автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Мастика на основе комплексного органо-минерального вяжущего для гидроизоляции транспортных сооружений

/ шпц

ХОРУЖАЯ НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА ' '

МАСТИКА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ОРГАНО-

МИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Белгород-2011

005005658

Работа выполнена в ФГЪОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. В.Г. Шухова»

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор

Духовный Георгии Самуилович

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор

Рояк Генрих Соломонович

доктор технических наук, доцент Барабаш Дмитрий Евгеньевич

Ведущая организация - Московский государственный

университет путей сообщения (МИИТ)

Защита состоится «26» декабря 2011 г. в 11°° на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу:

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ, ауд. 242 главного корпуса, тел/факс (4722) 55-71-39, E-mail: rect@intbel.ru

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

Автореферат разослан «24» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

Г.А. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Гидроизоляция бетонных и железобетонных конструкций мостов, путепроводов, водопропускных труб и других искусственных сооружений транспортного строительства, является одним из наиболее уязвимых элементов. При этом, ремонт и восстановление гидроизоляции вызывают значительные материальные и трудовые затраты, зачастую связанные, как с удалением верхних слоев покрытий мостов, так и с ограничением движения по сооружению в период ремонта. Критерии выбора материалов для гидроизоляции мостов, которые предлагаются в современной научно-технической и нормативной литературе, не в полной мере, учитывают комплексное влияние внешних факторов на гидроизоляцию на всех этапах устройства и эксплуатации гидроизоляции. Выбор научно-обоснованного подхода к назначению вида гидроизоляционного материала с учетом особенностей изолируемых конструкций, технологичности их устройства и условий эксплуатации, во многих случаях, исключает преждевременный отказ гидроизоляции, восстановление которой составляет до 10% общих затрат.

Таким образом, актуальность работы обусловлена необходимостью повышения долговечности гидроизоляции мостов, путепроводов и других искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах за счет применения надежного, технологичного и экологичного материала, обеспечивающего долговечность работы сооружений.

Диссертационная работа выполнялась в рамках падания НК - 686 П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению» на проведение научных исследований по тематическом}' плану научно-исследовательских работ, финансируемых из средств федерального бюджета по разделу 1.3.1 Бюджетной классификации РФ по теме: «Переработка и утилизация техногенных образований и отходов», и гранта программы «УМНИК», направленной на поддержку исследований молодых учёных.

Цель работы. Разработка эффективной обмазочной гидроизоляционной мастики на основе композиционного органоминерального вяжущего для защиты искусственных сооружений в транспортном строительстве.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование необходимости совместного применения полимерных и минеральных наполнителей в составе комплексного органоминерального вяжущего, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства гидроизоляционной мастики на его основе;

- установление возможности использования техногенного сырья /*' Курской магнитной аномалии (КМА) в качестве минерального наполнителя /

мастики;

- обоснование вида и количественного соотношения составляющих матрицу мастики органических, минеральных, полимерных материалов и ПАВ для возможности получения стабильной битумно-эмульсионной гидроизоляции;

- разработка состава битумно-эмульсионной мастики на основе комплексного органоминеральпого вяжущего, обеспечивающего долговечность работы конструкций транспортных сооружений;

- внедрение технологий приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющих повысить технологичность, экономичность и экологичность производства гидроизоляционных работ;

- разработка нормативной документации для промышленного внедрения и апробация результатов теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность направленного регулирования свойств композиционного органоминеральпого вяжущего с учетом его структурного типа за счет введения в битум полимерных и тонкодисперсных минеральных наполнителей, обеспечивающих возможность получения гидроизоляционных мастик, обладающих значительной прочностью, сдвигоустойчивостью и деформативной способностью в широком диапазоне положительных и отрицательных эксплуатационных температур, а также высокой адгезией и водонепроницаемостью. Установлено, что сохранение стабильности водной эмульсии обеспечивается индивидуальностью свойств и рациональным соотношением составляющих матрицу мастики полимера, растворителя и ПАВ, а также тонкомолотого наполнителя (отхода мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов) за счет особенностей его минерального состава, развитой морфологии и активности поверхности.

