автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Исследование возможности применения пыли уноса асфальтосмесительных установок взамен традиционных порошков для строительства лесовозных дорог

□ □349 1560 ХИТРОВ КОНСТАНТИН АНАТОЛЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЫЛИ УНОСА АСФАЛЬТОСМЕСИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ВЗАМЕН ТРАДИЦИОННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

Специальность 05.21.01 - "Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 1 ФЕВ2319

I

003491560

ХИТРОВ КОНСТАНТИН АНАТОЛЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЫЛИ УНОСА АСФАЛЬТОСМЕСИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ВЗАМЕН ТРАДИЦИОННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

Специальность 05.21.01 - "Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

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

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор Салминен Э.О.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Добрынин Ю.А, доктор технических наук, профессор Ларионов В.Я.

Ведущая организация - ОАО «Лесинвест»

Защита диссертации состоится " " 2Р<о в // часов на

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

С диссертацией моЬкно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета

Анисимов Г.М.

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

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

Использование таких материалов в технологии асфальтобетона возможно только при условии их физико-химической активации поверхностно-активными веществами (ПАВ).

В настоящее время наибольшее внимание уделяется таким материалам, как золы уноса ТЭЦ, золы от сжигания различных материалов, самораспадающиеся шлаки, а также пыли уноса цементных заводов и камнедробильных установок.

В связи с этим актуальным так же является использование пыли уноса (ПУ) асфальтосмесителышх установок, широкому примененшо которой мешает ее недостаточная изученность как минерального порошка.

Целью работы является снижение стоимости строительства асфальтосмесителышх покрытий лесовозных автомобильных дорог при сохранении качества и долговечности за счет использования пыли уноса. Расширить сырьевую базу производства минеральных порошков.

Задачи исследований:

- исследовать влияние пыли уноса, исследуемой в качестве минерального порошка, на свойства асфальтобетона;

- изучить особенности структурообразования асфальтовяжущего на пыли уноса;

- определить дозировку пыли уноса в минеральной добавке для производства асфальтобетона;*

Объектом исследования является прочность и долговечность покрытий лесовозных дорог из асфальтобетонных смесей;

Предметом_исследования являются пыли уноса

асфальтосмесительных установок, используемых в качестве минерального порошка для получения асфальтовяжущего.

Методы исследования. Лабораторные и производственные исследования в соответствии с действующими ГОСТ с планированием экспериментов.

Научная новизна:

- теоретически обосновала возможность использования ПУ (отдельно или совместно с МП) в качестве МП для производства асфальтобетона;

исследовано влияние ПУ на структурообразование асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- установлено влияние пыли уноса на свойства асфальтобетона;

- подобрано оптимальное соотношение ПУ и МП в минеральной добавке для производства асфальтобетона.

Практическая значимость работы:

- расширение сырьевой базы производства МП для строительства лесовозных автодорог;

- снижение стоимости строительства лесовозных дорог с покрытиями из асфальтобетона.

На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование возможности использования ПУ для производства асфальтобетона

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

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

- методика и результаты исследования влияния процентного содержания пыли уноса на свойства асфальтобетона.

Реализация работы. Применение асфальтобетона, с оптимальным соотношением ПУ и МП в минеральной добавке, для благоустройства территории комплекса складских и вспомогательных зданий низкотемпературного холодильного терминала по адресу Санкт-Петербург, ул. Якорная 17.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (Санкт-Петербург, ЛТА) 2006,2007,2008, г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы, две из которых в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы из '-И наименований, 3 приложений. Основное содержание работы изложено на 109 страницах машинописного текста без приложений и содержит 16 таблиц, 33 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

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

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

Вопросами повышения качества лесовозных автодорог занимались Курьянов В.К., Леонович И.И., Колбас Н.С., Булдаков С.И., Бессараб Г.А. и др. Большой вклад, в исследования применения порошкообразных отходов производства внесли Бахрах Г.С., Слепая Б.М., Сотникова В.Н., Стрельникова В.Я., Духовный Г.С и др.

Из промышленных отходов в качестве минерального порошка достаточно долго использовалась цементная (запеченная) пыль электрофильтров цементного производства, хотя она не являлась оптимальной ни по гранулометрическому (удельная поверхность порядка 5000-8000 см2/г при оптимуме 1500-2000 см2/г), ни по химическому составу, так как в ней имеется большое количество водорастворимых щелочных соединений. В настоящее время практически стопроцентный выход цементной пыли используется для производства смешанных цементов средних и низких марок (несмотря на то, что данная добавка существенно ухудшает качество получаемых цементов). Достаточно близкими по гранулометрическому и химическому составам к цементной пыли являются золы теплоэлектростанций. Данные отходы, несмотря на их большие объемы, к сожаленью, не так широко используются в промышленности, так как зачастую их применение не всегда рационально как по техническим, так и по экономическим соображениям. В частности, возникают транспортные расходы из-за рассредоточенности мест расположения зол, к тому же в настоящее время на многих ТЭС пневмотранспорт заменен системой гидроудаления, что требует вводить дополнительные дорогостоящие и сложные системы по сушке зол.

В 90-е годы Центром дорожных исследований проводились работы, целью которых было определение возможности использования пыли уноса камнедробильных и асфальтобетонных заводов в качестве минерального порошка для асфальтобетона. Асфальтовяжущее вещество, получаемого на основе пыли уноса, имело не высокие физико-механические

характеристики, по сравнению с традиционными минеральными порошками, в связи с чем, исследования были прекращены. Однако во многих регионах нашей страны дорожно-строительные организации испытывают дефицит традиционных минеральных порошков, по причине отсутствия в этих регионах месторождений карбонатных пород. Исходя из анализа состояния вопроса, сформулированы цели исследований, заключающиеся в исследовании влияния пыли уноса на свойства асфальтобетона, используемой в качестве минерального порошка. Определение дозировки пыли уноса в минеральной добавке, для производства асфальтобетона. Снижение стоимости асфальтобетона, при сохранении его качества и долговечности. Расширение сырьевой базы производства минеральных порошков.

2. Исследование физико-химических и физико-механических свойств пыли уноса.

Способ получения пыли уноса:

Пыль уноса является продуктом сухого пылеулавливания на асфальтосмесительных установках. В результате сушки щебня образуются дымовые газы, которые из сушильного барабана поступают в систему пылеулавливания.

В качестве первой ступени очистки для улавливания крупной пыли применяют пылеосадительные камеры или циклопы, в качестве второй ступени - тканевые фильтры (рукавные фильтры).

