автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Катионоактивная битумная эмульсия на основе эмульгатора "ИК"



На правах рукописи

■У

Сукорцев Сергей Викторович

КАТИОНОАКТИВНАЯ БИТУМНАЯ ЭМУЛЬСИЯ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬГАТОРА «ИК»

Специальность 05.23.05 - строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

I

Новосибирск - 2006 г.

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности

Научный руководитель:

кандидат технических наук,

Носов Константин Борисович

доцент

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кафедры «Технология, организация, экономика строительства»

СГУПС Мосаков Борис Степанович

кандидат технических наук, доцент кафедры «Дорожно-строительное материаловедение»

СибАДИ Прокопец Валерий Сергеевич

Ведущая организация: - ЗАО «Сибирский научно-

Защита состоится «17» марта 2006 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д 218.012.02 при Сибирском государственном университете путей сообщения по адресу: 630049, г. Новосибирск, ул.Д.Ковальчук, 191, зал заседаний ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного университета путей сообщения.

исследовательский институт транспортного строительства» (СИБЦНИИТС)

226

Автореферат разослан «/¿"» Ф^/рлля 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

А.Я. Неустроев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. На строительный сектор Европейского Союза (ЕС) приходится 11% валового внутреннего продукта, что составляет четверть общего промышленного потенциала. Международный конгресс «Строительство и окружающая среда» (1998) принял в качестве важнейших на ближайшие 2025 лет задачи снижения энергоемкости строительства и уменьшения отходов и загрязнений окружающей среды на 50 %. Это относится и к дорожной отрасли России. Государственной транспортной стратегией РФ до 2020 г. предусматривается увеличение объемов работ по строительству и реконструкции магистральных федеральных дорог до 1300-1500 км в год, территориальных - до 13-15 тыс. км с последующим ростом до 20-30 тыс. км в год, содержанию и ремонту - до 6-7 тыс. км в год дорог федерального значения и 60-70 тыс. км в год - территориального.

Необходимость резкого повышения качества строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог, их удешевления требуют использования новых современных материалов, обладающих высокими потребительскими свойствами. Одним из путей решения проблемы является применение эмульсионно-минеральных смесей.

Вопросы технологии приготовления эмульгаторов на основе местных материалов, эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей на их основе до настоящего времени изучены недостаточно. Существующие технологии предусматривают, в основном, применение эмульгаторов зарубежного производства. При этом остаются неиспользованными значительные объемы отходов производства, побочных продуктов промышленности, бытовых отходов, содержащих материалы, пригодные для получения эмульгаторов. Эти отходы не могут быть использованы вследствие несовершенства существующих технологий, ориентированных на использование традиционных исходных материалов и эмульгаторов.

С другой стороны, в связи с надвигающимся кризисом углеводородного топлива будет формироваться его дефицит и постоянное повышение цен на битум. Научные исследования должны бьггь нацелены на создание принципиально новых, экономически выгодных технологий и использование местных материалов, обеспечивающих выполнение поставленных задач на основе разработки нового отечественного эмульгатора. Использование катионоактивных битумных эмульсий с применением полученного отечественного эмульгатора позволит существенно сократить затраты при работах по подгрун " нтных работах,

обеспыливании дорог переходного типа, устройстве ямочного ремонта, слоев типа «сларри-сил» и «микросюфейсинг».

Выполненная работа входит в перечень приоритетных НИОКР согласно «Концепции Национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог Российской федерации до 2025 года», утверждённой в 2004 году, и «Плана важнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ дорожного хозяйства на 2005-2006 гг.» раздела 2.3 «Совершенствование дорожных технологий, конструкций и материалов».

Целью работы является разработка катионных эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей на основе эмульгатора «ИК», полученного из отходов, содержащих жирные кислоты растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, и удовлетворяющих требованиям действующих нормативных документов.

Задачи исследования. Для реализации сформулированной цели требовалось решить следующие задачи:

• осуществить выбор материалов, пригодных для получения эмульгатора;

• разработать технологию получения эмульгатора;

• обосновать параметры технологических процессов приготовления катионных эмульсий на основе разработанного эмульгатора;

• произвести оценку соответствия получаемых битумных эмульсий требованиям нормативных документов;

• изучить возможность получения битумоминеральных смесей на основе полученных катионных битумных эмульсий и произвести оценку эффективности применения полученных эмульсий в эмульсионно-минеральных смесях.

Объект исследования - свойства эмульгатора на основе жирных кислот растительных масел, или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства и битумные эмульсии на его основе.

Методология работы. Исследования основаны на использовании и развитии теоретических положений в области структурообразования и технологии производства нефтяных битумов, битумных эмульсий, эмульсионно-минеральных смесей, разработанных коллективами научных работников под руководством отечественных учёных Л.Б. Гезенцвея, Н.В. Горелышева, Р.Б. Гунна, В.А. Золотарева, И.В. Королева, М.И. Волкова, A.M. Богуславского, A.M. Руденского, Ф.Г. Унгера и зарубежных учёных Krenkler К., Canter L.W., Cherp О., Glasson J., Therivel R., Chadwick A., Lee N., Taylor S., Brand W., а также исследований в области техноло-

гии производства эмульгатора, битумных эмульсий, разработанных под руководством и при участии отечественных учёных А.Е. Мерзликина, Я.Н. Ковалева, Г.А. Бонченко, В.В. Фрязинова, A.C. Колбановской, Н.Б. Урьева и зарубежных учёных Шинода К., Какагова Т., Тамамуси Б., Исемура Т., Фриц Гесс, Бехер П.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выявлена возможность получения эмульгаторов, содержащих смесь поли-тиленполиамина и жирных кислот растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства. Разработан состав эмульгатора и кислот.

2. Установлено, что обработка водного раствора полученного эмульгатора различными кислотами и последующее совмещение с битумом способствует получению катионоактивной битумной эмульсии. Получены экспериментальные данные физико-механических свойств катионоактивных битумных эмульсий и доказано их соответствие требованиям действующих нормативных документов.

3. Установлено, что применение эмульгаторов на основе растительных и таловых масел позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов, а также улучшает сцепление вяжущего с их поверхностью.

4. Установлено, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульси-онно-минеральных смесях и, соответственно, к увеличению срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

Новизна результатов исследований подтверждена тем, что базирующиеся на их основе решения признаны изобретениями и защищены патентами.

Защищаемые положения:

- технология получения эмульгатора из жирных кислот растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства;

- экспериментальные данные, характеризующие свойства полученных эмульгаторов и катионных эмульсий на их основе, и оценка их соответствия требованиям действующих нормативных документов;

- экспериментальные данные, доказывающие, что применение эмульгаторов на основе растительных и таловых масел позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов;

- экспериментальные данные, доказывающие, что использование разработанных эмульгаторов улучшает сцепление вяжущего с минеральным материалом;

- результаты исследований, доказывающие, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионо-минеральных смесях и, соответственно, к увеличению срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

Практическая значимость работы:

- разработана и апробирована технология получения эмульгатора из жирных кислот, входящих в состав растительных масел, или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства.

- разработана и апробирована технология получения прямых катионных битумных эмульсий на основе полученных эмульгаторов.

- разработан и апробирован на конкретной автомобильной дороге технологический регламент использования полученной битумной эмульсии для обеспыливания обочин и подгрунтовки поверхностей.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждена сходимостью результатов теоретических, лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных на основе современных методов исследований (люминесцентного анализа, ИК- и ЭПР-спектроскопии, хромато-масс-спектрометрии, кислотный и щелочной гидролиз) с применением аттестованного лабораторного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень надежности получаемых результатов и обработкой полученных результатов методами математической статистики. Достоверность рекомендаций по технологиям приготовления эмульгатора и эмульсий подтверждена результатами опытно-производственных исследований.

Реализация результатов исследований. Разработанные технологии получения эмульгатора, эмульсий, производства работ по устройству подгрунтовки и обеспыливания прошли опытно-производственную проверку при проведении капитального ремонта автомобильной дороги М-53 «Байкал»:

- в 2003 г. на участках км 35-40 и км 40-45 для подгрунтовки поверхностей нижележащих слоев;

- в 2004 г. на участке км 380-385 для обеспыливания обочин.

Отдельные результаты исследований включены в «Технологический регламент на обеспыливание автомобильных дорог с переходными типами покрытий битумной эмульсией», предложенные для использования в ФУАД «Сибирь».

Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на конференциях различного уровня в г. Кемерове, Барнауле и Новосибирске.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 121 наименований, в том числе 67 на иностранных языках, приложений. Результаты исследований представлены на 157 страницах машинописного текста, включающего 17 рисунков, 32 таблицы, приложения занимают 14 страниц.

Автор выражает благодарность научному руководителю за консультации и осмысление полученных научных результатов, а также коллективам лабораторий Кемеровского технологического института пищевой промышленности, Института химии нефти, Института катализа, испытательного аналитического центра новосибирского Института органической химии им. H.H. Ворожцова Сибирского отделения РАН, лаборатории «Химического анализа воды» Института проблем жилищно-коммунального хозяйства в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока, отдела органических вяжущих Белорусского дорожного научно-исследовательского института «БелдорНИИ» (Минск, Белоруссия), контроля качества работ ООО Кузбасского центра дорожных исследований, ООО «Профсервис» (Кемерово) за активное участие в проведении лабораторных испытаний.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 — Существующие способы получения и применения битумных эмульсий и задачи разработки технологий их производства — рассмотрено состояние вопроса и задачи исследования.

