автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Асфальтобетоны на сланцезольных минеральных порошках

^ На правах рукописи

О

^С Сг;

§

О ^

ЖЕЛЕЗКО Татьяна Владимировна

АСФАЛЬТОБЕТОНЫ НА СЯАШЕЗСШЬНШ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКАХ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 1997

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете.

Научный руководитель - ЕаслунекныГ: изобретатель РС'СР,

доктор технических наук»профессор Горсхогски:. Б.А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Горелышев Н.В.

- кандидат технических наук.доцект Потапов A.B.

Ведущая организация - СоюзДорНШ, г.Ьалашха Московской

области

Защита состоится 18 июня IS97 года в 15 часов в ауд. ¿16а на заседании диссертационного совета К 063.58.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук б Саратозскси государственной технкческш университете по адресу: 4IG054,г.Саратов, ул. .Тслитехначеская ,77.

С диссертацией ¡¿окно ознакомиться ь библиотеке унлверситета.

Автореферат разослан ;.;зя ISP7 года

Ученый секретарь диссертационного совета ________В.З.Кузнецов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В нашей стране находятся крупнейшие в мире месторождения горючих сланцев, в том числе в Ловоляье, запасы которых составляют около 12 млрд. тонн. Образующийся в процессе переработки сланцев минеральный остаток является крупнотоннажным отходом и до настоящего времена способы рационального его использования в промышленных масштабах не решены. Эти проблемы являются не только экономическими, но и экологическими вследствие отчуждения земель» затрат на сооружение и содержание отвалов, загрязнения окружающей среды, со'всеми вытекающими отсюда последствиями.

Золы, образующиеся при прямом сжигании сланцев различных месторождений на ТЭЦ при температурах Ю00°С и выше, содержат свободный оксид кальция и поэтому могут эффективно-использоваться в качестве минерального вяжущего или удобрений..Прямое сжигание Поволжских сланцев, содержащих повышенное количество; серы, нецелесообразно по экологическим соображениям.

Минеральная часть, образующаяся в результате относительно низкотемпературной переработки горючих сланцев, до настоящего времени не находит рационального применения. В то ге время в Поволжском регионе наблюдается острый дефицит в минеральных пороках для асфальтобетонов.

Наилучшими для асфальтобетонов считаются порошки, полученные помолом карбонатных горных пород, известняков и доломитов. Кроме того, нормативные документы допускают также использование е качестве минеральных порошков отходов промышленности,отвечающих определенным требованиям, взамен чистых сырьевых материалов. Поэтому зесыа перспективно использование остатков от переработки Поволжских сланцев в качестве сырья для приготовления минеральных порошков для асфальтобетонов. До настоящего времени такие исследования не проводились и поэтому данная работа призвана восполнить указанный пробел. Успешное решение проблем использования сланцезолышх минеральных порошков будет способствовать более широкому применению в дорожнад стро-тельстве порошков из других отходов промышленности.

Работа-'была начата в 1984 году в рамках целевой программы ПШТ СССР О.Ц.008,"Исследование возможности использования сер-

нисгых сланцев Поволжья, твердых и жидких продуктов их переработка в дорожное строительстве", продолжена в 1986-1250 годах по программе КНТП Минвуза РСФСР "Комплексная переработка сланцев", в 1991-1995 годах проводилась по плану госбюджетных НИР СГТУ "Совершенствование структуры и расширение сырьевой базы асфальтобетонов'.'

Цель и задача исследования.

Целью работы является получение минеральных порошков стандартного качества из остатков от переработки Поволжских горючих сланцев и определение оптимальных для их использования составов асфальтобетонов.

Для достижения поставленной цели необходимо реиить следующие основные задачи:'

- оценить качество минеральных порошков, полученных из остатков от дереработгл горючих сланцев различными способами;

- определить пути а способы улучшения сеойств слачцезольных минеральных порошков;

- исследовать структуру астальтовяжущих на различных ¿шнераль-ных поропках;

- определить закономерности стр^туросбразсЕанЕЯ 'асфальтобетонов ;

- подобрать составы асфальтобетонов, позволяющие использовать сланцезолькые ¿ашераль.чые пороыка с наибольшим положительные гТекто:-:;

- осуществить апробацию результатов лабораторных исследований в производственных УСЛСЕИНХ.

Научная новизна.

Установлена зависимость стандартных свойств минеральных порошков от их структурных характеристик.