Выявлен характер влияния увеличения степени дисперсности частиц наполнителя в составе комплексного органоминерального вяжущего на повышение динамической и температурной устойчивости гидроизоляционных обмазочных мастик. Установлено, что увеличение когезионной прочности битума возможно за счет упрочнения коагуляционного каркаса из асфальтенов при введении в битум мелкодисперсного железосодержащего наполнителя на основе техногенных продуктов КМА, размеры частиц которого соизмеримы с размером асфальтенов и расстоянием между ними, что приводит к повышению сопротивляемости мастики воздействию динамических нагрузок при высоких летних температурах.

Предложен механизм структурообразования гидроизоляционной мастики в системе «битум - полимер - тонкодисперсный наполнитель», заключающийся в повышении структурной вязкости и эластичности мальте-новой части битумов при введении полимеров, нити которых ориентирова-

ны и частично адсорбированы активной поверхностью наполнителя. Взаимодействие битума и полимерных наполнителей в количестве, обеспечивающем совместно с частицами ММС создание эластичного кластера в дисперсионной среде, позволяет достичь повышения трещино- , теплостойкости и деформативной устойчивости изоляции при создании пространственной структуры.

Практическая значимость. Установлено количественное соотношение полимерных (6 %) и минеральных наполнителей (12 %), обеспечивающих как стабильность эмульсионной мастики в процессе ее приготовления и применения, так и эксплуатационные свойства гидроизоляции.

Разработан состав водно-эмульсионной мастики, значительно повышающий водонепроницаемость и гибкость при низких температурах гидроизоляции при одновременном увеличении эффективности, экономичности и технологичности гидроизоляционных работ.

Доказано улучшение адгезионного сцепления и водонепроницаемости эмульсионной гидроизоляционной мастики с конструкциями транспортных сооружений при наличии в ее .матрице ПАВ, полимеров и тонкодисперсного наполнителя, что позволит повысить плотность, а малая вязкость и технология нанесения водно-эмульсионной мастики на изолируемую поверхность обеспечат равномерность и малую толщину пленок.

Предложены технологии приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющие повысить технологичность, экономичность и экологичность производства гидроизоляционных работ.

Внедрение результатов исследований. Для производственного внедрения результатов диссертационной работы разработан пакет нормативных документов: технологический регламент на производство эмульсионных мастик на основе комплексного органоминерального вяжущего; технические условия «Мастики гидроизоляционные полимербитумные для защиты транспортных сооружений».

Апробация полученных результатов исследования в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия осуществлена при ремонте участка моста перегона Рай - Валуйки сорт. ПК 3 752 км.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрення используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270204 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» и бакалавров и магистров по специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных научно-практических и научно-технических конференциях: «Эффективные мате-

риалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации транспортных сооружений» БГТУ им. В. Г. Шухова (Белгород, 2009 г.); «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов», (Белгород, 2010); «Тгап8-МесЬ-Лг1-СЬет» (Москва, 2010 г.); «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных объектов», (С-Петербург, 2010 г.); «УМНИК-2010» (Белгород, 2010 г.); «Проблемы надежности и долговечности инженерных сооружений и зданий на железнодорожном транспорте», (Харьков, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано десять научных работ, в том числе две статьи в научных журналах из списка ВАК РФ.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Содержит 167 страниц машинописного текста, включающего 40 рисунков и фотографий, 15 таблиц, библиографический список из 208 наименований, 5 приложений.

На защиту выносятся:

- теоретически обоснованная и экспериментально подтвержденная возможность направленного регулирования свойств композиционного ор-ганоминерального вяжущего с учетом его структурного типа;

- характер влияния увеличения степени дисперсности частиц наполнителя в составе комплексного органоминералыгого вяжущего на повышение динамической и температурной устойчивости гидроизоляционных обмазочных мастик;

- механизм структурообразования гидроизоляционной мастики в системе «битум - полимер - тонкодисперсный наполнитель»;

- состав водно-эмульсионной мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего и тонко дисперсного наполнителя;

- технологии приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений;

- результаты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

На сегодняшний день рынок применяемых гидроизоляционных материалов очень широк и укрупненно может быть разделен на (рис. 1):

- изоляционные материалы на основе неорганических вяжущих;

- на основе полимерных вяжущих;

- на основе битумных вяжущих.