Темпы строительства автомобильных дорог во многих регионах России сдерживаются высокой стоимостью либо отсутствием кондиционных дорожно-строительных материалов. Повышение стоимости и изменение состава нефти вынуждает нефтеперерабатывающие предприятия производить более глубокую ее переработку, что приводит к ухудшению качества нефтяных гудронов и, как следствие, к ухудшению качества нефтяных битумов.

Одним из путей уменьшения стоимости автомобильных дорог являются эмульсионно-минералыше смеси, используемые для устройства этих дорог.

Битумные эмульсии позволяют улучшить качество, повысить технологичность и скорость проведения дорожно-строительных и ремонтных работ. Относительно низкая вязкость прямых битумных эмульсий, обусловленная наличием водной среды (от 31 до 50 %), обеспечивает хорошую способность обработки каменных материалов без их сушки и нагрева. Эти преимущества определили широкое применение битумных эмульсий в практике зарубежного дорожного строительства. За последние годы в условиях рыночных отношений и открытости границ в России начали создаваться базы по производству катионных битумных эмульсий, главным образом, на основе импортного оборудования с использованием импортных эмульгаторов.

Эмульгатор определяет свойства эмульсий. Для эмульгирования битума может быть использовано большое количество химических соединений, но, вследствие технических и экономических причин, лишь немногие из них нашли широкое применение. Эти соединения могут быть использованы самостоятельно или в сочетании с другими веществами. Они также могут быть подвергнуты различного вида модификациям в целях получения особых свойств.

В состав эмульгаторов входят поверхностно-активные вещества (ПАВ) различного вида. При последующем совмещении с битумом эти ПАВ естественно влияют на свойства битума. Введение в битум ПАВ, изменяющих процессы структурообра-зования в битуме, изменяет и процессы его термоокислительного старения.

В большинстве стран имеются спецификации как на анионовые, так и катио-новые эмульсии. Эти две категории эмульсий подразделяются на три класса в зависимости от стабильности эмульсии при контакте с каменным материалом или поверхностью покрытия, которая зависит от вида и количества эмульгатора, свойств битума и способа эмульгирования.

Минеральный материал оказывает существенное влияние на распад эмульсии. Влияние, оказываемое заполнителем, не ограничивается его химической природой. Физическая форма минерального материала также оказывает существенное влияние на скорость разрушения эмульсии. Высокое содержание мелкой фракции в заполнителе приводит к значительно более быстрому распаду катионоактивной битумной эмульсии.

Диспергированный битум восстанавливает свои первоначальные свойства после распада эмульсии на 98 %.

Для катионных эмульсий наилучшая устойчивость достигается обычно с низким рН. Скорость распада изменяется в зависимости от гранулометрических параметров эмульсии, среднего диаметра частиц, их удаления друг от друга.

За рубежом технологии с использованием катионоактивных битумных эмульсий получили широкое распространение в дорожном строительстве.

Одним из сдерживающих факторов для применения подобных технологий в России является отсутствие эффективных отечественных катионоактивных эмульгаторов и высокая стоимость импортных.

Глава П — Методики проведения исследований — посвящена обоснованию методики проведения исследований.

Структурно-логическая схема построения диссертационной работы соответствует рекомендациям по организации, порядку и последовательности проведения научных исследований.

На сегодняшний день сущность эмульгирования определяют в том, что на поверхности частичек, образованных в результате механического размешивания, осаждается эмульгатор и так, что длинноцепочечная гидрофобная группа в виде слоя проникает в водонерастворимое вещество, а гидрофильная группа находится на разделе границы водной фазы. У ионных эмульсий для достижения этого выравнивания к воде добавляется продукт противоположного заряда, то есть в случае кислотной группы - щелочь, а в случае группы основания - кислота. Присутствие кислот либо щелочей или солей в дисперсионной среде эмульсий влияет на их устойчивость из-за образования двойных ионных слоев.

Необходимая для эмульгирования кислота или щелочь находится в водной фазе. При добавлении эмульгатора к водной фазе, при сопоставимой стабильности эмульсии, меньше потребность в эмульгаторе.

Избыток эмульгатора должен быть минимальным. Однако на практике можно получить эмульсии с одинаковой скоростью распада, применяя различное количество эмульгаторов. Это зависит от того, какую степень развития поверхности имеют молекулы эмульгатора. Чем объемистей гидрофильная часть молекулы на поверхности раздела, тем меньше требуется эмульгатора. Этим рекомендациям соответствует полиэтиленполиамин и его соли.

Ещё более экономичен предложенный нами катионоактивный эмульгатор с четвертичным атомом азота, представляющий собой смесь полиэтиленамина НН2С2Н4(ННС2Н4)„МН2, где п = 1-5 и солей полиамина с органическими жирными кислотами общей формулы СтН2т_|СООН или СтН2т+1СООН или СтН2т.цСООН,

где ш = 10-20 или жирных кислот растительных масел, или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел

Таловые жирные кислоты - маслянистая жидкость светло-желтого цвета, состоящая из смеси высокомолекулярных ненасыщенных органических кислот (С^ -Сж). В состав смеси входят олеиновая, линолевая, линолиновая кислоты и их изомеры.

Согласно теории использования поверхностно-активных веществ отдельные частички битума в эмульсии должны быть полностью окружены молекулами эмульгатора. Это обязательное условие для достижения хорошей устойчивости при хранении.

У битумов имеются значительные различия пригодности к эмульгированию, так как каждый битум содержит определенное количество кислотных органических соединений, препятствующих процессу эмульгирования с катионными эмульгаторами. Следовательно, для катионных эмульсий с целью экономии эмульгатора нужно применять битумы «бедные» кислотами, то есть «неэмульгирую-щие» битумы.

С целью дальнейшего облегчения процесса эмульгирования необходимо работать с битумами низкой вязкости или битумами, обработанными летучими растворителями.

Эмульсия должна быть стабильной при хранении и транспортировке, но быстро распадаться при применении. Эти свойства более просто достигаются для ка-тионовых эмульсий, так как эти эмульсии вступают в реакцию и распадаются в результате химического процесса при контакте с большинством каменных материалов. Как правило, поверхность каменного материала заряжена, и, следовательно, имеет место электростатическое притягивание эмульгатора к каменному материалу, что вызывает распад эмульсии. Распад может быть проконтролирован посредством выбора типа эмульгатора и его состава. Другими факторами, оказывающими влияние на распад, являются температура, влажность и тип битума.

Дорожные эмульсии являются техническими жидкостями, обладающие определенными свойствами, проявляющиеся при их производстве, хранении и применении. В рамках данной работы с учётом поставленной цели принято решение исследовать свойства, которые предусмотрены действующими нормами (ГОСТ Р 52128-2003). Прежде всего, это сцепление с поверхностью минеральной части и содержание битума в эмульсии, которые в большей степени формируют потребительские свойства полученных катионных эмульсий. Проведен анализ существующих методов оценки сцепления битумной эмульсии с минеральным материалом и долговечности битумов.

Величина поверхности, при определении этих свойств, определяется визуально, что, несомненно, приводит к субъективным ошибкам и искажениям. Поэтому использован метод, основанный на люминесцентной микроскопии.

Как показано выше, свойства эмульсии формируются под влиянием технологических параметров. Поэтому в число исследуемых параметров включены технологические свойства Изучение свойств экспериментальных образцов производили в сопоставлении с аналогичными образцами, имеющих в своём составе известные эмульгаторы.

В работе приведено описание методик определяемых свойств.

Приготовление эмульсии осуществлялось в аппарате для приготовления битумных эмульсий «Атомикс» (Франция).

Решение оптимизационной задачи для конкретной системы построена на математической модели, представляющей собой формально-знаковое описание объекта, позволяющее получать новую информацию. При решения задачи по оптимизации состава требуется найти количество эмульгатора, необходимое для получения битумной эмульсии, а также определить количество эмульсии, вводимой в эмульсионно-минеральные смеси. Исследуется зависимость функций отклика У|, Уз от двух количественных факторов.

В качестве исходного принят двухфакторный квадратичный ортогональный композиционный план. Поскольку все факторы управляемы, то в полной мере можно ставить активный эксперимент. В исходной точке принято количество эмульгатора, равное 1 %, количество эмульсии - равное 1 %. В качестве достоверного источника для определения интервалов варьирования были приняты рекомендованные действующими НД. Для постановки первой серии опытов было определено 9 составов и 3 эталонных состава из эмульсии на каждом уровне .Х| и дгт

В главе приведены характеристики использованных материалов (битума, талового масла, щебня, щебёночно-гравийно-песчаной смеси).

Так как работа посвящена разработке катионной эмульсии, использованы гранитный щебень фракции 5-20 мм с Новобибеевского карьера и дня сравнения -известковый щебень с Шипуновского месторождения. Выбраны эмульгаторы, составы битумной эмульсии и технология их изготовления, методы испытания.

Разработана схема проведения экспериментальной части диссертационной работы. Разработаны мероприятия по уменьшению экспериментального шума и повышению надёжности получаемых результатов.

В главе III — Результаты экспериментального исследования характеристик свойств и структуры полученных эмульгаторов — приведены результаты экспериментального изучения характеристик свойств и структуры полученных эмульгаторов.

Эмульгатор готовится совмещением указанных полиаминов с жирными кислотами или их смесью, нагреванием в избытке полиамина или нагреванием в среде растворителя.