Исследование физико-механических свойств пыли уноса и минерпльного порошка:

В качестве объектов исследования использовались: гранитная и габбро-диабазовая пыли уноса, полученная в результате очистки отработанных дымовых газов сушильного барабана асфальтосмесительной установки.

Минеральный порошок (МП) - активированный кубовыми остатками синтетических жирных кислот (AMII коСЖК) - получен с промышленного помола в шаровых мельницах. Исходное сырье известняковый щебень фракции 10-20мм. Прочность исходной горной породы - 40 МПа. Активирующий состав - смесь битума БНД 90/130 и коСЖК в соотношении 1:1, с дозировкой 2% от минерального материала. В таблицах 1 и 2 приведены гранулометрические составы и физические показатели применяемых порошков.

Таблица 1

Гранулометрический состав исследуемых материалов._

Частные остатки на ситах % Требования поГОСТР 52129-2003 Активированный МП Габбро-диабазовая ПУ Гранитная ПУ

1,25 0,0 0,0 0,0 0,0

0,63 0,0 0,0 0,0 0,0

0,315 не более 5,0 0,0 0,0. 0,0

0,16 не нормируется 2,8 0,4 0,5

0,071 не более 20 12,6 0,9 0,8

0,05 - 9,2 7,8 8,3

<0,05 - 78,0 85,0 86,4

Таблица 2

Физические показатели исследуемых материалов._

Наименование показателя Требования по ГОСТ Р 521292003 Активированный МП Габбро-диабазовая ПУ Гранитная ПУ

Истинная плотность, г/см3 не нормируется 2,87 3,01 2,78

Средняя плотность, г/см3 не нормируется 2,04 1,89 1,80

Пористость, % 30; 40" 29,53 37,03 36,37

* - значение пористости для не карбонатных пород МП.

Физико-химические свойства пыли уноса.

При взаимодействии битумов и минеральных порошков происходит интенсивный перевод битума из объемного состояния в состояние диффузно-сольватных оболочек. При таком структурировании образуются сравнительно прочные физические и хемосорбционные связи, крепко удерживающие битумные пленки на поверхности частиц порошка.

Исходя из традиционных представлений, активность битумов по отношению к минеральным порошкам определяют в основном анионактивные вещества - асфальтеновые и нафтеновые кислоты, которые взаимодействуют с основными центрами на поверхности частиц минерального порошка.

При объединении пыли уноса с битумом интенсивность сорбционных процессов будет связана с наличием на поверхности частиц катионов различной валентности. При этом битумные пленки будут удерживаться на поверхности частиц большим или меньшим количеством положительных' центров адсорбции, соответственно чему будут

изменяться величина и характер адгезии. При порошках с высоким содержанием двухвалентных катионов Са2+, Бег+ (габбро-диабазовая

ПУ) будут образовываться сравнительно прочные и плотные битумоминеральные системы. Жидкие нейтральные фракции битума будут практически полностью поглощаться дефектами поверхности частиц. При наличии же порошков с одновалентным катионами К+, Ка+ (гранитная ПУ), системы будут отличаться высокой пластичностью и малой прочностью. Жидкие нейтральные фракции битума будут либо совсем не поглощаться, либо незначительно поглощаться дефектами поверхности и порами частиц.

Таким образом, можно предположить, что асфальтовяжущее и асфальтобетон на основе гранитной пыли уноса будут уступать по своим физико-механическим характеристикам асфальтовяжущему и асфальтобетону на габбро-диабазовой пыли уноса.

Как мы уже ранее определили, пыль уноса более мелкодисперсный материал, следовательно, имеет большую суммарную поверхность частиц, то есть имеет более высокую удельную поверхность, по сравнению с традиционным минеральным порошком. Чем больше удельная поверхность минерального порошка, тем больше его адсорбционная способность, но при этом чрезмерное увеличение удельной поверхности приводит к тому, что большая часть битума расходуется на обволакивание частиц порошка и в смеси не хватает вяжущего. Учитывая, меньшую химическую активность пыли уноса по сравнению с активированным минеральным порошком, можно предположить, что чтобы получить одинаковые физико-механические показатели асфальтовяжущего, для асфальтовяжущего на пыли уноса потребуется большее количество битума.

3. Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего на основе пыли уноса.

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

Определение температуры размягчения и растяжимости бинарных систем.

Были приготовлены композиции асфальтовяжущего, при 10% и 30% концентрации по объему порошка в битуме. Температура смешивания порошка и битума в обоих случаях составила - 150°С. На каждую точку готовились не менее трех испытаний.

Исследования проводили на битуме марки БНД 60/90 производства «Киришского НПЗ».

В процессе изучения растяжимости асфальтовяжущего получена существенная разница между исследуемыми минеральными порошками. Результаты исследований приведены в таблице 3. Чем больше растяжимость асфальтовяжущего, тем прочнее адгезионный контакт, что напрямую характеризует хемосорбционное взаимодействие битума и минерального порошка. Асфальтовяжущее на активированном минеральном порошке имеет большую растяжимость, чем пыли уноса, что доказывает его более высокую реакционную способность. Наименьшую растяжимость показывает асфальтовяжущее на гранитной ПУ, это можно объяснить тем, что гранитная ПУ самый кислотный из используемых материалов.

Таблица 3

Вид минерального порошка Растяжимость асфальтовяжущего, см при температуре

ОС 10иС 25°С

1 2 3 4

Концентрация исследуемого порошка -10%

Габбро-диабазовая ПУ 1,97 4,40 27,00

Активированный МП 3,19 4,70 39,13

Гранитная ПУ 0,15 3,73 17,31

Концентрация исследуемого порошка - 30 %

Габбро-диабазовая ПУ 1,37 3,05 18,69

Активированный МП 2,21 3,26 27,09

Гранитная ПУ 0,00 2,58 11,98

Для определения физико-механических свойств асфальтовяжущего изготавливались и испытывались образцы размером 51x51 мм по ГОСТ 12801-98. Определялись стандартные показатели и дополнительно: предел прочности на растяжение при расколе при 0°С; после выдерживание в воде при температуре 60°С в течение 4 часов - плотность, набухание, водонасыщение и предел прочности на сжатие при 60°С (таблица 4).

Активированный минеральный порошок показывает низкое набухание, в 6 раз меньше, чем набухание асфальтовяжущего на пылях уноса.

Хотя пыли уноса не имеют в своем составе частиц способных к набуханию, но асфальтовяжущие на таких МП показывают достаточно высокое набухание при 12% битума. Высокое набухание является следствием высокого водонасыщения и остаточной пористости асфальтовяжущего. Под воздействием горячей воды, поры расширяются, и объем асфальтовяжущего - увеличивается.