Мсчбринм на цепок 6сН ЮПИ ЮНЫХ 1.11111

ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

\ICKI.t Ш'к'СКИС КС1СОИ14

I II. ЦН»|кК11Ш1рУН1[ЦИ(.'

Длинные м.трн.иы

Мши (К.10ЙНЫС ру.'нншые

\1СМ'Ц1.||1Ы

\оло:|Ш1Г»> РЛНСССИНЯ

Гирнчсю иапс&'ннм

Опмяючнэя

I П 1Р"111|1 1Я11НН

МсМНИГИ-Ч'КИ

шкреп.иа'мтг

Рис. 1. Классифшсация гидроизоляционных материалов

Российский рынок изоляционных материалов на 2/3 состоит из товаров зарубежного происхождения (рис. 2), основные из которых представлены фирмами «Пенетрон» и «Гидротекс». Отечественная же изоляция занимает всего 38 % рынка. При этом, изоляционные материалы представлены, в основном, различными видами оклеечной и обмазочной изоляции на основе строительных и гидроизоляционных вязких битумов, зачастую разжиженных для удобства их нанесения легкими токсичными разжижителями.

В настоящее время наиболее распространенным видом гидроизоляции при строительстве и ремонте средних и малых мостов (особенно при их удаленности от производственных баз) является обмазочная изоляция на основе битумов, т.к. применение изоляционных материалов на основе неорганических вяжущих и полимеров значительно дороже, связано с усложнением технологии проведения работ, сроками твердев:ия.

При этом недостатком мастик горячего нанесения на основе битумов является работа с горячим раствором, экологическая опасность, отсутствие адгезии к влажным поверхностям.

Мастики холодного нанесения, полученные растворением вяжущих легкими токсичными разжижителями отличаются пожароопасностью, резким запахом, плохой адгезией к влажным поверхностям.

Перспективным направлением применения обмазочной гидроизоляции на основе битумов при строительстве искусственных сооружений является разработанная в данной диссертационной работе холодная обмазочная би-тумно-эмульсионная мастика на основе комплексного органоминерального вяжущего, обеспечивающая долговечность, технологичность, экономичность и экологичность гидроизоляционных работ.

Мапей Ванлекс

И

прочая импортная продукция 3%

Гидротэкс

9%

Кальматрон

8%

5%

■Акватрон 8%

Рис. 2. Российский рынок гидроизоляционных материалов

Таким образом, теоретически обоснована и практически подтверждена возможность направленного регулирования свойств этого композиционного материала за счет введения в состав матрицы полимера и тонкодисперсного наполнителя на основе техногенного продукта Курской магнитной аномалии (КМА).

Рабочей гипотезой для создания такого материала служили предположения о возможности: а) регулирования когезионной прочности битумов третьего структурного типа за счет увеличения числа коагуляционных контактов при уплотнении каркаса из асфальтеновых комплексов. Введение в битум наполнителя, размер частиц которого соизмерим с размерами и расстояниями между частицами дисперсной фазы, а сам наполнитель (на базе отходов мокрой магнитной сепарации (ММС)) обеспечит активное взаимодействие с битумом, позволит повысить динамическую прочность мастики в широком диапазоне температур; б) одновременного повышения вязкости и эластичности дисперсионной среды при введении в битум раствора полимеров и частиц наполнителя, что позволит повысить деформативность и теплостойкость мастики.

Рядом авторов была проанализирована возможность использования формулы Муни (1) для дисперсных систем, применяемой при различной концентрации (со специально подобранной упаковкой) шарообразных частиц, устанавливающая зависимость между относительной сдвиговой вязкостью системы и объемной концентрацией асфальтенов с хаотическим расположением частиц, к которым относятся битумы.

1-Л-С, (1)

где fj' =И — относительная сдвиговая вязкость системы; 7 - вязкость дис-

ч.

персной системы; T]s - вязкость дисперсионной среды; а - коэффициент,

а = 2,5; Cv - концентрация асфальтенов по объему; K = _L - постоянная,

с"

подбираемая по экспериментальным данным (1,35 < К < 1,91); с, - критическая объемная концентрация шарообразных частиц, при которой эти частицы уже касаются друг друга, и вязкость системы резко возрастает по сравнению с вязкостью дисперсионной среды (77* ->оо).