Определен механизм сгруктурообразованяя ас?альтовянущих и выявлена связь их структуры со свойствами используемых порошков.

Установлена зависимость структуры и свойств асгТальтобетоноз от характеристик используемых минеральных компонентов.

Показано, что на основе сланцезольных минеральных порошков можно получать асфальтобетоны стандартного качества.

_ з -

Практическая значимость. Разработаны рекомендаций по получению из отходов промышленности минеральных порошков, соответствующих требованиям стандарта.

Подобраны оат&чалыше составы асфальтобетонов для. порошков с повшюнндаа пористостью и модулем поверхности, что позволяет решить экономические и экологические проблемы использования промышленных отходов с одновременным удешевлением дорожного строительства.

Положения, выносимые на защиту:

- комплекс экспериментальных данных по исследованию порошков различного химико-минералогического состава и влиянию их на свойства ас^альтовяжущих и асфальтобетонов;

- закономерности изгленения свойств порошков в зависимости от технологии из:.!ельчен;:я исходного сырья;

- механизм структурообразования асфальтовяаущих на различных минеральных порошках;

- связь структуры различных асфальтобетонов со свойствами их минерально?, части;

- обоснование возможности повышения прочности асфальтобетонов при замене карбонатных порошков на порошки из отходов промышленности с высокими пористостью и модулем поверхности;

- оптимальные состава асфальтобетонов при использовании слан-цезольнкх и других порошков из отходов промышленности.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследование опубликованы в 18 работах и доложены на научно-технических конференциях СПУ в 1885-1937 гг.; на Всесоюзной конференции "Теория, производство и применение искусственных строительных конгломератов в водохозяйственном строительстве" (Ташкент,1285 г.); на республиканской конференции молодых специалистов (Кохтла-Ярве,1986 г.); на областной конференции "Особенности проектирования и строительства автомобильных дорог в условиях Северо-Запада" (Архангельск, 1988 г.); на ресяублп-

канской конференции "Ресурсосберегающие технологии, структура в свойства дорожных бетонов" (Харьков, 1989г.) ; на Всесоюзной конференций "Фундаментальные исследования и новые технологии в строительной материаловедении" (Белгород, 1989г.);на региональной конференции "Проблемы автодьрожного комплекса Саратовской области а пути ее решения" (Саратов, 1&96 г.); на ыеэду народа ой конференции "Современные проблемы строительного материаловедения" (Казань,1926 г.).

Структура и объел работы.

Лиссертаодя состоит из введения, 6 глав,, общих выводов, списка использованной литературы из 125 наименований отечественных а зарубежных источников и приложения, содержит 234 страниц машинописного текста, 41 рисунок и 28 таблиц.

Рабочая гипотеза исследований базируется на представлениях о возможности улучшения свойств асфальтовяжущих и асфальтобетонов за счет повышения модуля поверхности используемых в них минеральных г.орошкоЕ, который у порошков из отходов промышленности вше, чел у карбонатных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Было исследовано около 70 порошков различных составов и выделенных из них узких фракций, полученных из остатков от переработки горючих сланцев, ферролыди, а также карбонатных, кварцевых и других горных пород. Гранулометрический состав порошков в большинстве случаев удовлетворял требованиям стандарта, при этом свойства их различались в очень широких пределах.Порошки, полученные из остатков от переработки сланцев и других отходов прем тленности отличались повышенными, по сравнению с карбонатными, пористостью и битумоемкостью, которые во многих случаях не удовлетворяла требозанш* стандартов.

Анализ полученных данных показал, что главными факторами, определяющими величины пористости и битумоемкости минеральных лорешков являются пористость исходного сырья, а также способ его измельчения. У доропков, полученных из отходов промышленности, а также из пористых горных пород (опока, горючие сланцы) пористость и битумоешость всегда выше, чем у порошков, полученных из плотных горных пород (карбонатных, кварцевых). Дробление сырья всегда приводит к повышению этих свойств,по сравнению с •измельчением его домолсм.

Порошка, имеющие повышенные пористость и битумоеыкость,обладают, как правило, я более высокой удельной поверхностью. Поэтому для установления причин неудовлетворительного качества порошков а решения задачи доведения их свойств до нормативных требований, была проанализирована взаимосвязь этих свойств. Установлено, что отсутствует корреляция между показателей битумо-еыкости и удельной поверхностью порошков, в то ж время показатель битумоемкости связан с их пористостью.