Таблица 4

Физико-механические свойства асфальтовяжущего._

Содср жа ние Среди яя плотн V/, % К-20СЖ, вод МПа Ямсж, сухих МПа Квод. Среди яя плотн при 60°С, % Набух ание, 60°С МПа Косж, МПа йо, раско л

Битум а,% ость, г/см3 ость 60°С, г/см3 % МПа

Габбро-диабазовая ПУ

12 1,929 6,97 2,47 3,45 0,718 1,991 13,82 6,58 0,41 5,53 1,75

14 1,984 2,98 3,12 4,11 0,759 1,977 11,08 2,19 0,97 7,29 2,46

16 1,993 1,82 3,45 4,43 0,778 2,135 2,02 0,93 1,17 5,74 2,28

Гранитная ПУ

12 1,770 7,40 1,72 2,81 0,613 1,848 14,11 6,95 0,38 5,51 1,46

14 1,811 4,34 2,60 3,97 0,655 1,863 11,96 3,08 0,50 5,65 1,71

16 1,833 1,34 3,31 4,50 0,736 1.926 2,99 1,30 0,56 6,23 2,10

Активированный МП

12 2,000 2,80 4,86 6,07 0,793 2,116 5,54 0,80 1,16 9,82 4,46

14 2,210 0,10 5,19 5,22 0,801 2,164 0,11 0,10 1,08 8,41 5,32

16 2,250 0,05 2,80 3,45 0,805 2,134 0,26 0,06 0,52 5,00 3,41

Активированный минеральный порошок показывает низкое набухание, в 6 раз меньше, чем набухание асфальтовяжущего на пылях уноса.

Хотя пыли уноса не имеют в своем составе частиц способных к набуханию, но асфальтовяжущие на таких МП показывают достаточно высокое набухание при 12% битума. Высокое набухание является следствием высокого водонасыщения и остаточной пористости асфальтовяжущего. Под воздействием горячей воды, поры расширяются, и объем асфальтовяжущего - увеличивается.

При 12% содержании битума, прочность асфальтовяжущего на минеральном порошке в 3 раза выше прочности асфальтовяжущих на габбро-диабазовой и гранитной ПУ, при 14% - значения предела прочности приблизительно равны (имеется в виду габбро-диабазовая ПУ), при 16% - прочность асфальтовяжущего на пыли уноса в 2 раза выше для габбро-диабазовой ПУ, асфальтовяжущее на гранитной ПУ имеет схожую прочность.

Такой различный характер изменения прочности говорит о сниженном количестве открытых пор у активированного минерального порошка, по сравнению с пылями уноса.

Невысокие показатели механической- прочности асфальтовяжущих на пылях уноса объясняются невысокими прочностью и вязкостью, высокоструктурированностью битумных слоев, образующихся на зернах

пыли уноса. Из-за этого затрудняются условия смачивания минеральных частиц битумом и условия равномерного распределения их в смеси. Таким образом, это приводит к микроагрегированности минеральных частиц и наличию зерен, не обработанных битумом.

Определение деформативности асфальтовяжущего.

Показатели кинетических характеристик асфальтовяжущего и коэффициента пластичности приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5 Значения Р1/Р2 _

Содержание битума, % Габбро-диабазовая пыль уноса Гранитная пыль уноса Активированный минеральный порошок

При 0°С

12 0,0040 0,0044 0,0008

14 0,0021 0,0040 0,0005

16 0,0016 0,0031 1 0,0001

При 60°С

12 0,0033 0,0023 0,0021

14 0,0098 0,0176 0,0009

16 0,0016 0,0029 0,0008

Таблица 6

Коэффициент пластичности_

Содержание битума, % Габбро-диабазовая пыль упоса Гранитная пыль уноса Активированный минеральный порошок

При 0°С

12 0,811 0,750 0,950

14 0,908 0,784 1,176

16 0,991 0,791 2,393

При 60°С

12 0,547 0,504 0,818

14 0,781 0,676 1,080

16 0,961 0,801 1,378

Асфальтовяжущие на пылях уноса характеризуются низкой жесткостью при 60 С.

Рассматривая кинетические характеристики асфальтовяжущего вещества при 0°С можно сделать следующие выводы. С увеличением содержания битума наблюдается резкое падение вязкости и рост жесткости для асфальтовяжущего на обоих исследуемых материалах. Наивысшей жесткостью обладает асфальтовяжущее на активированном минеральном порошке, характеризующиеся минимальными значениями кинетических

характеристик. Данный факт объясняется повышенной реакционной способностью активированного минерального порошка, по сравнению с пылью уноса, что подтверждается высокой прочностью на сжатие. Но эти свойства не являются обязательными, они лишь подчеркивают интенсивность структурных процессов на границе битум-минеральный порошок.

Показатель коэффициента пластичности асфальтовяжущего хорошо согласовываются с кинетическими характеристиками. При 60°С и 0°С, коэффициент пластичность асфальтовяжущего на пылях уноса меньше на 40 - 60%, аналогичного показателя асфальтовяжущего на ативированном минеральном порошке.

Невысокие значения механической прочности асфальтовяжущих на пыли уноса не являются обязательными и необходимыми. Это характеризует степень взаимодействия минеральных частиц с битумом. Поэтому при практическом применении пыли уноса как минерального порошка, целесообразно использовать более вязкие битумы, а также возможно использование пыли уноса в смеси с активированным минеральным порошком.

4. Исследование физико-механических свойств асфальтобетона на основе пыли уноса и активированного минерального порошка.

Для исследования был принят асфальтобетон типа «Г», из отсевов камнедробления габбро-диабазовых горных пород и с повышенным количеством минерального порошка -15%.

Физико-механические и деформативные свойства асфальтобетона определяли в соответствии с ГОСТ 12801-98. Дополнительно изучались свойства асфальтобетона после 15 и 30 - суточного выдерживания образцов в воде после вакуума. В исследованиях использовали битум БНД 60/90 с дозировкой -6,5%.

В ходе исследования выяснено (табл.7), что асфальтобетон на активированном МП имеет водостойкость на 15 и 30 сутки выше, чем асфальтобетоны ПУ.

Таблица 7

Физико-механические свойства асфальтобетона. _

№ п/п Вид асфальтобетонной смеси, в зависимости от вида МП. Габбро-диабазовая пыль уноса. Гранитная пыль уноса Акгивирова нный минеральны й порошок.