В формуле Муни граничные значения К соответствуют объемной критической концентрации специально подобранных упаковок, когда шарообразные частицы касаются друг друга.

При этом, значение К = 1,35 соответствует наиболее плотной упаковке, а К = 1,91 - наименее плотной. Однако, реальные дисперсные системы, к которым относятся и битумные, характеризуются хаотическим расположением условно шарообразных частиц.

Для таких систем формула Муни была преобразована в формулу для концентрированных систем с хаотически расположенными сферическими частицами дисперсной фазы (2) в виде:

, 2,5-cv ч

1-1,63-cv (2)

Поскольку метод адсорбционно-хроматографического анализа битумов даег результаты массового содержания асфальтенов в битуме, были произведены расчеты оптимального содержания асфальтенов по массе с учетом коэффициентов: объемности Л (отношение объема асфальтового комплекса к объему собственно асфальтена; Я ~ 3 ); и d (отношения плотности битума к плотности собственно асфальтена; 0,9), что позволило определить границы оптимального содержания асфальтенов по массе.

На основе экспериментальных данных, полученных A.C. Колбанов-ской, по измерению наибольшей ньютоновской вязкости битумов в зависимости от концентрации в них асфальтенов по массе Ст преобразована в зависимость:

77 = ехр(—!-=Н>,

1 -3 4-е

1 J'4 С>" (3)

при этом, с увеличением Ст возрастает отклонение т|*/ СП1 от линейной зависимости и при первой критической концентрации Ст = 18 % дисперсная фаза уже образует коагуляционный каркас из асфальтеновых комплексов.

Дальнейшее увеличение Ст до 23 % - вторая критическая концентрация асфальтеиов - приведет к предельному уменьшению толщины соль-ватных оболочек в связи с их иммобилизацией части дисперсионной среды асфальтенами.

Таким образом, в диапазоне содержания асфальтенов по массе 18-23 %., что характерно для битумов III структурного типа, их структурная прочность (когезия) может быть изменена за счет увеличения Ст, искусственным введением частиц соответствующих размеров и свойств, а вязкость и эластичность дисперсионной среды — введением полимеров.

Подтверждением теоретических предпосылок послужили данные экспериментальных исследований по определению важнейших свойств, по которым оценивается качество и долговечность обмазочных гидроизоляционных мастик с учетом особенностей работы транспортных сооружений в широком диапазоне эксплуатационных температур.

При проведении экспериментальных исследований была принята следующая гипотеза: одновременное обеспечение деформативности битумно-полимерных гидроизоляционных мастик при низких температурах и достаточной технологической теплостойкости возможно получить путем объединения битума типа «золь-гель», пластификатора, полимера класса термо-эластопластов и порошкоподобного наполнителя. Такой битумно-полимерной гидроизоляционной мастике будут присущи высокие показатели теплостойкости и гибкости при низких температурах благодаря формированию трех пространственных взаимопроникающих структур из асфальтенов, полимера и наполнителя.

Влияние отличия в структурном реологическом типе битумов, характеризуемое количественным содержанием асфальтенов, на свойства поли-мербитумного вяжущего при введении раствора полимеров класса термо-эластопластов типа СБС разветвленной структуры ДСТ-30-01 производства «Сибур», приготовленного на различных растворителях (керосин (ГОСТ 10227-86), машинное масло (ГОСТ 17479.1-85), индустриальное масло И-40А (ГОСТ 20799-88)) с содержанием полимера 3, 4, 6 % от массы битума оценивалось по значению интервала пластичности и минимальной температуре хрупкости, что характеризовало возможность более надежной работы полимербитумного вяжущего в широком диапазоне эксплуатационных температур.

Установлено, что введение полимерных наполнителей в битум значительно расширяет температурный интервал надежной работы битумных материалов. Свойства полимерно-битумного вяжущего зависят от свойств исходного битума, свойств полимера и его совместимости с битумом, каче-

ственных характеристик пластификатора. Требуемое количество полимера для получения полимерно-битумного вяжущего будет зависеть от структурного типа исходного битума и климатических условий эксплуатации транспортного сооружения.