Однако пористость порошков, уплотненных стандартным давлени-еа 40 МПа, в случае «алопрочного исходного сырья (горючие слайды и продукты низкотемпературной их переработки), является заниженной, в сравнений с показателем битумоемкости порошков. В то же время сам показатель битумоемкости не всегда дает адекватную характеристику их действительной битумоемкости - оптимальному расходу битума в асфальтовякущих. Установлено, что последний практически совпадает с с о дергание« битума, соответствушим остаточной пористости ас^альтовявущах,уплотненных под давлением 10 МПа, в пределах 5...б£. Это содержание является наиболее объективной характеристикой действительной битуме-емкости минеральных порошков при стандартных их испытаниях. Для исключения иска-ааюшего влияния различий в истинной плотности порошков, указанное содержание лучше выражать в процентах не от массы, а от объема их зерен ( бу) , а поверхность порозесз характеризовать посредством модуля поверхности.

Полученные данные подтверждают связь битумоемкости минеральных г.орошков с их пористостью (р;зс.1) к отсутствие такой зависимости от модуля поверхности (рис.2). Для характеристики битумоемкости порошков, полученных из мадопрочного сырья, наилучшей является пористость после уплотнения ах давлением 2 МПа.

Электронно-микроскопические исследования пороыкав показали, что пористость порошков является функцией, прежде всего, формы их зерен. Переходя от дробления сырья к помолу, а такае делая его более "мягким" (уменыаая интенсивность, размер мелющих тел или вводя добавки песка), ыо:ано практически во всех случаях довести пористость и битумоемкость порошков из отходов промышленности до нормативного уровня.

По сравнению с карбонатными порошами, пористость, битуаоем-кость и модуль поверхности получаемых порошков являются более

зо ьо 1о 5 то ¿о 90 /¿о Аа /го ¡го ло ко /во № Расход Ьитта,% от о5$ема зерен порошка

Рис.1.Зависшостя мекду расхода* битума*соответствующе

остаточной пористости асфальтозякущях в пределах 5...6% и свойствами используемых порошков

высокими. Можно предположить, что при определенной величине модуля использование порошков из отходов промышленности будет приводить к повышению механических свойств ас^альто-вяжущах и асфальтобетонов.

Исследования асфа-дьтовякущих, изготовленных на различных минеральных порошках при разных уплотняющих давлениях, показала, что пра оптимальней содерйании битума они всегда обладают остаточное пористостью; при уплотнявших давлениях 2 и 10 МПз -ъ пределах 5...6%,40 Юа-4...5? и 80 ЫПа - Ъ..Л%. рассматривать

-1-1' -" I-

гциу ? 2Ш-

§ то\

I 15Щ о

| от

«а

дом

« бою-

^ Зам-

ф &

- ' ' >

• в «

э в "О О

в в

Л) 53 70 90 т {30 Ш ю&оа дитущ%ато5ггмр зерен порошки

Рис.2. Соотношения между расходш

битума,соответствующим остаточной пористости асФальто-вяаущих в пределах 5...6%,я модулем поверхности используемых поролков

Соответственно структуру их следует как состоящую из минерального остова, пустоты в котором не полностью заполнены битумом. Оптимальное содержание битума определяется, такш образен, почти исключительно пористостью остова, который в свою очередь, зависит от пористости используемых порошков (рис.3).

Установлено, что прочность асфальтовяжущих пра одтшальнсм содержании битума и постоянном его качестве определяется пло-шадью контактов между частицами минерального остова. Соответственно прочность асфалътовяягущих уменьшается с увеличением пористости возникающего в них минерального остова, и повышается с увеличением модуля поверхности порошка. Использование сланцезольных и других порошков из отходов промышленности, обладающих повышенными, по сравнению с карбонатными, пористостью и битуыоемкостью, во всех случаях повышает оптимальное содержа-

Псристость порашкоб

Рис.3. Зависимости мекду пористостью порошков и пористостью минерального остова асйаяьто-вявушях (шйш обозначают уплотняющее давление, Mua, при определении пористости порошков я изготовлении асфальтовяжуких)

ние битума в асфальтовякущих, но позволяет достигать примерно такой же их прочности.

Гранулометрические составы исследуемых асфальтобетонов представлены в табл.1, свойства использованных в них порошков -в табл.2. В каждом составе минеральной части частицы крупнее 0,14 мы составлялись в одном случае из различных фракций гравий-но-песчаной смеси, в другш - продуктов дробления долоыитизиро-ванного известняка. Исследование проводилось с использованием одного и того se битума ЕКД 90/130.