Исследование эмульгатора проведено на базе аккредитованного испытательного аналитического центра новосибирского Института органической химии им. H.H. Ворожцова Сибирского отделения РАН.

Для исследований выбраны составы эмульгаторов, представленные в табл. 1. Наибольший интерес из-за низкой стоимости представляют 6 и 8 составы.

Составы эмульгаторов для исследований

Таблица I

№ состава Наименование и содержание ингридиентов (компонентов) состава, %

компонент содержание компонент содержание

1 триэтилентетраамин 35 его соли со стеориновой кислотой С|7Нз,СООН, 65

2 триэтилентетраамин 30 его соли с олеиновой кислотой С17Н33СООН 70

3 триэтилентетраамин 35 его соли с пальмитиновой кислотой С,5Н,|СООН. 65

4 триэтилентетраамин 35 его соли с министиновой кислотой С,3Н27СООН 65

5 днэтилентриаамин 40 его соли с олеиновой кислотой СпНпСООН 60

6 триэти лентетраами н 35 его соли с жирными кислотами растительного масла 65

7 полиэтиленполиамин 35 его соли со стеариновой кислотой С17Н„СООН 65

8 полнэтиленполиамин 35 его соли со смесью жирных и смоляных кислот талового масла 65

9 диамин C17H13NH(CH2)NH2 амидоамин СпНцССЖЩСНгЪМНз

Для установления строения эмульгатора проведена его возгонка (при температуре 230 °С и давлении 4-6 мм рт. ст.). Возогнанное вещество, представляющее собой

жидкость светло-желтого цвета, проанализирована методом хромато-масс-спектрометрии.

Выявлено, что основным соединением является 1 -аминоэтилпиперазин у СН2 - СН2 НЫ 4 N - СН2 - СН2 _ ЫН2

сн2 - сн2/

Для установления состава и строения кислот, входящих в состав эмульгатора, проведен его кислотный гидролиз 20 %-й серной кислотой при кипячении в течение 2-х часов. Выделенные кислоты проанализированы методом хромато-масс-спектрометрии в виде метиловых эфиров.

Анализ полученных данных показал, что жирные кислоты (96 %) являются основными в составе кислот. В составе жирных кислот преобладают олеиновые кислоты (73,9 %), по-пидимому, цис- и транс- изомеры. Проведен щелочной гидролиз эмульгатора 10 %-м раствором едкого натра.

Полученный продукт обеспечивает высокое сцепление битума с минеральными материалами, в том числе кислых пород. Технические характеристики полученных эмульгаторов представлены в таблице 2.

Технические характеристики полученных эмульгаторов

Таблшр 2

¡Значение характеристики для состава Наименование характеристики 1 _

[1 [2 [3 ¡4 ¡5 [б |7 ¡8 |9

'Внешний вид Вязкая жидкость или аморфная масса темно коричневого цвета

Сцепление с минеральным материалом биту-|ма, содержащего 1,0 % эмульгатора (% от .контрольного образца №9) 92 95 88 96 90 i» 1 1 88 95 100 1

Кислотное число, мг КОН/г продукта, не бол. 25 22 24 20 22 i - 20 _ 24 1

;Число омыления, мг КОН/г продукта, не более - - - 1 20 - 22 | j

'Температура каплепадения, °С, не более 40 38 38 36 38 ¡40 1 38 38 40 i

Плотность при температуре 40 °С, кг/м1 950 ¡920' 1 930 960 950 ¡930 940 940 950

Температура вспышки, °С 145 150 148 150 152 j 145 150 150 145

Температура самовоспламенения, °С ззсГ 325 330 335" 325 ¡330 з'зо 325 330 (

Аминное число, г HCl с массовой долей 100 % на 100 г продукта, не менее Не нормируется !

Глава IV — Изучение влияния технологических параметров на свойства битумных эмульсий — посвящена исследованию влияния технологических параметров на свойства битумных эмульсий.

Получены и исследованы 10 составов битумных эмульсий. 1 состав: В 3,8 кг воды растворяли 100 г эмульгатора, содержащего 35 % триэтилентетраамина и 65 % его соли со стеориновой кислотой С17Н35СООН, добавляли соляную кислоту до значения рН раствора 2-4. Полученный раствор нагревали до 80 °С и смешивали с 6 кг битума, нагретого до 110 °С, в аппарате для приготовления битумных эмульсий «Атомикс».

Отличие остальных исследованных составов битумных эмульсий от первого состава представлено в таблице 3.

Эмульгатор в количестве 0,25-0,5 % от массы эмульсии позволяет получать однородную тонкодисперсную быстрораспадающуюся эмульсию, в количестве 0,6-0,9 % - среднераспадающуюся, а в количестве 1,0-2,0 % - медленнораспадаю-щуюся эмульсию. Результаты определения свойств полученных эмульсий представлены в таблице 4.

Отличие составов битумных эмульсий от первого состава

Таблица 3

№ состава Состав использованного эмульгатора, %

компонент содержание компонент содержание

2 триэтилентетра-амин 30% его соли с олеиновой кислотой СцНлСООН. 70%

3 триэтилентетра-амин 35% его соли с пальмитиновой кислотой СиНцСООН. 65%

4 фиэт плен гетра-амин 35% его соли с мнинсшпоной кислотой С,зН27СООН. 65%

5 диэтилентриа-амин 40% его соли с олеиновой кислотой СпНчСООН. 60%

6 триэтилентетра-амин 35% его соли с жирными кислотами растительного масла. 65%

7 полиэтиленполиа-мин 35% его соли со стеариновой кислотой С,7Нз5СООН. 65%

8 полиэтиленполиа-мин 35% его соли со смесью жирных и смоляных кислот талового масла. 65%

9 В отличии от 1-го состава в водный раствор дополнительно водился 1 % хлорида кальция, а вместо соляной кислоты использовалась фосфорная.

10 диамин С17НззМН (СН2)ЫН2 амидоамнн СпПлСОЫНССНз^Н.,

Результаты оценки полученных эмульсий

Таблица 4

Наименование свойств Номера составов

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

содержание битума, % 58 58 57 59 56 56 59 60 60 65

смешиваемость с минеральными материалами сплошная плёнка

однородность образца, остаток на сите 0,14 % 0,50 0,42 0,49 0,50 0,50 0,44 0,48 0,49 0,46 0,49

условная вязкость, с 9,7 9,4 9,7 11,2 10,4 9,4 11,4 10,1 11,2 17,2

сцепление с известковым щебнем,% 99 50 82 89 82 95 88 91 99 50

устойчивость при транспортировке расслоения нет

Анализ данных, представленных в таблице 4, показал, что полученные эмульсии (составы 1-9) соответствуют требованиям действующих НД и пригодны для устройства подгрунтовок и холодных эмульсионно-минеральных смесей.

Пробы с различным содержанием эмульгатора испытаны в лаборатории контроля качества работ ООО «Кузбасский центр дорожный исследований», Бел-дорНИИ и Институте катализа СО РАН. Анализ полученных данных показывает, что полученные эмульсии соответствуют требованиям действующих НД к эмульсиям класса ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3.

Влияние состава битумной эмульсии на процессы старения эмульсионо-минеральных смесей исследованы с использованием ЭПР-спектроскопии.

В соответствии с теорией, разработанной профессором Ф.Г. Унгером, имеющиеся на поверхности минеральных материалов свободные радикалы могут являться центрами, на которых осаждаются асфальтены, происходит их объединение с дальнейшим увеличением количества.

Поскольку асфальтены являются почти 100 %-м концентратом парамагнетиков, показателем интенсивности процесса старения нефтяной дисперсной системы может быть концентрация в ней парамагнитных центров, свидетельствующая о концентрации асфальтенов.

Исследования проводили на смесях двух типов:

- смесь на эмульсии, приготовленной с использованием французского эмульгатора «индулин»;

- смесь на эмульсии, приготовленной с использованием предлагаемого эмульгатора, условно названного ИК.

Исследовались смеси органических вяжущих как с известняком, так и с гранитом. Были получены спектры ЭПР смесей сразу после смешения компонентов, а также смесей, подвергнутых старению (выдержанных при температуре 160 °С в термостабилизированной камере в течение 6 часов). Результаты расчета концентрации парамагнитных центров в смесях представлены в таблице 5.

Влияние вида эмульгатора на концентрацию парамагнитных центров

Таблица 5

N Состав смеси Концентрация парамаг- Относительная кон-

п/п нитных центров в смеси, центрация парамагнит-

(г)-1 ных центров в смеси, %

До старения

1. Гранит+битумная эмульсия на 0,28х(10)17

основе «индулина» -

2. Гранит+ битумная эмульсия на 0,3х(10)17

основе ИК

3. Известняк+ битумная эмульсия

на основе «индулина 1,8х(10)17 100%

4. Известняк+ битумная эмульсия

на основе ИК 1,5х(10)17 87%

После старения

5. Гранит + битумная эмульсия на

основе «индулина 0,7x1(0)" 100%

6. Гранит+ битумная эмульсия на

основе ИК 0,4х(10)17 57%

7. Известняк+ битумная эмульсия

на основе «индулина 6,9х(10)'7 100%

8. Известняк+ битумная эмульсия

на основе ИК 4,5х(10)17 65%

Результаты эксперимента свидетельствуют, что вид эмульгатора существенного влияния на концентрацию парамагнитных центров не оказывает. Это, по-видимому, связано с тем, что при обработке поверхности гранита нефтяным битумом активного взаимодействия между ними не происходит. Концентрация парамагнитных центров в смеси № 1 и № 2 приблизительно одинакова.