Наиболее высокие показатели по этим критериям, получили полимер-битумы на основе БНД 60/90 (рис. 3 ) при введении раствора 6 % полимера и индустриального масла, превышающие аналогичные показатели соответственно для гудрона и строительного битума на 8 % и 21 % по минимальному значению температуры хрупкости и на 26 % и 6 % по значению интервала пластичности

Содержание полимера, % I 1Инд. масло I I Маш. масло I I Керосин

Рис. 3. Изменение температуры размягчения битума Рязанского НПЗ в зависимости от вида пластификатора и количества полимера

Выбор индустриального масла марки И-40А обусловлен оптимальным соотношением температуры вспышки (215 °С) и невыездкой вязкости среди существующих марок индустриальных масел.

Особое внимание было уделено обоснованию вида наполнителя для получения обмазочной мастики. Для этого были проанализированы свойства кварцитопесчаника, гранита, известняка и отхода ММС с близкими значениями удельной поверхности этих материалов (700 м2/кг). При этом сравнивались как особенности химического состава этих материалов, данные исследований по текстуре и активности поверхности зерен после их измельчения, так и сохранение водно-эмульсионной мастикой стабильно-

сти при ее изготовлении, транспортировке и хранении. Шероховатость поверхности и высокое содержание магнетита в зернах тонкомолотого ммс по сравнению с другими кислыми породами, а также стабильность водной эмульсии по сравнению с известняковыми наполнителями определила выбор тонкомолотого техногенного продукта отхода ММС (табл. 1)).

Таблица 1

Свойства исходного и молотого отхода ММС

Наименование показателя Требования ГОСТ Молотый ММС Немолотый ММС

Зерновой состав, % по массе не менее: мельче 1,25 мм >0,315 мм > 0,071 мм не менее 100 от 80 до 95 не менее 80 100 96 85 100 96 80

Показатель битумоемкости, г не более 50 48 38

Водостойкость образцов из смеси порошка с битумом, % не менее 0,7 0,85 0,91

Пористость, % не более 30 26 19

Набухание образцов из смеси порошка с битумом, % не более 2,50 1,67 1,15

Влажность, % по массе не более 0,5 0,48 0,40

Удельный вес, - 2,90 2,52

Объемная масса - 2,15 2,06

Исследования теплостойкости мастики проводились при испытании эмульсионного остатка в зависимости от:

- количественного содержания наполнителя (отходов ММС) в процентах от массы битума, при этом, предельное содержание 12 % соответствовало максимальном)' значению, при котором битумная эмульсия сохраняет стабильность;

- степени дисперсности наполнителя, полученной в результате его помола.

Значительное увеличение тонкости помола наполнителя с уменьшением размера части зерен до размеров наночастиц наглядно прослеживается

при сравнении данных микроскопической съемки1 исходных и молотых отходов ММС (рис. 4).

Аналогичные данные получены с помощью лазерного анализатора частиц Micro Sizer 201 (рис. 5).

В данной диссертационной работе теплостойкость мастики оценивалась показателями:

- температуры размягчения, определяемой на приборе КиШ (по ГОСТ 11506-73);

- когезионной прочности, значения которой были получены при испытании на приборе ATSM D3910-80a;

- визуальным сравнением изменения геометрических размеров пленки мастики при повышении температу ры испытания.

^^^^стСТТ^ЛГ^ЙИШ^Р^^^ШИШИР ::-jglffc I^H^L ::k Эр ^^Ц^НГи^Я ШПШ

iPf* 'g ~ ^шШ ."- Я&жщ ЙЁЁ ^' ~ __ t

\ i ————-—

а) б)

Рис. 4. Уменьшение размеров частиц наполнителя в результате помола хвостов

ММС:

а) отвальные отходы ММС; б) молотые отходы ММС

Анализ результатов по влиянию тонкости помола наполнителя и его массового содержания в процентах в мастике (рис. 6) свидетельствует об изменении температуры размягчения мастики с увеличением содержания и степени дисперсности наполнителя. Так повышение содержания наполнителя с 4 % до 12 % увеличивает температуру размягчения для немолотых наполнителей на 8 %, а для тонкомолотых рост температуры размягчения составил 17 %.