Проведенные исследования показали, что оптимальное содержание битума и достигаемая при этсм прочность зависят от вида крупных составляющих минеральной часта асфальтобетонов, причем эти показатели существенно повышаются с переходом от природного песка а гравия к искусственному песку и щебню (рас. 4).

Повышение пористости используемых порошков во всех случаях приводит к увеличению оптимального расхода битума в асфальтобетонах. Б результате применение порошков из отходов промышленности в сочетании с искусственными заполнителями становится нера-

Рис.4, .¡оочность пси 50 С асйальтобетонав типа В, изготовленных на природных (о ) и искусственных (Д) заполнителях, в зависимости от содержания битума (цифры обозначают номера используемых порошков по табл.2; заштрихованные точки соответствуют асфальтобетонам без яороика; пунктирная линия показывает уровень нормативных требований к гооч-вости при 50 С)

циокальшш из-за чрезмерно высоких расходов битума. В то аз время, использование указанных порошков в сочетании с природными заполнителями позволяет получать примерно такие же оптимальные расхода битума, как и в асфальтобетонах на искусственных .заполнителях, при использовании в них карбонатных порошков (рис.4 и 5) .

Рис.5. Зависимости между пористостью используемых порошков и оптичадьнш расходом битума (О-Ь а также пористостью минерального остова (О ) асфальтобетонов типа В, изготовленных на природных ( о ) и искусственных (Д ) заполнителях (пунктирные линии обозначают оптимальные расхода битума (О- ) и пористости минерального остова ( о ) асфальтобетонов без порошка)

Таблица I

Зерновые составы минеральной чаоти исследованных асфальтобетонов и модельных битумоминералышх материалов

ДО

Тин

: Содержание, %, зерен минерального материала мельче, т

: 10,0 : 5,0 : 2,5 :1,25 :0,63 :0,315 : 0 .14 : 0,071

I А, 100 50 38 28 20 9 6 4,5

2 А без частиц мельче 0,14 мм 100 46,8 34 23,4 14,9 3,2 0 0

3 В 100 80 65 50 35 22 16 12

4 В без частиц мельче 0,071 мм 100 77,2 60,2 43,2 26,2 II,4 4,6 0

5 В без частиц Мельче 0,14 мм 100 76,2 58,3 40,9 22,5 7,1 0 о

6 В без чаотиц мельче 0,315 т 100 74,4 55,2 36,0 16,8 0 0 и 0 м

7 Д 100 100 93 86 75 55 33 25 *

8 Д без чаотиц мельче 0,071 мм 100 100 90,7 81,4 66,7 40,0 10,7 0

9 Д без частиц мельче 0,14 мм 100 100 89,55 79,1 62,7 32,8 0 0

10 фракция 5...10 мм 100 0 0 "0 ' 0 0 0 0

Свойотва яопользуемых минеральных порошков

Таблвда 2

пп • . Проиохождение Содержание 'Истинная : частиц,:плотнооть^ Лористость;Пока-% :затель :Величина по-•.верхнооти '•Свойства ао-.фальтовяяущих

мельче г/ом3 ф • .битумо • ом3 3 ? набу- :КОЭ$фИ-,:цяеят водоотой •КООТИ

» 0,14;0,071 мм : мм :емкоо-"тя.г/ ; 100оа

I Молотый карбонатный, активированный 100,0 95,2 2,64 28,0 43,5 971,0 2563,4 1.5 1.0

2 Молотый карбонатный 100,0 82,0 2,72 ' 29,8 48,6 710,0 1913,2 2,1 0,9?

3 То же без чаотиц крупнее 0,071 т 100,0 100,0 2,70 32,5 52,0 770,0 2079,0 3,0 0,85

4 То же без чаотиц мельче 0,071 ш 100,0 0,0 2,70 50,5 52,1 388,0 1047,6 2,0 0,87

5 Молотый карбонатный 100,0 67,7 2,69 27,5 47,5 1255,0 3376,0 1,8 0,98

6 Молотый кварцевый 100,0 85,2 2,60 31,0 52,8 481,0 1250,6 2,5 0,95

7 То же без частиц мельче 0,071 мм 100,0 0,0 2,60 35,6 60,0 234,0 608,4 3,5 0,60

8 Дробленый карбонатный 100,0 84,6 2,75 35,6 63,1 633,0 1740,8 3,2 0,75

9 Домолотая ферропыль 100,0 71,8 2,54 40,9 100,0 3480,0 8840,0 4,0 0,90

10 То же без чаотиц крупнее 0,071 мм 100,0 100,0 2,54 48,5 139,7 3591,0 9121,1 4,7 0,70