16

Очень существенно концентрация парамагнитных центров меняется после старения смесей. Гранит с битумной эмульсией на основе предлагаемого эмульгатора ИК содержит только 57 % парамагнитных центров от их количества на граните с битумной эмульсией на основе «индулина». Это свидетельствует о том, что интенсивность старения смеси гранита с битумной эмульсией на основе предлагаемого эмульгатора ИК существенно ниже.

Еще более чётко выражено влияние вида эмульсии на интенсивность старения смесей известняка с битумными эмульсиями. Этот факт имеет очень большое значение, поскольку для приготовления эмульсионно-минеральных смесей в Сибирском регионе используют преимущественно известняковые минеральные материалы.

Имеющиеся на поверхности известняка свободные радикалы становятся центрами, вокруг которых интенсивно образуются асфальтены. В результате концентрация парамагнитных центров (свидетельствующая о концентрации асфальте-нов) в смеси, приготовленной на основе битумной эмульсии с эмульгатором ИК, снижается до 4,5х(10)17 (г-1), что составляет 65 % от аналогичного показателя для битумной эмульсии с эмульгатором «индулин»

Исследования, выполненные с применением методов ЭПР-спектроскопии, доказали, что использование эмульсии на основе эмульгатора ИК приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионо-минеральных смесях. Этот процесс является показателем старения нефтяного битума и в целом покрытий, устроенных из таких смесей.

Сцепление вяжущего с поверхностью минерального материала исследовался по пятибалльной шкале в соответствии с методом, разработанным А.И. Лысихиной.

Исследования производили раздельно на предлагаемой эмульсии и для сравнения на битумной эмульсии на основе «индулина».

В минеральный материал эмульсии вводились в количестве 3,5-5,5 % в перерасчёте на битум от массы минерального материала.

Установлено, что использование эмульгатора ИК улучшает сцепление вяжущего с минеральным материалом. Однако при введении таловых масел в минеральный материал достигаемый эффект значительно выше, нежели при введении таловых масел в битум. Как известно, таловые масла из-за своей повышенной химической активности обладают более выраженной адгезионной способностью, чем нефтяной битум. При непосредственном влиянии таловых масел на минеральный материал эта особенность реализуется более полно, чем при введении таловых масел в битум. В последнем случае поверхность минерального материала оказывается связанной не с таловым маслом, а с менее активным вяжущим - нефтяным битумом.

Для изучения процессов избирательной фильтрации компонентов органического вяжущего при его взаимодействии с поверхностью минеральных материалов был использован метод люминесцентной битуологии.

В основе этого метода лежит способность компонентов нефтяного битума люминесцировать под воздействием ультрафиолетовых лучей. Каждый компонент при этом люминесцирует своим цветом, имеющим определенные характерные особенности. Цвета и оттенки видимой части спектра люминесценции компонентов нефтяного битума достаточно хорошо изучены. Асфальтены люминесцируют темно-коричневым цветом, смолы - коричневым и кремовым цветами. Голубые, синие, зеленые, желтые цвета люминесценции характерны для масел. Метод люминесцентного анализа позволяет получить достаточно наглядную картину распределения компонентов битума в минеральном материале.

При исследований разреза щебенки из тонкопористого известняка, обработанного битумной эмульсией, установлено фракционирование компонентов нефтяного битума. В глубь минерального материала проникают масла, ближе к поверхности располагаются смолы. На поверхности адсорбируются асфальтены.

Таким образом, как и предполагалось, пленки нефтяного битума, обеспечивающие связь между минеральными частицами асфальтобетонной смеси, существенно обедняются низкомолекулярными фракциями, что приводит к повышению их хрупкости и, следовательно, к ускорению старения асфальтобетона.

Люминесценция щебенки из тонкопористого известняка, обработанного таловыми маслами, показала, что масло проникает в минеральный материал глубже, нежели нефтяной битум. Люминесцирование ее компонентов выражается менее ярко и менее насыщенно красками. Наблюдение люминесценции щебенки из тонкопористого известняка, обработанного сначала таловым маслом, а затем и нефтяным битумом, свидетельствует об отсутствии фильтрации компонентов нефтяного битума в минеральный материал, поскольку поры, капилляры являются уже заполненными компонентами талового масла.

Приведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что применение таловых масел позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов, а следовательно, и уменьшить скорости старения асфальтобетонов. Доказано, что полученные катионные эмульсии активно взаимодействуют с минеральными материалами, образуя на поверхности зерен любых горных пород прочную и водостойкую пленку.

Изучение влияния компонентов состава на технологические свойства эмульсии осуществлено методом математического планирования.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности направленного регулирования свойств битумных эмульсий, что согласуется с результатами других исследователей. Анализ данных по сцеплению с известковым щебнем и содержанию битума в эмульсии на основе разработанных эмульгаторов произведён с помощью критерия Фишера.

По экспериментальным данным, используя ортогональное композиционное планирование, получены двухфакторные модели второго порядка, имеющие вид У = Ь0 +Ь1х1 +Ь2х2 +ЬихI +Ь12х1 +Ьпх1хг, где х\ - количество вяжущего;

х2 - количество эмульгатора;

Ък Ьч - коэффициенты;

У - поверхность отклика.

Гипотеза об однородности дисперсий проверялась по С-критерию Кохрена. Для проверки адекватности модели формулировалась нуль-гипотеза о равенстве приведённой дисперсии неадекватности дисперсии ошибки эксперимента. Влияние факторов проанализировано на основе квазиоднофакторных моделей максимальные и минимальные значения определялись путём дифференцирования выходов последовательно по каждому фактору. Перед этим осуществляется подстановка в модель уже найденных оптимальных значений предыдущих факторов. На рисунке 1 представлены изолинии поверхностей отклика выхода от значений входов.

Количество эмульгатора

А) сцепления с известковым щебнем

Количество эмульгатора

Б) содержания битума

Рис.1. Изолинии поверхностей отклика 19

Анализ полученных данных позволяет с достаточной степенью надёжности сделать ряд выводов о влиянии рецептурных факторов на свойства битумной эмульсии, что позволило выдать рекомендации по их составу.

Глава V — Разработка рекомендаций по приготовлению и применению эмульгаторов и эмульсий — посвящена разработке рекомендаций по приготовлению эмульгаторов, эмульсий, эмульсионно-минеральных смесей и их применению.

Технологический цикл приготовления эмульгатора складывается из закачки сырья в мерники, загрузки реактора, нагревание смеси при перемешивании до определенной температуры, выдержки при этой температуре и выгрузки из реактора. Закачивание сырья насосами (например, водокольцевыми ВВН или ВВЦ), загрузка в реактор и выгрузка - самотеком. Длительность цикла - 2-2,5 часа, объем производимого продукта за час - 300-350 кг.

Технологическая схема производства эмульгатора представлена на рисунке 2.

Представлены рекомендации по характеристикам оборудования и определены производители химического оборудования, которые могут бьггь использованы для производства эмульгатора.

Расчётом стоимости производства 1 тонны эмульгатора в зависимости от применяемого сырья и материалов установлено, что стоимость составляет от 72,3 до 94,9 рублей за 1 кг, что в 2,5-3 раза меньше стоимости французского эмульгатора «индулина» (стоимость 7 долларов).

Определены требования к материалам для приготовления эмульсий, технология приготовления эмульгатора и эмульсий на его основе. Разработаны виды и

способы производственного (периодического и текущего) контроля качества эмульсий. Разработаны рекомендации по машинам и оборудованию.

Полученные катионоактивные битумные эмульсии использованы при проведении капитального ремонта автомобильной дороги М-53 «Байкал»:

- в 2003 г. на участках км 35-40 и км 40-45 для подгрунтовки поверхностей нижележащих слоев;

- в 2004 г. на участке км 380-385 для обеспыливания обочин.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Выявлено, что недостаточно изучены физико-механические и химические показатели исходных материалов при использовании их в качестве эмульгаторов.

2. Разработанные структурно-логическая схема исследований, схемы проведения экспериментальной части работы, план активного эксперимента позволили решать задачи оптимизации содержания эмульгатора в битумной эмульсии. Разработаны мероприятия по уменьшению экспериментального шума и повышению надёжности получаемых результатов. Выбраны эмульгаторы, тип битумной эмульсии, определяемые свойства эмульгаторов, эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей, технологии изготовления эмульгаторов и битумных эмульсий, методы испытания. Определены характеристики основных свойств используемых материалов.

3. В результате выполненных исследований научно обоснованы новые, защищенные патентами РФ технологические решения, обеспечивающие получение катионных эмульгаторов путем использования широкой номенклатуры материалов, в том числе побочных продуктов промышленности.

4. Установлено, что полученные эмульгаторы в количестве 0,25-0,5 % от массы эмульсии позволяют получать однородную тонкодисперсную быстрораспа-дающуюся эмульсию, 0,6-0,9 % - среднераспадающуюся, 1,0-2,0 % - медленно-распадающуюся эмульсию.

5. Разработана технология получения битумных эмульсий на основе разработанных эмульгаторов. Полученные эмульсии (составы 1-9) соответствуют требованиям действующих НД к эмульсиям класса ЭБК-1, ЭБК-2 и ЭБК-3 и пригодны для обеспыливания и устройства подгрунтовок и приготовления холодных эмульсионно-минеральных смесей.