1 Исследования проводились с помощью растрового микроскопа Quanta 200 3D в ЦКП ФГАОУВПО НИУ «БелГУ».

р. %

Рис. 5. Изменение гранулометрического состава наполнителя в результате помола

отходов ММС

Численные значения когезии комплексного органоминерального вяжущего (KOMB) в зависимости от процентного содержания наполнителя и тонкости его помола получены при сравнительном испытании мастики на приборе AT SM D3910-80a.

Изменение температуры размягчения

4>

|

У

I а а

Тотодисперсный пороше,

ММС

ГруЛщш»»«/ Содержание порошк», %

мыс

Рис. 6. Изменение температуры размягчения эмульсионного остатка в зависимости от количества наполнителя

Когезионная прочность оценивалась под давлением в 200 кПа в течение 5 секунд. Данные по изменению когезии мастики в зависимости от количества вводимого наполнителя (рис. 7 а) и тонкости его помола (рис. 7 б),

свидетельствуют о повышении внутримолекулярной прочности с увеличением количества вводимого наполнителя и тонкости его помола.

а) б)

Рис. 7. Изменение когезии КОМВ в зависимости от концентрации (а) и тонкости помола (б) наполнителя

Анализ полученных данных показал, что повышение удельной поверхности наполнителя с 200 до 700 м"/кг увеличило когезионную прочность 15

%.

Рост когезионной прочности наблюдается уже после введения 4 % тонкомолотого наполнителя, а при его содержании в 12 % составляет 57 %.

Внешний вид образцов мастик после прогрева в сушильном шкафу при изменяющемся температурном и временном интервалах указывает на то, что с введением большего количества наполнителя, показатель теплостойкости увеличивается. Сравнительный анализ результатов исследования указывает на то, что введение в состав полимер битумного материала тонкодисперсного наполнителя в количестве 12 % вызывает увеличение показателя теплостойкости мастики на 40 °С.

Таким образом, подтверждена теоретическая предпосылка о том, что значение когезии битума может направленно регулироваться содержанием вводимого наполнителя и повышением степени его дисперсности.

Изменение состава комплексного органоминерального вяжущего в результате его модификации изучалось методами ИК-спектроскопии (рис. 8).

Большая полуширина и сложная структура полосы 1600 см"1 свидетельствует о накоплении ароматических соединений в модифицированных битумах.

Модификация битумов полимеров приводит к перестройке водородных связей, что подтверждается увеличением полуширины и смещением высокочастотного пика 3350 см"1 к 3450 см"'.

Анализ результатов исследований подтверждает повышенное содержание в модифицированном битуме высокомолекулярных асфальтенов и структурированных смол. При этом за счет процессов адсорбции на поверхности активного наполнителя и вводимого полимера в битуме снижа-

ется содержание масляной фракции, а именно парафинонафтеновых углеводородов (полоса спектра 720 см"1), что объясняет возможность направленного регулирования свойств дисперсионной среды в битумах гидроизоляционной мастики.

Данные результатов испытаний позволяют сделать следующие выводы:

- повышение тонкости помола и количества наполнителя влияют на увеличение когезионной прочности, температуры размягчения и теплостойкости мастики;

- данные микроскопии указывают на наличие в молотом материале большего количества частиц размером менее 200 нм, по сравнению с исходным материалом, что объясняет повышение прочности мастики;

- увеличение количества асфальтитов, а, значит, и асфальтеновых

комплексов, подтверждается ИК исследованиями, что предполагает участие тонкодисперсного наполнителя в упрочнении каркаса органического вяжущего.

Низкотемпературные свойства КОМВ полимербитумной эмульсии оценивались по показателям: температуры хрупкости эмульсионного остатка (по ГОСТ 11507-78) и гибкости мастики (по ГОСТ 26589-94). Результаты по изменению температуры хрупкости комплексного орга-номинерального вяжущего сопос-3500 3000 2500 2000 1500 101X1 500 ТаВИМЫ С изменением хрупкости ПО-Рис. 8. ИзменениеИК-спектров: 1-исходный лимербитума, И при введении 12 % битум БНД 60/90, 2 - КОМВ после модификации тонко дисперсного наполнителя в КОМВ практически не отличаются. Такие данные кореллируются с последними результатами исследований группы французских ученых о том, что введение тонкомолотого кремнеземистого наполнителя незначительно влияет на изменение температуры хрупкости асфальтовяжущего.