II Молотая газогенераторная сланцевая зола 100,0 76,2 2,64 41,5 95,0 4804,0 12682, 2,5 0,98

12 Сланцевая зола укоса 100,0 87,5 2,37 44,5 116,6 1635,0 3874,9 2,0 0,73

го I

Установлено, что достаточно высокий модуль поверхности порошков из отходов промышленности позволяет достигать на ах основе такой же, или даже более высокой прочности, чем на карбонатных минеральных поропках (рис.4). Особенно важным отмеченное повышение прочности является для асфальтобетонов на природных заполнителях, для которых при использовании, карбонатных порошков достигнуть нормативной прочности при 50°С (пунктирная линия на рис.4) не всегда удается. Использование сланцезольных и подобных им порошков из отходов промышленности позволяет расширить сырьевув базу асфальтобетонов за счет использования для их производства наиболее дешевых и распространенных природных песка и гравия.

При оптимальна! содержании битума остаточная пористость ас*. фальтобетонов колеблется в относительно небольших пределах, в частности типов В и Д 3...5#. Таким образом, оптимальный расход в них битума определяется почти исключительно пористостью минеральной части асфальтобетонов, которая зависит от вида крупных каменных составляющих и пористости используемых порошков (рис.5).

Причем в асфальтобетонах, в отличие от асфальтовяхущих, с увеличением пористости используемых порошков повышение пористости минерального остова происходят с затухающей интенсивностью (рис.3 и 5). 3 результате с г. г.-сальное содержание битума в асфальтобетонах практически не возрастает с увеличением значения пористости используемых порошков выше лримерно 42% (ряс.5).

Анализ полученных данных показывает, что прочность асфальто-вяяущих и асфальтобетонов типа В, изготовленных на искусственных заполнителях и порошках из плотных горных пород (№ 1...8 табл.2), а также модельных бятулюмянеральных материалов, не содержащих минерального порошка (.£2,5,6,9 и 10 табл.1) описывается установлении! нами уравнением:

где Я - прочность, Мла; У0 - пористость минерального остова,

М - модуль поверхности частиц остова, сы'уем3; а,в и с - постоянные, зависящие от температуры определения прочности я от абсолютных значений М.

При М до 750 см'Уем3 (в случае определения прочности при 50°С)

и до 800 ш^/ш3 (в случае прочности при 20 и 0°С) величина о=0 при всех температурах, С = 0,0095 при 50°С, 0,0164 при 20°С и 0,0233 при 0°С. Яри более высоких М величина С « 0,0024 при всех температурах, О- = 5,4 при 50°С, 11,2 при 20°С и 15,8 при 0°С. При всех М величина & = 0,24 при 50°С, 0,35 при 20°С и 0,38 при 0°С.

Полученные зависимости определяют пределы возможного (для принятого вяжущего) регулирования прочности битумаминеральных материалов путем изменения состава их минеральной части. Условием такого регулирования является участие всех каменных составляющих в образовании минерального остова этих материалов.

Асфальтобетоны типов А,Д, а в случае природных заполнителей И типа В обнаруживают прочность мекьщувз, чем мохно было огздэть исхода из указанных выше характеристик их минеральной части. Такое явление свидетельствует о там, что наполнитель полностью или частично перестает участвовать в образовании минерального остова асфальтобетонов. Определить эту его часть мокно по величине снижения прочности асфальтобетонов относительно расчетной.

Результаты исследования показывают, что количество порошка, участвующего в образовании минерального остова асфальтобетонов, зависит от их гранулометрического состава и в еще большей степени от вида используемых заполнителей. Так при искусственных заполнителях и использованных в работе порошках (табл.2) это количество составляет для асфальтобетона типа В 100$, а типа А около 70%. В случае не природных заполнителей оно уменьшается соответственно до 31...44$ и до нуля. Такое резкое снижение объясняет сильное падение прочности асфальтобетонов указанных типов с переходом от искусственных заполнителей к природным (рис.4).

Структура песчаного асфальтобетона типа Д в значительно меньшей степени изменяется от вида используемых заполнителей. Так доля участия пороша в образовании его минерального остова с перехода»: от искусственного карбонатного песка к природному кварцевому уменьшается примерно с 90^ до 70%. Соответственно в меньшей степени изменяются-и механические свойства асфальтобетонов.