1 2 3 4 5

1. Средняя плотность, г/см* 2,600 2,491 2,490

2. \¥. % 2,25 3,69 1,50

3. Лсж сух. при 200 С, МПа 5,49 . 4,67 7,02

Продолжение табл. 7

1 2 3 4 5

4. КСж вод. при 20° С, МПа 5,19 4,24 ' 6,40

5. Ясж при 50° С, МПа 1,62 0,87 3,25

6. Квод 0,946 0,908 0,912

7. Средняя плотность (15 суток.), г/см* 2,521 2,416 2,448

8. (15 суток), % 4,96 6,11 3,65

9. при 20° С (15 суток), МПа 3,12 1,42 4,16

10. КВОд (15 суток). 0,568 0,304 0,592

11. Средняя плотность (30 суток.), г/см3 2,506 2,422 2,340

12. V (30 суток), % 5,51 6,61 4,22

13. Исж при 20° С (30 суток), МПа 2,50 1,35 3,29

14. Квод (30 суток). 0,456 0,289 0,468

15. К^ж при 0° С, МПа 9,37 10,23 10,93

Исследование_температуроустойчивости_асфальтобетона

проводилось путем определения предела прочности на сжатие образцов при +50°С и 0°С. Как видно из рисунка, предел прочности асфальтобетонов на пыли уноса имеет достаточно высокие значения - 1,62 МПа и 0,87 МПа, хотя они и в 2 и в 4 раза меньше значения предела прочности асфальтобетона на минеральном порошке.

Получение более высокого значения механической прочности асфальтобетона, содержащего активированный минеральный порошок, может быть объяснено не только прочностью и вязкостью битумных слоев, образующихся на зернах порошка. При использовании активированных порошков значительно облегчаются условия смачивания минеральных частиц битумом и битум распределяется более равномерно в смеси, что приводит к вовлечепшо большего количества минеральных частиц, и, следовательно, большую поверхность, в активную работу.

Асфальтобетон на пыли уноса имеет более низкие значения предела прочности при 0°С по сравнению с пределом прочности асфальтобетона на минеральном порошке. Но разница в значениях не превышает 6 - 14%, поэтому довольно трудно судить об их деформационной способности при 0°С.

Не слишком высокий показатель прочности асфальтобетона на пыли уноса не является отрицательным свойством асфальтобетона. Он свидетельствуют лишь об интенсивности структурных процессов в асфальтобетоне. В этом случае может быть увеличено количество пыли уноса или использование смеси пыли уноса и минерального порошка, а также применены более вязкие битумы.

Определение деформативных свойств асфальтобетона. Па рисунках 1 и 2 показано изменение коэф. пластичности асфальтобетонов при +50°С и 0°С.

Рисунок 1.

МПа

3,5 --ЗД5_

3 2,5

2 1.5

0,5 0

0 87

Габбро- диабазовая ПУ

Гранитная ПУ

Активированный МП

Пластичность асфальтобетона при +50 С.

Рисунок 2.

1*сж, МПа

12

10

9,37 ^ I

""" - -;> 1

штш

шж

Габбро-диабазовая ПУ

Гранитная ПУ Активированный МП

Пластичность асфальтобетона при О С.

По показателю пластичности при 50°С и при 0°С, асфальтобетоны на пыли уноса обладает меньшей пластичностью, а, следовательно большей хрупкостью и жесткостью, чем асфальтобетон на минеральном порошке. Так как пыль уноса обладает меньшими адгезионными и структурирующими способностями, чем активированный минеральный порошок.

Лабораторные исследования физико-механических свойств пыли уноса и минерального порошка, асфальтовяжущего и асфальтобетона доказали возможность практического использования пыли уноса асфальтосмесительных установок (отдельно или в смеси с традиционными

минеральными порошками) в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

Для практического применения смеси пыли уноса и минерального порошка, сначала необходимо определить их процентное содержание в самой смеси (минеральной добавке).

5. Определение оптимальной дозировки пыли уноса в минеральной добавке.

Для испытаний был выбран песчаный асфальтобетон (тип «Г») из отсевов дробления габбро-диабазовых горных пород, являющийся наиболее однородным материалом, в котором отчетливо проявляются особенности взаимодействия битума с минеральным порошком.

Минеральная часть асфальтобетонной смеси составлялась из 96% габбро-диабазового отсева камнедробления и 4% минеральной добавки. Такое низкое содержание смеси вызвано желанием снизить структурообразующую способность активированного минерального порошка во взаимодействии с битумом, чтобы, тем самым, получить более наглядные результаты.

Характеристика отсева камнедробления по гранулометрическому составу соответствует ГОСТ 9128-97.

Содержание битума в асфальтобетоне было принято одинаковым во всех сериях - 6,5%. Используемый битум был марки БНД 60/90.

В соответствии с теорией планирования эксперимента, были заложены одиннадцать серий по три образца размером 50,5x50,5мм.

Результаты испытаний серий асфальтобетонных образцов приведены в табл. 8.

Таблица 8.

Общие физико-механические характеристики асфальтобетона при

различном содержании пыли уноса в минеральной добавке.

№ Содержится в минеральной добавке, % Предел прочности на сжатие образцов при 20° С, МПа Средняя плотность, г/см3 Водонасьпцение, %

серии АМП ПУ Габбро-диабаз ПУ гранит ПУ габбро-диабаз ПУ гранит ПУ габбро-диабаз ПУ гранит ПУ

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 100 0 6,57 6.57 2,510 2,510 1,55 1,55

2 90 10 8,39 7,33 2,534 2,518 1,57 1,63

3 80 20 8,27 7,28 2,555 2,509 1,59 1,77

4 70 30 7,41 6,24 2,541 2,500 1,55 1,95

5 60 40 6,41 5,45 2,540 2,483 1,61 2,05

6 50 50 5,90 5,12 2,530 2,466 1,72 2,21

7 40 60 5,97 5,08 2,539 2,468 1,78 2,52

Продолжение табл. 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

8 30 70 6,52 5,41 2,548 2,479 1,87 2,67

9 20 80 6,99 5,71 2,562 2,491 1,95 2,79

10 10 90 6,69 5,49 2,584 2,495 2,10 3,16

11 0 100 4,40 3,17 2,615 2,497 2,31 3,58

Изменение прочности асфальтобетона, при изменении процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке, носит волнообразный характер (рис. 3). Это справедливо как для гранитной ПУ, так и для габбро-диабазовой.

Рисунок 3.