6. Установлено, что рецептурные факторы содержания эмульгатора в эмульсии (хО и содержания эмульсии в эмульсионно-минеральных смесях (х2) не дейст-

21

вуют изолированно и оказывают сильное влияние на свойства битумной эмульсии и эмульсионно-минеральных смесей в исследуемых интервалах. Фактор х2 позволяет получить лучшие показатели в интервале содержания вяжущего от 4 до 7 процентов. Малое количество вяжущего не оказывает статически значимого эффекта. Эффект фактора х2 начинает сказываться при дозировке вяжущего в количестве 4 процентов. Наиболее подходящие показатели качества битумной эмульсии получаются при использовании эмульгатора (хО в количестве 1,25-1,5 %.

7. Применение эмульгаторов на основе растительных и таловых масел позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов, а, следовательно, и уменьшить скорости старения асфальтобетонов. Установлено также, что полученные ка-тионные эмульсии активно взаимодействуют с основными и с кислыми минеральными материалами, образуя на поверхности зерен любых горных пород прочную и водостойкую пленку. Установлено, что использование разработанных эмульгаторов улучшает сцепление вяжущего с минеральным материалом.

8. Выявлено, что гранит с битумной эмульсией на основе предлагаемого эмульгатора содержит только 57 % от содержания парамагнитных центров гранита с битумной эмульсией на основе известного эмульгатора. Это свидетельствует о том, что асфальтенов в смеси образовалось на 43 % меньше, и что интенсивность старения смеси гранита с битумной эмульсией на основе предлагаемого эмульгатора существенно ниже. При использовании разработанного эмульгатора свободные радикалы взаимодействуют с компонентами эмульгатора и теряют свою активность. После введения в такую смесь нефтяного битума, количество центров, вокруг которых ассоциируются и объединяются асфальтены, снижается. В результате концентрация парамагнитных центров (свидетельствующая о концентрации асфальтенов) в смеси, приготовленной на основе битумной эмульсии с предлагаемым эмульгатором, снижается до 65 процентов.

9. Исследования, выполненные с применением методов ЭПР-спектроскопии, доказали, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионо-минеральных смесях. Этот процесс является показателем старения нефтяного битума и в целом покрытий, устроенных из таких смесей. Следовательно, использование предлагаемой эмульсии приводит к увеличению срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

10. На экспериментальных участках автомобильных дорог проведена апробация разработанных технологий приготовления эмульгатора, эмульсий подгрунтов-ки и обеспыливания.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ РАБОТ

1. Патент № 2200173, «Россия», Российское агентство по патентам и товарным знакам / Катионоактивная битумная эмульсия и эмульгирующая добавка в эмульсию / В.В. Молчанов, В.В. Гойдин, C.B. Сукорцев. - 2001128422. Заявлено 18.10.2001. Опубл. 10.03.2003.

2. Носов К.Б., Сукорцев C.B. Использование электрофизических методов для повышения качества асфальтобетона: Тезисы научных работ. Кемерово: Кем-ТИПП, 1996. С. 57.

3. Сукорцев C.B. Катионоактивная битумная эмульсия на основе отечественного эмульгатора II Информационно-аналитический бюллетень «Техника и технология дорожного строительства». №1. Кемерово: Кузбасский центр дорожных исследований, 2001. С. 26-29.

4. Сукорцев C.B. Битумная эмульсия на основе катионных поверхностных веществ из таловых масел // Сб. тр. СГУПСа. Новосибирск, 2005.9 с.

5. Сукорцев C.B. Битумная эмульсия на основе катионных поверхностных веществ из таловых масел // Тезисы докладов научно-технической конференции ЗАО СИБЦНИИТС. Новосибирск, 2004. С. 63-65.

ЗсГТО

1- 387 §

с

Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98 Подписано в печать 08.02.2006 г. 1,25 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1498

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве Сибирского государственного университета путей сообщения 630049 Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191 Тел. (383) 228-73-81. E-mail: press@stu.ru

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И

ПРИМЕНЕНИЯ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Обзор существующих способов получения и использования 12 битумных эмульсий

1.2 Классификация эмульсий

1.3 Современные представления о физической природе влияния вида и 21 характеристик эмульгаторов на свойства битумных эмульсий

1.4 Современное представление о механизме распада эмульсий

1.5 Современное представление о влиянии ПАВ на свойства битумов

1.6 Области применения битумных эмульсий

1.7 Разработка отечественных технологий производства водно- 42 битумных эмульсий для дорожного строительства и эмульгаторов для их получения. Задачи исследований

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I

ГЛАВА II. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Обоснование принятой схемы проведения исследований и 45 экспериментов

2.2 Обоснование выбора эмульгатора для исследования

2.3 Обоснование выбора вида эмульсий и битума

2.4 Выбор определяемых свойств, методов их определения и 53 конкретизация схемы проведения экспериментов

2.5 Используемые приборы и оборудование

2.6 Планирование экспериментов по оптимизации составов битумных 73 эмульсий

2.7 Характеристика использованных материалов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО 79 ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ ПОЛУЧЕННЫХ ЭМУЛЬГАТОРОВ

3.1 Разработка технологии получения эмульгатора

3.2 Характеристика состава и структуры полученных эмульгаторов

3.3 Характеристика свойств полученных эмульгаторов 84 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III

ГЛАВА IV. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ НА СВОЙСТВА БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

4.1 Разработка технологии получения эмульсий

4.2 Результаты экспериментального изучения свойств и структуры 89 полученных эмульсий

4.3 Изучение влияния состава битумной эмульсии на процессы 95 старения эмульсионно-минеральных смесей

4.4 Изучение влияния предварительной механоактивации 98 (электрофизического воздействия) нефтебитума на его долговечность

4.5 Изучение сцепления битумной эмульсии с поверхностью 100 минеральных материалов

4.6 Оптимизация состава битумных эмульсий 103 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV

ГЛАВА V. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ

И ПРИМЕНЕНИЮ ЭМУЛЬГАТОРОВ И ЭМУЛЬСИЙ

5.1 Технология получения эмульгаторов

5.2 Технология приготовления катионной прямой битумной эмульсии

5.3 Рекомендации по устройству слоёв износа с шероховатой 121 поверхностью

5.4 Рекомендации по устройству подгрунтовки

5.5 Рекомендации по обеспыливанию покрытий из неукреплённых 124 материалов

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ V

Актуальность исследований. Объём мирового строительства достигает трёх триллионов долларов, что выше общемировых затрат в других сферах деятельности, в том числе и на военные цели. В странах Европейского Союза (ЕС) на строительный сектор приходится 11% валового внутреннего продукта, а на все промышленные отрасли стран ЕС 40%. В целом строительный сектор составляет четверть общего промышленного потенциала. Учитывая это, международный конгресс "Строительство и окружающая среда" (1998г.) постановил считать важнейшими задачами на ближайшие 20-25лет снижение энергоемкости строительства, в том числе дорожного, и уменьшение количества отходов и загрязнений окружающей среды на 50% [58].

Особенностями дорожного хозяйства России как отрасли народного хозяйства в настоящее время являются [2]:

Расширение сети автомобильных дорог, что требует значительных дополнительных затрат энергоресурсов на строительство дорог. В соответствии с "Концепцией государственной транспортной политики РФ" объем работ по строительству и коренной реконструкции магистральных федеральных дорог должен быть доведен до 1300-1500 км в год, территориальных дорог- до 13-15 тыс. км в год с последующим ростом до 20-30 тыс.км в год.

Расширение работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог: объемы работ по модернизации и всем видам ремонта федеральных дорог должен быть доведен до 6-7 тыс. км в год, территориальных дорог - до 60-70 тыс.км.

Необходимость резкого повышения качества строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог, что требует использования новых, современных технологий и материалов, обладающих высокими потребительскими качествами.

В дорожной отрасли РФ в последние годы наметилась следующая тенденция: наиболее энергоемкое производство, связанное с разогревом отдельных компонентов, сокращается, а затраты энергии на дорожные работы, выполняемые с использованием более мощных машин и механизмов, повышаются. В условиях Сибирского региона, в частности Новосибирской области (НСО), проблема энергосбережения стоит особенно остро. Одним из способов решения названных проблем является переход на использование новых, менее энергоёмких материалов, в том числе и битумных эмульсий.

Темпы строительства автомобильных дорог во многих регионах России сдерживаются высокой стоимостью, либо отсутствием кондиционных дорожно-строительных материалов. Добыча нефти осуществляется в отдаленных регионах страны, что приводит к увеличению дальности ее транспортирования, необходимости устройства коммуникационных путей, инфраструктуры этих регионов. Связанное с этим повышение стоимости нефти вынуждает нефтеперерабатывающие предприятия производить более глубокую ее переработку, что приводит к ухудшению качества нефтяных гудронов и, как следствие, к ухудшению качества нефтяных битумов

Одним из путей уменьшения стоимости автомобильных дорог может быть применение эмульсионно-минеральных смесей. Однако вопросы технологии приготовления эмульгаторов на основе местных материалов, эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей на их основе до настоящего времени изучены недостаточно. Существующие технологии предусматривают в основном применение эмульгаторов зарубежного производства. При этом остаются неиспользованными значительные объемы отходов производства, побочных продуктов промышленности, бытовых отходов, содержащих материалы, пригодные для получения эмульгаторов. Эти отходы не могут быть использованы вследствие несовершенства существующих технологий, ориентированных на использование традиционных исходных материалов и эмульгаторов.