Асфальтобетоны на порошах из отходов промышленности при прочих равных условиях обнаруживают прочность меньшую, чем дол-

«на быть исходя из характеристик их минеральной части. То есть лишь часть поверхности порошков из отходе® промышленности способна участвовать в образовании минерального остова асфальтобетонов. Обусловлено это тем, что зерна порошка имеют высокую пористость (ноздреватую структуру), которая хорошо просматривается на электронно« микроскопе.

Эффективная удельная поверхность порошков из отходов промышленности линейно связана с их удельной поверхностью, измеряемой на приборе ЛСХ (рис.6).Эта эффективная поверхность хотя и меньше измеряемой, однако выше, чем поверхность карбонатных порошков (табл.2, рис.6).

О

0 2оа*\

1

0

с тс-

Qt.

а х

1

^ о

■ —| f. -- и—. ч -----1— -ус 1-------Г--Т- 1 / ^

/ /

/

то гооа 5о оо Ша

Удельна.? потертость, сн%

S00J

Рис.6. Зависимость между измеряемой и эффективной удельной поверхностью порошков из отходов г-рсм лишенноети (;.'5-12 табл.2)

Полученные в работе данные свидетельствуют о тал, что повышение пористости используемых порошков приводит к увеличению лористоста возникающего в асфальтобетонах минерального остова. В результате, при близком модуле поверхности используемых порошков, снижается прочность асфальтобетонов при оптимальном содержании битума. Начиная с определенной пористости порошков арочкость получаемых асфальтобетонов становится ниже прочности модельных битумоминеральных материале®, не содержащих минерального порошка (рис.7).

Таким образом, при малой пористости минеральных порошков применение их.приводит к повышению механических характеристик асфальтобетонов , а при высокой - к снижению. Чем выше модуль поверхности используемых поровков, тем более высокими являются

Парцетсть майе- Допр Предел прочности при сжатии, МПа

рапьтго остаоа//в паРОшИа,% ¿7оС ¿0"С £0°с

,' • ' ■ ■ ' > *_и

^ ® 3 К> .!> о> —1—--С-Ц—I—I-1—1—1—-* I г '

0 ■в

С §

а у.

сз

1

1*

I

о >

\

-1— ■

I

. .' 1

I

/

Рис.7. Лрочностъ асфальтобетонов типа В, изготовленных на природных (заштрихованные точки) и искусственных заполнителях, доля порошка, участвующая в образовании их минерального остова и пористость этого остова в зависимости от пористости используемых порошков с эффективным модулем поверхности ЫОО (V) ,4100 (О) , 2ЬБЗ... 2259 (О) и 1913... 1251 (А) см^у смз (пунктирные линии обозначают уровень прочности асфальтобетонов на различных заполнителях без минерального порошка)

критические значения пористости, выше которых использование порошков сникает прочность получаемых битумоминеральных материалов (рис.7).

В случае природных заполнителей повшззние пористости используемых порошков приводит к менее интенсивному росту пористости возникающего в асфальтобетонах минерального остова, по сравнению с искусственными заполнителями (рис.7). При использовании природных заполнителе}; это псе тление увеличивает долю порошка, участвующего в образовании минерального остова асфальтобетонов (которая при использовании искусственных заполнителей является постоянной, рагноЁ 100%). В результате, при близком модуле поверхности используемых порошков, увеличение их пористости приводит к менее интенсивному сникенкю прочности асфальтобетонов на природных заполнителях, по сравшнию с искусственные (рис.7).

.юлученкие в работе данные свидетельствуют о тем, что для повышения прочности асфальтобетонов при 50°С путем замены порошков из плотных (в частности,карбонатных) горных пород на пороги из отходов промышленности, эффективный модуль поверхности последних должен быть ке менее 4000...45и0 см2/см3, что соответствует удельной поверхности порошков из отходов промышленности, измеряемой на приборе ЛСХ, не менее 4000 см^/г. пористость порошков при этом существенного значения не имеет, так гак при ее величине выше 41...А'л% она перестает влиять на пористость возникающего в асфальтобетонах минерального остова (рис.7) ,а следовательно, и нз их прочность.

Лабораторные исследования подтверждены маоголзтнил опытом эксплуатации асфальтобетонов на основе порошков из отходов промышленности и природных заполнителей.