IV сж, МПа

9,00

8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00

/ ""Ч К

Г: Г

1 к ' 1— > —"А к V

N Л 1

V у

ПУ МП 10 90 20 80 30 70 40 60 50 50 60 40 70 30 80 20 90 10 100 0

%

Рис. 5.3. Изменение прочности асфальтобетона при 20° С, с изменении содержания пыли уноса в минеральной добавке.

■ Экспериментальные данные для габбро-диабаза

--Требования ГОСТ 9128-97

А Экспериментальные данные для гранита ——— Данные уравнения регрессии для гранита -Данные уравнения регрессии для габбро-диабаза

Максимальная прочность асфальтобетона достигается при 10% -20% дозировке пули уноса в минеральной добавке. Это вызвано тем, что пыль уноса — более дисперсный материал, следовательно, количество мелкодисперсных частиц возрастает. В свою очередь, это приводит к увеличению суммарной поверхности, взаимодействующей с битумом, то есть асфальтобетон получается менее пористым.

Полученные в ходе испытаний результаты были обработаны на компьютере. При помощи программы «81а1§гарЫсз» была созданы модели (рис. 3), описывающая с достоверностью 96% (габбро-диабазовая ПУ) и

95% (гранитная ПУ) влияние процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке на предел прочности на сжатие образцов асфалбтобетона при 20° С.

- для минеральной добавки, содержащей габбро-диабазовую ПУ: R™ = 6,57+032555-П-0,0167037-П2+0,0002645-П3-0,00000132187-П4

- для минеральной добавки, содержащей гранитную ПУ:

Rc-ж = 6,57+0,32555-П-0,0167037-П2+0,0002629-П3~0,0000013228-П4 где П - содержание пыли уноса в минеральной добавке в процентах.

6. Экономическое обоснование применение пыли уноса асфальтосмесительных установок в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

Экономическая эффективность рассматривается с позиции замены, традиционно используемых для производства асфальтобетонной смеси, минеральных порошков на смесь пыли уноса и минерального порошка. При выборе процентных содержаний пыли уноса и активированного минерального порошка в минеральной добавке основным критерием была выбрана прочность асфальтобетона на сжатие. Таким образом, были выбраны: смесь, состоящая из 20% пыли уноса и 80% активированного минерального порошка и смесь, состо_ящая из 80% пыли уноса и 20% активированного минерального порошка (см. главу 5).

Расчет выполнен для условий действующего предприятия по выпуску асфальтобетонной смеси - ООО «Дорстройпроект» АБЗ №1 , расположенного в Санкт-Петербурге. Предприятие в течение сезона (май-ноябрь) производит 70 - 75 тыс. тонн асфальтобетонной смеси. При этом за сезон образуется в среднем 4 тыс. тонн пыли уноса.

Результаты расчетов сведены в таблицу 9.

Таблица 9.

Результаты расчета экономической эффективности применения пыли уноса.

Критерия оценки Минеральные порошки

активированный МП минеральная добавка (20% ПУ + 80% АМП) Минеральная добавка (80% ПУ + 20% АМП)

1 2 3 4

Объем минерального порошка на сезон, т. 11300 11 300 11 300

Прочность асфальтобетона на данном МП, МПа 6,57 8,27 6,99

Цена материала, руб./т. 1 300 1 067 368

Затраты за сезон, тыс. руб. 14 690 12 057 10 030

Экономическая эффективность, тыс. руб - 2 633 4 660

Как видно из таблицы, асфальтобетон на минеральной добавке 20% ПУ + 80% АМП значительно превосходит по прочности асфальтобетоны на минеральной добавке 80% ПУ + 20% АМП и активированном минеральном порошке (на 21% и на 15% соответственно). При этом экономическая эффективности данной смесь составляет 2 633 ООО руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Определением гранулометрического состава и физических свойств пыли уноса и активированного минерального порошка показало, что пыль уноса не уступает по этим показателям минеральному порошку и соответствует требованиям ГОСТ Р 52129-2003.

2. По своим физико-химическим свойствам пыль уноса сопоставима с традиционными минеральными порошками.

3. Изучение физико-механических свойств асфальтовяжущего на пыли уноса и активированном минеральном порошке показали, что асфальтовяжущее на пыли уноса не значительно уступает значениям асфальтовяжущему на активированном минеральном порошке, но при этом требуется большая дозировка битума. В частности, предел прочности на сжатие при 60°С у асфальтовяжущего на пыли уноса равен 1,17 МПа, а у асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке - 1,16 МПа. Но при этом дозировка битума в первом случае 16%, а во втором 12%. Это говорит о меньшем взаимодействии с битумом.

4. Исследование деформативных свойств асфальтовяжущего, по методике определения коэффициента пластичности показало, что асфальтовяжущее на пыли уноса имеет довольно высокие показатели, но уступающие показателям асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке, то есть обладает большей жесткостью и хрупкостью. Так, при 60°С коэффициент пластичность асфальтовяжущего на пыли уноса меньше в среднем на 40%, аналогичного показателя асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке.

5. Пыли уноса обладает меньшей структурирующей способностью по сравнению с традиционным минеральным порошком, что было доказано исследованиями физико-механических и деформативных свойств асфальтобетона. Например, предел прочности на сжатие при 20°С асфальтобетона на пыли уноса на 19% меньше аналогичного показателя

' асфальтобетона на минеральном порошке и составляет 5,19 МПа против 6,40 МПа.

6. В ходе испытаний было доказано, что асфальтобетон на пыли уноса полностью соответствует всем требованиям ГОСТ 9128-97 по водонасыщению, водостойкости и прочности.

7. По начальной и длительной водостойкости асфальтобетон на пыли уноса, как минимум, не уступает асфальтобетону на активированном минеральном порошке. Так, начальный коэффициент водостойкости асфальтобетона на пыли уноса равен 0,946, а асфальтобетона на активированном минеральном порошке - 0,912.

■ По прочности асфальтобетон на пыли уноса уступает асфальтобетону на активированном минеральном порошке в среднем на 25%, но при этом обладает меньшей интенсивностью снижения прочности -48% против 51%.

Асфальтобетон на пыли уноса обладает меньше пластичностью по сравнению с асфальтобетоном на активированном минеральном порошке. Так, коэффициент пластичности асфальтобетона на пыли уноса при 0°С равен 1,210, что на 10% выше, чем у асфальтобетона на активированном минеральном порошке. В связи с этим возможно использование в качестве минерального порошка смеси пыли уноса и активированного минерального порошка.

8. Плотность асфальтобетона при изменении процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке, возрастает для габбро-диабазовой ПУ и практически не меняется для гранитной ПУ. Возрастание плотности асфальтобетона на габбро-диабазовой ПУ объясняется более высокой истинной плотностью и большей основностью данного материала.