С другой стороны в связи с надвигающимся кризисом углеводородного топлива будет формироваться его дефицит и постоянное повышение цен на битум. Научные исследования должны быть нацелены на создание принципиально новых, экономически выгодных технологий и использование местных материалов, обеспечивающих выполнение поставленных задач [37]. Реализация этих принципов привела к разработке нового отечественного эмульгатора. При применении отечественного эмульгатора и эмульсии на его основе существенно снижается стоимость поведенных работ. Использование катионоактивных битумных эмульсий с применением полученного отечественного эмульгатора позволит существенно сократить затраты при работах по подгрунтовке покрытий, при ремонтных работах, обеспыливание дорог переходного тип, устройства ямочного ремонта, устройству слоев типа «сларри-сил» и «микросюфейсинг».

Одним из способов решения названных проблем является использование битумных катионоактивных эмульсий на отечественных эмульгаторах, что предопределяет актуальность и своевременность исследований по выбранной автором теме диссертационной работы.

Выполненная работа входит в перечень приоритетных НИОКР согласно «Концепции Национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог Российской федерации до 2025 года», утверждённой в 2004 году и «Плана важнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ дорожного хозяйства на 2005-2006 гг» раздела 2.3. «Совершенствование дорожных технологий, конструкций и материалов».

Целью работы является разработка катионных эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей на основе эмульгатора «ИК», полученного из отходов, содержащих жирные кислоты растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, и удовлетворяющих требованиям действующих нормативных документов.

Объект исследования — свойства эмульгатора на основе жирных кислот растительных масел, или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства и битумные эмульсии на его основе.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения эмульгаторов, содержащих смесь политиленполиамина и жирных кислот растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства.

2. Установлено, что обработка водного раствора эмульгатора различными кислотами и последующее совмещение с битумом способствует получению дорожной катионной прямой битумной эмульсии. Получены экспериментальные данные физико-механических свойств дорожных битумных эмульсий и доказано их соответствие требованиям действующих нормативных документов.

3. Доказано, что применение разработанных эмульгаторов позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов, а также улучшает сцепление вяжущего с их поверхностью.

4. Результаты исследований показали, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионно-минеральных смесях и, соответственно, к увеличению срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

Практическая значимость работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана и апробирована технология получения эмульгатора из жирных кислот растительных масел или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства.

Разработана и апробирована технология получения дорожных прямых ® катионных битумных эмульсий на основе полученных эмульгаторов.

Разработан и апробирован на конкретной автомобильной дороге ^ технологический регламент использования полученной битумной эмульсии для обеспыливания обочин и подгрунтовки поверхностей.

Особенностью данной работы является комплексность изучения свойств материалов для приготовления эмульгаторов, эмульсий, эмульсионно-минеральных смесей и оценка их информативности с позиций работы эмульсии в условиях приближенных к реальным.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждена сходимостью результатов теоретических, лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных на основе современных методов исследований с применением аттестованного % лабораторного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов.

Использованные в работе современные методы исследований (хромато-масс-спектрометрия, ИК-спектроскопии, ЭПР-спектроскопии, кислотный и щелочной гидролиз) и обработка полученных результатов методами математической статистики подтверждают достоверность полученных данных и сделанных выводов, ф Достоверность основных результатов работы подтверждена также использованием стандартных методов исследования, проведением экспериментальных измерений с контролируемой точностью, статистической обработкой экспериментальных результатов, использованием современных * компьютерных технологий, обеспечивающих заданный уровень надёжности результатов расчётов.

Достоверность рекомендаций по технологиям приготовления эмульгатора, эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей подтверждена ® результатами опытно-производственного внедрения.

Научные положения, выносимые на защиту: технология получения эмульгатора на основе жирных кислот растительных масел, или смоляных кислот, входящих в состав таловых масел, являющихся отходами пищевого производства; экспериментальные данные, характеризующие свойства полученных эмульгаторов и катионных эмульсий на их основе, и оценка их соответствия требованиям действующих нормативных документов; экспериментальные данные, доказывающие, что применение разработанных эмульгаторов позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов; экспериментальные данные, доказывающие, что использование разработанных эмульгаторов улучшает сцепление вяжущего с минеральным материалом; результаты исследований, доказывающие, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионно-минеральных смесях и, соответственно, к увеличению срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на конференциях различного территориального, регионального и федерального уровней: научно-технической конференции ЗАО СИБЦНИИТС. в г. Новосибирске, 2005;

Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения надёжности и долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений на них», Барнаул, 2003; научно-технических конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности в г. Кемерово, 2002, 2003, 2004. и

Разработанные способы получения эмульгатора, эмульсий и эмульсионно-минеральных смесей на его основе прошли опытно -производственную проверку при проведении капитального ремонта автомобильной дороги М-53 «Байкал»: в 2003г на участках км 35-40 и км 40+45 для подгрунтовки поверхностей нижележащих слоев; в 2004 г. на участке км 380-385 для обеспыливания обочин.

Отдельные результаты исследований включены в «Технологический регламент на обеспыливание автомобильных дорог с переходными типами покрытий битумной эмульсией», переданных для издания в ФУ АД «Сибирь».

Результаты исследований опубликованы в 4 статьях и используются в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности.

По теме диссертации автором получен патент № 2200173, Россия, Российское агентство по патентам и товарным знакам,/ Катионоактивная битумная эмульсия и эмульгирующая добавка в эмульсию/ В.В. Молчанов, В.В. Гойдин,С.В.Сукорцев-2001128422. Заявлено 18.10.2001 Опубл. 10.03.2003;

Исследования проводились в лабораториях Кемеровского технологического института пищевой промышленности, Института химии нефти, Института катализа, испытательного аналитического центра Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН, лаборатории «Химического анализа воды», Института проблем жилищно-коммунального хозяйства в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока, БелдорНИИ (Минск, Белоруссия), ООО Кузбасский центр дорожных исследований, ООО «Профсервис» (Кемерово).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 121 наименований, в том числе 67 на иностранных языках, приложений. Результаты исследований представлены на 155 страницах машинописного текста, включающего 17 рисунков, 32 таблицы, приложения занимают 20 страниц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ литературных источников показал, что недостаточно изучены физико-механические и химические показатели исходных материалов при использовании их в качестве эмульгаторов.

2. Выбраны материалы для получения эмульгаторов, виды определяемых свойств и методы их определения. Разработаны мероприятия по уменьшению экспериментального шума и повышению надёжности получаемых результатов.

3. В результате выполненных исследований научно обоснованы новые, защищенные патентами РФ технологические решения, обеспечивающие получение катионных эмульгаторов путем использования широкой номенклатуры материалов, в том числе побочных продуктов промышленности.

4. Доказано, что полученные эмульгаторы: в количестве 0,25 - 0,5% от массы эмульсии позволяет получать однородную тонкодисперсную быстрораспадающуюся эмульсию, 0,6-0,9% - среднераспадающуюся, 1,0-2,0% -медленнораспадающуюся эмульсию.

5. Установлено, что рецептурные факторы не действуют изолировано и оказывают сильное влияние на свойства битумной эмульсии в исследуемых интервалах. Наиболее подходящие показатели получаются при использовании эмульгатора в количестве 1,5%.

6. Выявлено, что применение эмульгаторов на основе растительных и таловых масел позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минеральных материалов, а следовательно, и уменьшить скорости старения асфальтобетонов.

7. Доказано, что полученные катионные эмульсии активно взаимодействуют с минеральными материалами, образуя на поверхности зерен любых горных пород прочную и водостойкую пленку. Установлено, что использование разработанных эмульгаторов улучшает сцепление вяжущего с минеральным материалом.

8. Исследования, выполненные с применением методов ЭПР-спектроскопии, доказали, что использование эмульсии на основе предлагаемого эмульгатора приводит к снижению интенсивности образования асфальтенов в эмульсионо-минеральных смесях и, как следствие, к увеличению, срока службы покрытий из битумоминеральных смесей.

9. На экспериментальных участках автомобильных дорог проведена апробация разработанных технологий приготовления эмульгатора, эмульсий подгрунтовки и обеспыливания.

1. Адлер Ю.П., Маркова В.Е., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., 1976. 234с.

2. Агалаков Ю.А. Сроки службы и работоспособность асфальтобетонных покрытий. - № 3.

3. Адамсон А. Физическая химия поверхности. М.: Мир, 1979, -568 с.

4. Арутюнов B.C., Джаназян Э.С. Из опыта реконструкции МКАД.// Наука и техника в дорожной отрасли», №1, 1999 г., Москва, Издательство «Дороги», 1999 г. - С.19-21.

5. Бабаев В. И., Королев И. В. Технические поверхностно-активные вещества из вторичных ресурсов в дорожном строительстве / Под ред. Королева И. В. М.: Транспорт. 1991. 144с.

6. Бехер П. пер. с англ. «Эмульсии: теория и практика», Издательство «Мир» 1961,-186 е.:

7. Бусел А.В. Новый противогололедный материал.// Наука и техника в дорожной отрасли», №3, 1999 г. -С. 16-18.

8. Кирюхин Г.Н. Остаточные деформации в асфальтобетонных покрытиях.// Наука и техника в дорожной отрасли», №3, 1999 г. -С. 12-15.

9. Быстрое Н. В. Повышение эффективности применения модифицированных битумов. Наука и техника Na 2,1997, -с. 4-5.