ССНОШЫЕ ВЬШОДа

1. Порошки, полученные цри низкотемпературной переработка горючих сланцев, обладают позыыеннади пористостью» ¡а битумоемкастью. Более высской, чем у карбонатных минеральных порошков, является и удельная поверхность, достигающая 3000...10000 см'^/г.

2. Показано, что битумоемкость минеральных порошков незначительно зависит от минералогического состава, модуля поверхности и определяется главным образом их пористостью.

3. Пористость порошков зависит от структуры их зерен»которую можно регулировать путем изменения технологии измельчения исходного сырья, уменьпая размер мелюаих тел, а также введением кварцевого песка в качестве абразивного материала.

4. Разработанные рекомендации позволяют снизить пористость получаемых сланцезольнкх порошков на Юр (в абсолютном выражении) а показатель битумоемкости на 75 г/100 см3 я довести ях до нормативных требований к порошкам из отходе® промышленности.

5. Установлено, что прочность асфальтовяжущих и асфальтобетонов при оптимальном содержании битума определяется пористостью возникающего в них минерального остова и модулем поверхности, составляющих его частиц, которые зависят от свойств используемых порошков.

6. Показано, что асфальтобетоны на сланцезольных минеральных порошках характеризуются, в сравнения с карбонатными порошками, повышенными прочностью и водостойкостью при некотором увеличении оптимального расхода битума. Б асфальтобетонах типа А этого увеличения не .наблюдается, а в асфальтобетонах типа В оно составляет 2-3% от массы минеральной части.

7. Наиболее рациональными для использования сланцезольных и подобных им порошков из отходов промышленности являются асфальтобетоны на природных песках и гравии. Прочность их при 50°С удовлетворяет в этом случае нормативным требованиям.

8. Экономическая эффективность результатов работы определяется возможностью использования в асфальтобетонах порошков из отходое промышленности в сочетании .с наиболее дешевыми и распространенными казенными составлявшей - природными песками и гравием. Использование отходов промышленности взамен чистых сырьевых материалов позволяет решить ряд экологических проблем Поволжского и других регионов России.

9. .'¡слученные в работе результаты подтверждены многолетним опытом эксплуатации асфальтобетонов с применением природных песков, гравия и порошков из доколотой ферропыли, имеющей свойства, аналогичные сланцезольным порошкам.

ОСНОЗНЫЗ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТЩЮННОП РАБОТЫ отражены в следующих публикациях:

1. Касаткина Т.Б. Остатки от переработки горючих сланцев -сырье для приготовления минеральных порошков в асдальгобетонах // Запросы совершенствования технологии и комплексной механизации добычи и переработки горпчих сланцев: Тез. докл. р?сп. научн.-тэхк. кон-;:. Дсхтла-Ярве, 5-6 ¡гоня 1985 г. - Кохтла-Ярве, 1966. - С.109.

2. Железко Е.П..Касаткина Т.З. Особенности влияния качества минеральных порошков ка свойства асфальтобетонов из природных заполни гелей Г/ Работоспособность композиционных строительных материалов на основе и с применением отходов промышленности и местного сыоья: Меэквуз. науч. сб. Каз. инж.-сгроит. ин-т. - Казань, 1987."- С.95-97.

3. Касаткина. Т.В., Железко Е.П. Остатки от переработка горючих сланцев - сырье .для приготовления минеральных порошков в асфальтобетонах 7/ Использование отходов промышленности и совершенствование технологии производства строительных материалов: Сб. статей. - Саратов, 1988. - С.10-Й.

4. Железко Е.П..Касаткина Т.В.,Кулик A.B. Использование в асфальтобетонах минеральных порошков из отходов промышленности с чрезмерно высокой битумоемкоегьо // Особенности проектк-

ования и строительства автомобильных дорог в условиях Северо-алаца: Тез. докл. обл. науч.-пвактич. конй., Архангельск-, 20-21 дек., 1988 г., - Архангельск, 1938. - С.23.

5. Железко Е.П..Касаткина Т.З. О необходимости диСпзренпи-рсвэнного подхода к оценке качества и области птменения минеральных погюаков из отходов промышленности // Ресурсосберегающие технологии, структура и свойства дореглнх бетонов: Тез. докл. р-зсп. кок?'., Харьков, 11-13 окт. 1389 г. - Харьков, 1989.-С.86.

6. Касаткина Т.В. Эффективный способ улучшения свойств минеральных порошков // Там же. - С.89.