9. Водонасыщения асфальтобетона при изменении процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке увеличивается. Это объясняется более высокой пористостью пыли уноса по сравнению с минеральным порошком.

10. Изучение влияния процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке на прочностные характеристики асфальтобетона (предел прочности на сжатие при 20°С) показало, что изменение предела прочности выражается уравнением регрессии четвертой степени. Максимальная прочность получена при соотношении пыли и минерального порошка 20% - 80%. Величина этой прочности почти в 1,5 раза выше прочности асфальтобетона на одном минеральном порошке.

11. Сравнение экономических характеристик, показало эффективность применения пыли уноса асфальтосмесительных установок в смеси с традиционными минеральными порошками в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

12. Изучение физико-механических свойств пыли уноса и минерального порошка, асфальтовяжущего и асфальтобетона доказали возможность практического использования пыли уноса асфальтосмесительных установок (отдельно или в смеси с традиционными минеральными

порошками) в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

13. Применение смеси пыли уноса и активированного минерального порошка позволит значительно снизить стоимость асфальтобетона. Асфальтобетон на минеральной добавке 80% ПУ + 20% АМП имеет наибольшую экономическую эффективность

14. На основании результатов лабораторных исследований, в 2009 г. был построен опытный участок асфальтобетонного покрытия для благоустройства территории комплекса складских и вспомогательных зданий низкотемпературного холодильного терминала по адресу Санкт-Петербург, ул. Якорная 17

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Хитров К.А. «Влияние пыли уноса асфальтосмесительных установок, содержащейся в минеральной добавке, на прочностные характеристики асфальтобетона». Известия С-Пб ЛТА. Сборник докладов молодых ученых на ежегодной конференции С-Пб ЛТА. Выпуск 12. С-Пб - 2007.

2. Хитров К.А. «Расчет экономики применения пыли уноса асфальтосмесительных установок в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона». Известия С-Пб ЛТА. Выпуск 188. С-Пб -2009.

3. Хитров К.А. «Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего на основе пыли уноса». Материалы научно-технической конференции. Петрозаводск. Йздгво ПТУ, 2009.

ХИТРОВ КОНСТАНТИН АНАТОЛЬЕВИЧ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 24.12.09. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ.л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ №272. С 17а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТА: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5

Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1. Представление о структуре асфальтобетона.

1.2. Анализ сырьевой базы производства минеральных порошков и пыли уноса.

1.3. Анализ применения минеральных порошков для асфальтобетона.

1.4. Постановка задачи.

2. Исследование физико-химических и физико-механических свойств пыли уноса.

2.1. Способ получения пыли уноса.

2.2. Исследование физико-механических свойств пыли уноса и минерального порошка.

2.3. Исследование физико-химических свойств пыли уноса.

Выводы по разделу.

3. Исследование физико-механических свойств асфальтовяжущего на основе пыли уноса.

3.1. Методика исследований.

3.2. Результаты определения растяжимости бинарных систем.

3.3. Исследование плотности, водонасыщения и набухания асфальтовяжущего.

3.4. Исследование прочностных характеристик асфальтовяжущего.

3.5. Результаты исследования деформативности асфальтовяжущего.

3.6. Результаты исследования пластичности асфальтовяжущего.

Выводы по разделу.

4. Исследование физико-механических свойств асфальтобетона на основе пыли уноса и активированного минерального порошка.

4.1. Методика исследований.

4.2. Исследование влияния пыли уноса и активированного минерального порошка на плотность и водонасыщение асфальтобетона при 20°С.

4.3. Исследование влияния пыли уноса и активированного минерального порошка на прочность и водостойкость асфальтобетона при 20°С.

4.4. Исследование влияния пыли уноса и активированного минерального порошка на температуроустойчивость асфальтобетона при 50 С и 0°С.

4.5. Определение деформативных свойств асфальтобетона.

4.6. Определение коэффициента пластичности асфальтобетона.

Выводы по разделу.

5. Определение оптимальной дозировки пыли уноса в минеральной добавке.

5.1. Методика исследования.

5.2. Исследование влияния процентного содержания пыли уноса на плотность и водонасыщение асфальтобетона при 20°С.

5.3. Исследование влияния процентного содержания пыли уноса на прочность асфальтобетона при 20°С.

Выводы по разделу.

6. Экономическое обоснование применение пыли уноса асфальтосмесительных установок в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

Выводы по разделу.

В стратегии развития лесопромышленного комплекса России на период до 2015 года, рассмотренной и одобренной на VI Международном лесном форуме, обозначены основные направления - реализация проектов по комплексной переработке древесины, развитию инфраструктуры, лесного дорожного строительства. Как отметили участники форума - «факторами, ограничивающими развитие лесной отрасли, являются отсутствие централизованных капиталовложений в лесной сектор, незначительные иностранные инвестиции, низкая плотность существующей дорожной сети, нерентабельность перевозки круглого леса на расстояние свыше 1000 км и пиломатериалов свыше 2500 км из-за высоких железнодорожных тарифов». Для сохранения конкурентоспособности предприятий необходимо сокращать время от заготовки леса до его обработки. В этих условиях важно переходить к интенсивному ведению лесного хозяйства. Для этого необходимо создание густой сети лесных дорог и развитие транспортной логистики [7].

На долю перевозки древесины автомобильным транспортом приходится до 80-90% от общего объема транспорта леса. Строительство лесовозных автомобильных дорог связано со значительными затратами и отдельные предприятия не могут себе этого позволить. Однако в последнее время наметилось укрупнение предприятий, создаются лесопромышленные холдинги и группы, аккумулирующие значительные материальные и финансовые ресурсы. Как правило, магистральные лесовозные автомобильные дороги имеют выходы к сети региональных автодорог общего пользования. Это позволит в дальнейшем войти им в эту сеть и дополнительно связать не только предприятия отрасли, но многочисленные лесные поселки, что является значительным социальным фактором. Подключение крупных магистральных лесовозных автодорог в сеть дорог общего пользования приведет к строительству усовершенствованых покрытий из горячих и холодных асфальтобетонов, поверхностных обработок, холодных эмульсионно-минеральных смесей и других видов битумоминеральных смесей [35].

Это связано прежде всего с увеличением расходов дорожно-строительных материалов, обеспечение которыми ограничено высокой стоимостью их производства и значительными транспортными расходами.

Одним из наиболее дорогостоящих и дефицитных компонентов асфальтобетонной смеси является минеральный порошок.