10. Ю.Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М., 1974. -194 с.

11. П.Вознесенский В.А. Статические решения в технологических задачах. Кишинёв.: 1969. -234 с.

12. ВСН 38-90 Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью Министерство автомобильных дорог РСФСР, с 01.01.91

13. Гезенцвей Л.Б, Горелышев Н.В,. Богуславский А.М,. Королёв И.В. Дорожный асфальтобетон/ Под.ред. Л.Б.Гезенцвея.-2-е изд.,перераб. и доп.-М.:Транспорт,1985. -350с.

14. Гезенцвей Л.Б., Колбанёв И.В., Рвачёва Э.М. Механо-химические процессы в битумоминеральных системах//Автомобильные дороги, 1971, №2, с. 18-21.

15. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. 25-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1986. -704с.

16. Горелышев Н.В. О необходимости совершенствования норм прочности асфальтобетона.-№ 2.

17. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие.- М.: Высш. школа, 1981.-335с.,ил.

18. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний. М.,1989. -21с.

19. ГОСТ 9128-97 Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. М. 1998

20. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний. М.,1980. -13с.

21. ГОСТ 12801-98.Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. М., 1999. -30с.

22. ГОСТ 16557-78 Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия Издан: Государственного комитета СССР по делам строительства от 24 октября 1978 г № 205 6 стр.

23. ГОСТ 30491-97. Смеси органоминеральные и грунты, укреплённые органическим вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. М., 1977.-20с.

24. ГОСТ 18659-81 Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. Утверждён и введён в действие: постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1980 г. № 218 8 стр.

25. ГОСТ Р 52128-2003 Эмульсии битумные дорожные. Технические условия Утверждён и введён в действие: постановлением Госстроя России от 27 июня2003 г. № 117-24 стр.

26. ГОСТ22688-77.Известь строительная. Методы испытаний. М., 1979. -15с.

27. Гохман J1.M., Гершкохен C.J1. Хрупкость органических вяжущих после многократного растяжения при отрицательных температурах //Автомобильные дороги. Информационный сборник. /Информавтодор. М., 1997.- Вып. 10, -с. 118.

28. Гохман П. М., Гурарий Е. М., Амосова Н. В. Сопоставительные исследования французских и отечественных битумов, проведенные в СоюздорНИИ //Автомобильные дороги. Информационный сборник. /Информавтодор. М., 1997. - Вып. 10, - С. 19-55.

29. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1989. - 432 с.

30. Дерягин Б.В. Адгезия твёрдых тел. М., Наука, 1973, -278 с

31. Ингольд К. Теоретические основы органической химии. / Пер. с англ. М.: Мир, 1973, -1056 с.

32. Кирюхин Г.Н., Юмашев В.М., Сокальская М.Б. Обеспечение однородности верхнего слоя покрытия. - № 1.

33. Колбановская А.С., Гезенцвей Л.Б., Михайлов В.В. Роль тонких слоёв битума в процессах структурообразования дисперсных битумоминеральных материалов.// Коллоидный журнал, 1963, т.ХХУ, №3, С.25-29.

34. Концепция Национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог Российской федерации до 2025 года. М., 2004 . -78 с.

35. Кутьин Ю.А., Хайрудинов И.Р., Биктимирова Т.Г., Имашев У.Б. Рациональные направления производства дорожных битумов // Башкирский химический журнал. 1996. - Т.З, №3. - С.27-32.

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

37. Леви С.М., Смирнов O.K. Связь между строением поверхностно-активных веществ и их адсорбционными свойствами// Коллоид, журн. 1959. Т. 21. №3, -С. 315-321.

38. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента. М.,1981. 154с.

39. Налимов В.В., Применение математических методов для исследования многокомпонентных систем. М.,1974, 178с.

40. Панькин С.В., Геймор В.Ф. Полимерно-битумное вяжущее -эффективный материал. - № 1.

41. Патент Na 203860. Лейтланд В.Г, Юмашев В.М., Гохман Л.М., Лапшин В.А., Броницкий Е.И. Битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения. 27.06.95. Бюл. № 18.

42. Печёный Б.Г. Долговечность битумов и битумно-минеральных покрытий. М.: Стройиздат, 1981. 123 с.

43. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М.: Химия, 1990. - 257с.

44. Полякова С.В. Результаты контроля качества органических вяжущих материалов, полученные ФГУ «Росдорконтроль». // Научно-техническийинформационный сборник №2, М., 2004, -С. 41-55.

45. Пособие по приготовлению и применению дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03-85). Утверждено приказом Союздорнии от 25.03.87 №51, Москва, Стройиздат, 1989, 67 с.

46. Программа совершенствования и развития автомобильных дорог Новосибирской области на период до 2010 года (с прогнозом до 2020 года). Новосибирск 2000. -90с.

47. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества М.: Знание, 1961. -44 с.

48. Ребиндер П.А. Растворы поверхностно-активных веществ // Поверхностные явления в дисперсных системах, (Избранные труды). М, 1978, -368 с.

49. Ребиндер П.А. Взаимосвязь поверхностных и объёмных свойств растворов поверхностно-активных веществ // Успехи коллоидной химии. М.: Наука, 1973. -С. 9-29.

50. Руденская И.М., Руденский А.В. //Органические вяжущие для дорожного строительства. М., Транспорт, 1984, -229 с.

51. СНиП 2.05.02 85 Автомобильные дороги. М.: Транспорт, 1985

52. СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги Государственный комитет СССР по делам строительства от (№ 133), с 01.01.86

53. Сукорцев С.В.,. Молчанов В.В„. Гойдин В.В.Патент № 2200173, Россия, Российское агентство по патентам и товарным знакам,/ Катионоактивная битумная эмульсия и эмульгирующая добавка в эмульсию/- 2001128422. Заявлено 18.10.2001 Опубл. 10.03.2003).

54. Сукорцев С.В. Битумная эмульсия на основе катионных поверхност-ных веществ из таловых масел // Тезисы докладов научно-технической конференции ЗАО СИБЦНИИТС. Г. Новосибирск, 2004 г., С. 63-65

55. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. 234 с.

56. Танабе К. Твёрдые кислоты и основания. М.: Мир, 1974.бЗ.Чепурной Ю.В., Шастик С.Б. Опыт использования литых асфальтобетонных смесей -№ 4.

57. Хигерович М.И.,.Меркин А.П Физико-химические и физические методы исследования строительных материалов. Изд-во «Высшая школа» М.:1968., -194с.

58. Хойберг А.Дж. Битумные материалы: асфальты, смолы, пеки. М., Химия, 1974-247 с.

59. Худякова Т.О., РозентальД.А., Машкова И.А. и др. Влияние минерального материала на адгезионную прочность битумоминеральных смесей. //Химия и технология топлива и маел. 1990. № 12. -28-290 с.

60. Худякова Т.е., Машкова И.А., РоэентальДА Влияние аминных адгезионных добавок на товарные характеристики дорожных битумов.//Химия и технология топлива и масел. 1991. №9. -34-35 с.

61. Хайрудинов И.Р., Кутьин Ю.А., Каракуц В.Н., Сайфуллин Н.Р., Мингараев С.С., Бикбулатов М.С., Султанов Ф.М. Глубокая переработка углеводородного сырья // Сб.науч.тр. ХНИЛ УНИ ФОХ / М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1993. С.91-94.

62. Хайрудинов И.Р., Мингараев С.С., Хамитов Г.Г., Сайфуллин Н.Р., Кутьин Ю.А., Бикбулатов М.С., Султанов Ф.М. Сернистые нефти и продукты их переработки // Сб.науч.тр. ИП НХП АНРБ / Уфа, Баштехинформ, 1994. -Вып.32, -С.10-14.

63. Хайрудинов И.Р., Кутьин Ю.А., Мингараев С.С., Султанов Ф.М. Перспективы развития ОАО "Уфанефтехим": Материалы НТК, Уфа, 1996. -С.46-51.

64. Худякова Т.е., Машкова И.А., РоэентальДА Влияние аминных адгезионных добавок на товарные характеристики дорожных битумов.//Химия и технология топлива и масел. 1991. №9. 34-35 с.

65. Шинода К., Какагова Т., Тамамуси Б., Исемура Т. Коллоидные поверхностно-активные вещества/ Пер.с англ. Под ред. Таубмана А.Б. и Маркиной З.Н. М.: Мир, 1966. -319 с.

66. Шульце В., Тишер В., Эииель В.П. Растворы и бетоны на нецементгых вяжущих./ Пер. с немец. Под редакцией Сычёва М.М. М. Стройиздат 1990. -240 с.

67. Урьев Н.Б. Образование и разрушение дисперсных структур в условиях совместного действия вибрации и поверхностно-активной среды /Автореферат докторской диссертации. Институт физической химии АН СССР, 1974, -40 с.

68. Фриц Гесс, Использование катионных битумных эмульсий в дорожном строительстве. Германия, 1988, -с 46.

69. Французский стандарт NF Т 73 ООО (апрель 1985г.).

70. Французский стандарт NF Т 65-000.

71. Фрязинов В.В., Печёный Б.Г., Махов А.Ф., Кушнир И.Л., Железко Е.П., Губка В.М., Горышкин И.С. Вопросы производства и качества нефтяных битумов // Сб. науч. тр. Баш НИИНП / Уфа, Башкнигоиздат. 1976. - Вып. 15, -С.61-67.