7. Е-'лсзгс Е.П..Касаткина Т.В. Пути повышения качества минеральных порошков из отходов промышленности // фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. 4.1. ¿сз;:ко-хим0Я строительных и композиционных материалов: Тез. докл. Всесогозя. ксн*. - Белгород. 1989. - C.I4I-I42."

8. Жэлезяе З.П., Касаткина Т.З. Сзгаткз от п-з'М^аботки герр-ч;:х сленгез - сыэье для производства минеральных порошков // Сланцевая тзогоклоянсегь. - 1989. - Ji 9. - С.4-7.

9. Железко S.U.,Ка.сагкина Т.З. Влияние вида минерального порошка на свойства асфальтобетонов // Композиционные строительные ц.-теокаяз (Структура^ свойства, технология): т„1е.".зуз. научи. сб. Сарат. полнгэхн. пн-т. - Саратов., 1990. - С.7£~7о.

10. ¿.9ЛОЗКО Е.П.,Кэ.саткина Т.З..Рябкоза H.H. Прогнозирование долгозэ чязс*и асфальтобетонных покрытий // Ксррсзпя строительна кснототкцнй й мероприятия по пх э'пзктпвно! защите: ;.4е::зуз. сб. Casar".* поле техн. ян-т. - Саратов, 1990. - C.57-S3.

11. Ёелэзко Т.З..Железко Е.П. Оценка и регулирование бпгуко-емкосгп кзяетяльзых порошков дет асфальтобетона // Изв. вузов. Строительство. - 1995. - 'Л 4. - С.48-53.

12. Железко Е.П.,Еелезко Т.В. Разработка новой геог-иа асфальтобетонов - необходимое условие элективного управления кх"качеством // Проблемы автодорожного комплекса Сатэатсьско;: области и пум'их оепенкя: Материалы рэг;:он. нау-ш.-прзкт. кон... 4.2 - . Саргтов,.1296. - С.66-69..

•13. Железко Т.В..Гоосхозский В.А. Асфальтобетоны на слзкце-зольнкх минапальных порошках // Та.': нэ. - С.71-74.

14. Еелезко Т.З., Еелйзкэ 2.2. Уп^аглен::з с?-гкг:-гс:; и сго^сг-вами ас;лальтовянущих // Саоат. гос. техн. ун-т. - Саратов, 1996.53 с. -Дел. в Б; НИТИ G7.Cc.95, J.' 2324-3 9о.

15. Еелезко Е.П..Еелезко Т.В. Необходимость совершенствования теорий КСМ на основе органических влкущих // Современные проблемы строительного материаловедения. 4.1. Общие проблемы и решения теории и практики строительного г.:атеразлозедения: Меддунар; научн.-техн. кон:.о. Вторые академические чтения. -Казань, 1996. - С.83-85.

15. Гороховский В.А., Еелезко S.U., Е-элезко Т.З. . кз-гэ-

ства и выбор иикеральнкх погшкоз для асфальтобетонов //'.Современные проблемы строительного материаловедения. 4.4. Элективные строительные материалы и изделия на основе и с тлг.гьнензэ;.: пол:-:-кзрог: Мэг-дувар. науч.^техз. кон..";. Вторые а:;£.де:.£чос:-::-:э чтекЕл:" Казань, iiSo. - С.78-63.

17. Еелезко Т.В. »Железко S.U. Исследования паяеррлънпх порошков для зс'гльтобетсна, сагученжг: вз различны: г:\>я;л: в некоторых отходов промышленности // Csos.r. гос. техн. ун-т. - Саратов, 1997. - 53с. - Деп. в ЗЖШ ОГ.03.97, 703-3 07.

18. Еэдэзко Т.З., Еелезко Б..,. к сво:.ог;2 so ельге-вякулих // Изв. вузов. Строг;тельсгво. - 1997. - 3. - С.Зо-42.

¿^'ihi.I iOi\.0 Тзтъянэ Злз грозна АСФАЛЬТОБЕТОНЫ }1А СШ^ОШШ

Авторе,, ера т

Отвзтогзэкн^й: за вигт/са к.т.к. Корректор Д.А.Скзорцовз

Лицензия ЛР № 020271 от 15.11.96

Подписано в печать 12.05.97 Формат 60x84 1/16

Бум. оберт. Усл. — печл. 1,16 Уч.—изд.л. 1,0

Тираж ^ОО зкз Заказ 92 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г.Саратов, ул. Политехническая, 77 Ротапринт СГТУ. 410054 г.Саратов, ул. Политехническая. 77