Порошок образует с битумом асфальтовое вяжущее вещество, которое связывает более крупные зерна в монолит и в значительной степени обуславливает реологические и физико-механические свойства асфальтобетона.

Традиционными и наиболее высококачественными минеральными порошками в мировой практике дорожного строительства признаны карбонатные горные породы (известняки, доломиты и др.), содержащие не более 5 % глины. Распространение карбонатных горных пород в природе ограничено. В ряде месторождений полезная толща выражена несколькими горизонтами. Верхние слои породы, как правило, обладают пониженной прочностью. В них наблюдаются слои, прослойки и линзы глин и песков, которые трудно удалить при добыче горной массы и количество которых доходит до 10-12 %. Перспектива использования таких материалов в технологии асфальтобетона открывается при условии их модифицирования в целях улучшения взаимодействия с битумом.

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

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

Для активации минеральных порошков использовали в основном продукты и отходы нефтяной и обрабатывающей промышленности: второй жировой гудрон, производные высших карбоновых кислот: синтетические жирные кислоты (СЖК), кубовые остатки СЖК, окисленный петролатум, железные соли СЖК: ферроокисленные рисайклы и петролатумы и др., а также низкотемпературный каменноугольный деготь, буроугольную смолу, древесную газогенераторную смолу лиственных пород, сланцевое масло, кремнеорганическую жидкость ГКЖ-94, госсиполовую смолу (хлопковый гудрон), и др. [36,45,49,59].

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

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

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

В связи с этим мы приходим к тому, что необходимо увеличить количество материалов, применяемых в качестве минеральных порошков. С этой целью еще в СССР, а затем и в России, и за рубежом проводят исследования порошковых отходов промышленности различного происхождения.

Такого рода исследования проводились в СССР еще в довоенные годы. Однако широкого практического применения такие материалы не получили (кроме опытных работ).

В настоящее время наибольшее внимание было уделено таким материалам, как золы уноса ТЭЦ, золы от сжигания различных материалов, самораспадающиеся шлаки, а также пыли уноса цементных заводов и камнедробильных установок.

В связи с этим актуальным так же является использование пыли уноса асфальтосмесительных установок, широкому применению которой мешает ее недостаточная изученность как минерального порошка.

Целью работы является снижение стоимости строительства асфальтосмесительных покрытий лесовозных автомобильных дорог при сохранении качества и долговечности за счет использования пыли уноса. Расширить сырьевую базу производства минеральных порошков.

Задачи исследований:

- исследовать влияние пыли уноса, исследуемой в качестве минерального порошка, на свойства асфальтобетона;

- изучить особенности структурообразования асфальтовяжущего на пыли уноса;

- определить дозировку пыли уноса в минеральной добавке для производства асфальтобетона;

Объектом исследования является прочность и долговечность покрытий лесовозных дорог из асфальтобетонных смесей;

Предметомисследования являются пыли уноса асфальтосмесительных установок, используемых в качестве минерального порошка для получения асфальтовяжущего.

Методы исследования. Лабораторные и производственные исследования в соответствии с действующими ГОСТ с планированием экспериментов.

Научная новизна:

- теоретически обоснована возможность использования ПУ (отдельно или совместно с МП) в качестве МП для производства асфальтобетона;

- исследовано влияние ПУ на структурообразование асфальтовяжущего и асфальтобетона;

- установлено влияние пыли уноса на свойства асфальтобетона;

- подобрано оптимальное соотношение ПУ и МП в минеральной добавке для производства асфальтобетона.

Практическая значимость работы:

- расширение сырьевой базы производства МП для строительства лесовозных автодорог;

- снижение стоимости строительства лесовозных дорог с покрытиями из асфальтобетона.

На защиту выносятся:

- теоретическое обоснование возможности использования ПУ для производства асфальтобетона

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

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

- методика и результаты исследования влияния процентного содержания пыли уноса на свойства асфальтобетона.

Реализация работы. Применение асфальтобетона, с оптимальным соотношением ПУ и МП в минеральной добавке, для благоустройства территории комплекса складских и вспомогательных зданий низкотемпературного холодильного терминала по адресу Санкт-Петербург, ул. Якорная 17.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: научно-технических конференциях молодых ученых и студентов (Санкт-Петербург, ЛТА) 2006, 2007, 2008, г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 работы, две из которых в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы из 71 наименований, 4 приложений. Основное содержание работы изложено на 118 страницах машинописного текста без приложений и содержит 16 таблиц, 33 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Определением гранулометрического состава и физических свойств пыли уноса и активированного минерального порошка показало, что пыль уноса не уступает по этим показателям минеральному порошку и соответствует требованиям ГОСТ Р 52129-2003.

2. По своим физико-химическим свойствам пыль уноса сопоставима с традиционными минеральными порошками.

3. Изучение физико-механических свойств асфальтовяжущего на пыли уноса и активированном минеральном порошке показали, что асфальтовяжущее на пыли уноса не значительно уступает значениям асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке, но при этом требуется большая дозировка битума. В частности, предел прочности на сжатие при 60°С у асфальтовяжущего на пыли уноса равен 1,17 МПа, а у асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке - 1,16 МПа. Но при этом дозировка битума в первом случае 16%, а во втором 12%. Это говорит о меньшем взаимодействии с битумом.

4. Исследование деформативных свойств асфальтовяжущего, по методике определения коэффициента пластичности, показало, что асфальтовяжущее на пыли уноса имеет довольно высокие показатели, но уступающие показателям асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке, то есть обладает большей жесткостью и хрупкостью. Так, при 60°С коэффициент пластичность асфальтовяжущего на пыли уноса меньше в среднем на 40%, аналогичного показателя асфальтовяжущего на активированном минеральном порошке.

5. Пыль уноса обладает высокой структурирующей способностью, но не значительно уступает по этому показатель традиционному минеральному порошку, что было доказано исследованиями физико-механических и деформативных свойств асфальтобетона. Например, предел прочности на сжатие при 20°С асфальтобетона на пыли уноса меньше аналогичного показателя асфальтобетона на минеральном порошке и составляет 5,19 МПа против 6,40 МПа.

6. В ходе испытаний было доказано, что асфальтобетон на пыли уноса полностью соответствует всем требованиям ГОСТ 9128-97 по водонасыщению, водостойкости и прочности.

7. По начальной и длительной водостойкости асфальтобетон на пыли уноса, как минимум, не уступает асфальтобетону на активированном минеральном порошке. Так, начальный коэффициент водостойкости асфальтобетона на пыли уноса равен 0,946, а асфальтобетона на активированном минеральном порошке - 0,912.