72. Фукс Г.И. Коллолидно-химические свойства и применение поверхностно-активных веществ // Физико-химические основы применения поверхностно-активных веществ. Ташкент, 1977. -С. 5-17

73. Ястребова Л.Н., Плотникова И.Я. Процессы структурообразования грунтов с битумными эмульсиями и влияние на них природы эмульгатора// Тр.Союздорнии. 1965. Вып.5. -С.70-88.

74. Bonde J and Cherp A., 2000. Quality Review Package for Strategic Environmental Assessments of Land Use Plans // Impact Assessment and Project Appraisal, March 2000.

75. Krenkler K. Bitumen. // Jeere, Asphalle, Peche. — 1955. — №9, — 295c.

76. Canter, L.W., 1996. Environmental Impact Assessment. 2nd Edn. — NY.:McGraw-Hill.

77. Cherp O. and Lee N., 1997. Evolution of SER and OVOS in the Soviet Union and Russia (1985-1996). Manchester: University of Manchester.

78. Cherp, A., 1999. Environmental Assessment in Countries in Transition. PhD Thesis. Department of Planning and Landscape, Faculty of Arts, University of Manchester. Manchester, UK.

79. Contreras, L.C., 2000. EIA in Chile. In: Lee, N. and George, C., Eds. 2000. Environmental Assessment in Developing and Transitional Countries. Wiley,1. Chichester, рр: 197-204.

80. Council of Environmental Quality, 1978. Council's of Environmental Quality Regulations for implementing the procedural provisions of the National Environmental Quality Act. 1978.

81. DETR (Department of Environment, Transport and Regions. UK), 1999a. Proposal for a Good Practice Guide on Sustainability Appraisal of the regional Planning Guidance. London: DETR

82. DETR, 1999b. Planning Policy Guidance Note 12: Development Plans. London:DETR.

83. DETR, 1999c. Planning Policy Guidance Note 11: Public Consultation draft. London:DETR.

84. EBRD, European Bank for Reconstruction and Development, 1994. Environmental Impact Assessment Legislation: Czech Republic, Estonia, Hungary, Latvia, Lithuania, Poland, Slovak Republic, Slovenia. London: Graham & Trotman/Martinus Nijhoff.

85. EBRD, 1995. Manual on public participation for investors in Central and Eastern Europe and the former Soviet Union. London: EBRD.

86. European Council, 1993. Council Regulation. Eco-Management and Audit Scheme (EMAS). European Commission.

87. George, C. (forthcoming) Testing for sustainable development through environmental assessment: criteria and case studies. Environmental Impact Assessment Review.

88. Glasson, J., Therivel, R., Chadwick, A. 1999. Introduction to Environmental Impact Assessment. Principles and procedures, process, practice and prospects. UCL Press. London.

89. Goodland, R. and Mercier, J.R., 1999. The Evolution of Environmental Assessment in the World Bank: from "Approval" to Results. Environmental Department Papers No. 67. World Bank, Washington DC.

90. Lee, N. 1998. Environmental Assessment: Nature, Scope and Historical Development / In: Bellinger E., Lee N., George C. and Paduret, A. (Eds.) Environmental Assessment in Countries in Transition.

91. Lee, N. and George, C. (Eds.), 2000. Environmental Assessment in Developing and Transitional Countries. Wiley, Chichester

92. Lee, N. and Kirkpatrick, C. (Eds.), 2000. Integrated appraisal, decision making and sustainable development / In: Sustainable Development and Integrated Appraisal in a Developing World. Cheltenhem: Edward Elgar.

93. Sadler В., 1996. Environmental Assessment In A Changing World: Evaluating Practice to Improve Performance. International Study of the Effectiveness of Environmental Assessment. Final Report.

94. Stockholm Environment Institute, 1994. Environmental Impact Assessment in Estonia. Legal Acts. Tallinn: Capella.

95. Taylor, S., 1984. Making Bureaucracies Think. The Environmental Impact Statement Strategy of Administrative Reform. Standford: Standford University Press.

96. Therivel, R. and Partidario, M.R., 1996. The Practice of Strategic Environmental Assessment. London: Earthscan.

97. UNEP, 1996. United Nations Environment Program. Environmental Impact Assessment Training Resource Manual. Nairobi: UNEP.

98. Wood C., 1995. Environmental Impact Assessment. A Comparative Review. Harlow: Longman.

99. World Bank, 1999. Operational Policy OP 4.01 Annex C: Environmental Management Plan. Washington: World Bank.

100. Yost, N.G., 1979. The CEQ Regulations / In: Hart, S.L., Enk, G.A. and Hornick, W.F. (Ed). Improving the Impact Assessment. Colorado: Westview Press.

101. Eades J.L.,Nichols F.P., Grim R.E. Formation of New Minerals with Lime Stabilization as Proven by Field Experiments in Virginia. HRB. Bull. 335. 1962.

102. Hilt G.H., Davidson D.T. Isolation and Investigation of a lime Montmorilonite Crystalline Reaction Product. HRB. Bull.304, 1961.

103. Ormsby W.C., Bolz L.H. Kaolin lime - water Systems. Purt2. Electron Microscope Observations. Public Roads - journal of Higway Research, vol.32, n.2, Lune, 1968.

104. Brand W. Die Bodenstabilisierung mit Kalk. Strassen und Autobahn. 1958, 9, No 11, -s426-432.

105. AASHTO Guide for Design of Pavement Structures // American Associations of State Highway and Transportation Officials. Washington DC. 1993.

106. Bonde J. and Cherp A. Quality Review Package for Strategic Environmental Assessments of Land Use Plans // Impact Assessment and Project Appraisal, 2000.№3.

107. Brand W. Die Bodenstabilisierung mit Kalk/ Strassen und Autobahn. 1958, No 11, -s. 73-76.

108. Eades J.L.,Nichols F.P., Grim R.E. Formation of New Minerals with Lime Stabilization as Proven by Field Experiments in Virginia. HRB., 1962. Bull. 335.

109. Hilt G.H., Davidson D.T. Isolation and Investigation of a lime Montmorilonite Crystalline Reaction Product. HRB., 1961. Bull.304.

110. Ormsby W.C., Bolz L.H. Kaolin lime - water Systems // Public Roads -journal of Higway Research. 1968 n.2. vol.32.

111. Pachowski J. Popioty lotne i ich zastosowanie w budownichwie drogowym// Wydawnietwa komunikasji i ta cznosci/ Warczawa. 1976. 238 p.

112. Proposal for a Good Practice Guide on Sustainability Appraisal of the regional Planning Guidance// DETR (Department of Environment, Transport and Regions. UK)/London., 1999.

113. Lee, N. and George, C. (Eds.), 2000. Environmental Assessment in Developing and Transitional Countries. Wiley, Chichester. 2000.

114. Sherwood P.T. Views of the Road Research Laboratory on Soil Stabilization in the V.K. Cement, lime and gravel, vol.42, n.9, 1967.1. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

115. ГУ Федеральное управление автомобильных дорог1. Сибирь»

116. УТВЕРЖДАЮ» Первый заместитель начальника ГУ ФУАД «Сибирь»1. С.М. Титов2005 г.

117. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ НА ОБЕСПЫЛИВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ПЕРЕХОДНЫМИ ТИПАМИ

118. ПОКРЫТИЙ БИТУМНОЙ ЭМУЛЬСИЕЙ1. СТО 00.01-2005г. Новосибирск 2005 г.

119. Q2. O^tcefr№ о/U Отзыв о применении битумной1. Ня No1 ,а -.эмульсии на основе опытногоэмульгатора

120. Директор Кемеровского филиала ГУ ФУАД «Сибирь»

121. Исполнитель: Антонин Л.П. тел.: (3842) 25-29-761. Л.Н. Наплавков

122. На № Отзыв о результатах опытногоприменения битумной эмульсии

123. Начальника отдела ремонта А В.Б. Садков1. Адгезионные1. Полимерные

124. Улучшение адгсзнн К каменным материалам

125. Образование до iio.li (нтсльнон структуры1. ДЦЙХ .Ml 1. Кротон1. БП-- ямнм Карифлексч-^/1. ИнгибиторыIзамедление старения вяжущего1. Структурные добавки

126. Изменение структуры битума1. Природный битум1. К/У дегтя

127. Рисунок Г1 Добавки в битум

128. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОРОЖНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ПО ВИДУ КОНЦЕНТРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЯЖУЩЕГО1. Дорожные эмульсии60.90% битума1. Менее 40% битума40.60% битума

129. Рисунок Г2 Классификация дорожных эмульсий по концентрацииорганического вяжущего

130. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОРОЖНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ПО ФАЗОВОМУ СОСТОЯНИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЯЖУЩЕГО Й ВИДУ ЭМУЛЬГАТОРА1. Дорожные эмульои1. Прямые-\а водораствс!- На твердыхримых эмульгаторахэмульгатора):1. Ионоген ноге типаеионогеног типа

131. Анионные щелочные эмульсии1. Катионные кислые эмульсии1. Обратные1. На твердых эмульгаторах1. Неионогеногф типа

132. На водораствс римых эмульгаторах1. Ионоген ного типа1. Катионныекислые эмульсии

133. Анионные щелочные эмульсии

134. Рисунок ГЗ Классификация по фазовому состоянию вяжущего и видуэмульгатора

135. Рисунок Д1 Ик-спектр эмульгатора1. У>игк1»лсе 220000200000 180000 160000 НОООО 130000 100000 воооо воооо40000 2000056