов Текст. / В.А. Золотарев // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1991.-№6.-С. 58-61.

209. Горячие асфальтобетонные смеси, материалы, подбор составов смесей и строительство автомобильных дорог в Северной Америке Текст. / Е.Р. Браун и [и др.]. НАЛА, 2009. - 411 с.

210. Золотарев, В.А. Особенности смачивания битумов поверхности каменных материалов Текст. / В.А. Золотарев // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1991. - № 8. - С. 68-70.

211. Горелышев, Н.В. Эксплуатационные свойства асфальтобетона Текст. / Н.В. Горелышев // Ассоциация исследователей асфальтобетона: тез. докл. М.: МАДИ, 2000. - С. 13-15.

Похожие работы

Строительство
05.23.00