По прочности асфальтобетон на пыли уноса уступает асфальтобетону на активированном минеральном порошке в среднем на 25%, но при этом обладает меньшей интенсивностью снижения прочности — 48% против 51%.

Асфальтобетон на пыли уноса обладает меньше пластичностью по сравнению с асфальтобетоном на активированном минеральном порошке. Так, коэффициент пластичности асфальтобетона на пыли уноса при 0°С равен 1,210, что на 10% выше, чем у асфальтобетона на активированном минеральном порошке. В связи с этим возможно использование в качестве минерального порошка смеси пыли уноса и активированного минерального порошка.

8. Плотность асфальтобетона, при изменении процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке, возрастает для габбро-диабазовой ПУ и практически не меняется для гранитной ПУ. Возрастание плотности асфальтобетона на габбро-диабазовой ПУ объясняется более высокой истинной плотностью и большей основностью данного материала.

9. Водонасыщения асфальтобетона, при изменении процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке, увеличивается. Это объясняется более высокой пористостью пыли уноса по сравнению с минеральным порошком.

10. Изучение влияния процентного содержания пыли уноса в минеральной добавке на прочностные характеристики асфальтобетона (предел прочности на сжатие при 20°С) показало, что изменение предела прочности выражается уравнением регрессии четвертой степени. Максимальная прочность получена при соотношении пыли и минерального порошка 20% - 80%. Величина этой прочности почти в 1,5 раза выше прочности асфальтобетона на одном минеральном порошке.

11. Сравнение экономических характеристик, показало эффективность применения пыли уноса асфальтосмесительных установок в смеси с традиционными минеральными порошками в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

12. Изучение физико-механических свойств пыли уноса и минерального порошка, асфальтовяжущего и асфальтобетона доказали возможность практического использования пыли уноса асфальтосмесительных установок (отдельно или в смеси с традиционными минеральными порошками) в качестве минерального порошка для производства асфальтобетона.

13. Применение смеси пыли уноса и активированного минерального порошка позволит значительно снизить стоимость асфальтобетона. Асфальтобетон на минеральной добавке 80% ПУ + 20% АМП имеет наибольшую экономическую эффективность.

14. На основании результатов лабораторных исследований, в 2009 г. был построен опытный участок асфальтобетонного покрытия для благоустройства территории комплекса складских и вспомогательных зданий низкотемпературного холодильного терминала по адресу Санкт-Петербург, ул. Якорная 17.

1. Автомобильные дороги. Применение порошковых отходов промышленности в асфальтобетоне. М 1990. — с. 10-11.

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

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

4. Богомолов A.A. Дорожно-строительные машины: Часть III. Проектирование машин и оборудования асфальто- и цементобетонных заводов: Учебное пособие. Белгород. 2003. — с. 18 - 19, 23.

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

6. Борисенко O.A., Борисенко Ю.Г. Влияние дисперсности и удельной поверхности минерального порошка на формирование структуры и физико-механических свойств асфальтобетонов. Сборник научных трудов СевКавГТУ. Ставрополь 2004 - с. 29-22.

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

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

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

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

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

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

13. Гезенцвей Л.Б. под. ред. Дорожный асфальтобетон. М.: Транспорт. 1976. 295 с.

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

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

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

17. ГОСТ 11505-75 «Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости». с. 1 - 15.

18. ГОСТ Р 52129-2003 "Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия". с. 2 — 19.

19. ГОСТ 9128-97 «Требования к асфальтобетонным смесям» с. 1-28.

20. Гридчин A.M., Ядыкина В.В. Особенности взаимодействия битума с минеральными материалами из кислых пород. Белгород 2007 - с. 4-5.

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

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

23. Иванов H.H., Ефремов Л.Т. О работоспособности асфальтобетона в дорожном покрытии // Тр. МАДИ. — 1973. вып. 63. — с. 52-59.

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

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

26. Козлов В. Н., Нимвицкий А. А., Технология пирогенетической переработки древесины, M.-JL, 1954.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

45. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика и технический прогресс // Будущее науки. М.: Знание, 1973. - с. 174-189.

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

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

48. Рыбьева Т.Г. Исследование влияния минералогического состава порошков на структурно-механические свойства битумоминеральных материалов. Автореферат дисс. канд. техн. наук., М.: МАДИ. 1961.- с. 2-14.

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

50. Сергута A.M. Технология получения и применения минеральных порошков, активированных лесохимическими реагентами для строительства лесовозных дорог. Дисс. канд. техн. наук., с. 80-82.

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

52. Соловьев Б.Н., Силин В.В. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Учебное пособие. М.: «Транспорт». — 1993. - с. 54 — 58.

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

54. Сотникова B.H. Материалы применяемые для приготовления активированных минеральных порошков. // Тр. Союздорнии. вып. 56. 1972.-е. 21-29.

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

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

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

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

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

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

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

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

63. Ханнанова Г.Т. Минеральный порошок на основе пиритных огарков в составах асфальтобетонных композиций. Уфа: УфГНТУ. Автореферат дисс. канд. техн. наук. - 2009. - с. 7.

64. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М. - 1967. -с. 13-68.

65. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. М.: Наука, 1972. 238 с.

66. Юрашунас Т.К. Комплексное использование гравийных материалов Литовской ССР для производства асфальтобетона. М.: СоюздорНИИ. Автореферат дисс. канд. техн. наук. 1973. — с. 2-14.

67. Ярмолинская Н.И. Дорожный асфальтобетон с применением минеральных порошков из техногенных отходов промышленности. — Хабаровск.- 2002. с. 57-78.

68. Ястребова Л.Н. Исследование свойств минеральных порошков и их влияние на свойства асфальтобетона. // Сборник тр. ДорНИИ. Вып. VIII. -1949.-с. 83-105.

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

70. Технология получения пыли уноса.

71. Общая схема получения пыли уноса.1 агрегат питания; 4 - пылеулавливатель циклонного типа;2 сушильный барабан; 5 - вентилятор-дымосос;3 — горячий элеватор; 6 пылеулавливатель с рукавнымифильтрами.

72. Схема пылеуловителя циклонного типа. (I ступень очистки)1 корпус циклона;2 — верхний газоход;3 — вентилятор;4 уловленная пыль;5 очищенные газы;6 — загрязненные газы;7 — осадительный бункер.

73. Схема рукавного фильтра. (II ступень очистки)1 рукавный фильтр; 3 - вентилятор-дымосос;2 очищенные дымовые газы; 4 - загрязненные дымовые газы.

74. Статистика по зерновому составу пыли уноса различного генезисазавода АММАЖ.