Гибкость при низких температурах оценивали по методу, который заключается в изгибе образцов материала размером (120х20)±1 мм на 180° на поверхности с закруглением соответствующего радиуса в течение 5 секунд. Анализ полученных результатов экспериментальных исследований (рис. 9) показывает, что с 5'меньшением толщины образцов материалов наблюдается существенное снижение температуры по критерию гибкости. С ростом толщины образца уменьшается величина угла изгиба, при котором появляется трещина в материале. Так при температуре испытания минус 15 °С на стержне диаметром 35 мм угол изгиба мастики уменьшается на 113° при

повышении толщины образца до 6 мм, по сравнению' с образцом в 1 мм.

Тонкость помола наполнителя,м2/кг Концентрация, %

а) б)

Рис. 10. Изменение г ибкости КОМВ толщиной 3 мм в зависимости от тонкости помола (а) и концентрации (б) наполнителя

180

д

1.15

90

¡4

45

0

2 4 б

Толщина образиз, мм

2 4 6 Толщина образца, мм

Рис. 9. Зависимость гибкости мастики от толщины пленки при температуре минус 15 °С: а - диаметр стержня 35 мм. б - диаметр стержня 10 мм

С повышением степени дисперсности железистых отходов ММС снижается температура гибкости мастики (рис. 10), и при 700 м2/кг она составляет 27 °С, что на 10 °С ниже, чем при использовании наполнителя с удельной поверхностью 300 м'/кг.

При достижении максимальной тонкости помола и введении наполнителя в мастику при его различных концентрациях, наблюдается снижение температуры, при которой на пленке толщиной 3 мм образуется трещина при испытании ее на изгиб (рис. 8). При повышении концентрации тонкомолотого наполнителя до 12 % температура гибкости уменьшается на 8 °С и составляет -28 °С.

После проведения сравнительной микросъемки (рис. 11) исходного и наполненного битума, можно предположить, что при введении в битум модификатора и тонкодиснерсного наполнителя происходит преобразование стру ктуры КОМВ. Данные фотографии показывают, что до модификации (а) битум представлял собой дисперсную систему, где асфальтены распределены в среде масел и не образуют контактов между собой. После модификации и введения наполнителей наблюдается образование структурированной системы (б).

а) б)

Рис. 11. Изменение структуры KOMB (б) в результате модификации вяжущего (а) (X 1600)

Можно предположить, что введение тонкомолотого кремнезема в дисперсионную среду за счет наличия активных центров поверхности его зерен позволяет повысить вязкость дисперсионной среды, при этом деформа-тивность увеличивается за счет направленной ориентации нитей полимеров

Таким образом, повышение деформативности предлагаемой мастики при отрицательных температурах, очевидно, будет обеспечиваться за счет:

- изменения структуры дисперсионной среды в связи с опережающей стадией адгезии полимера по сравнению с ПАВ с активной поверхностью тонкодисперсного железистого наполнителя, что приведет к направленной ориентации нитей полимера, при этом повысится и вязкость, и эластичность мальтеновой составляющей KOMB;

- уменьшения толщины пленок мастики, что обеспечивается снижением вязкости мастики и технологией ее нанесения на бетонную поверхность сооружения.

Адгезионные свойства мастики на основе KOMB оценивались, как по ГОСТ 11508-74, так и по показателю прочности сцепления на отрыв гидроизоляционных материалов, нанесенных на бетонную поверхность с помощью прибора PosiTest АТ-А.

Метод заключается в измерении усилия при отрыве грибка, приклеиваемого к испытываемому покрытию.

Полученные данные (рис. 11) свидетельствуют о том, что значительно возрастает сцепление мастики на основе KOMB с увеличением содержания наполнителя и тонкости его помола. При этом, прочность сцепления при

введении 12 % тонкомолотого наполнителя увеличивают адгезионную прочность более, чем в 2 раза.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о значительном улучшении адгезионной способности материала после его модификации.

Это дает основание предполагать, что применение мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего, положительно повлияет на физико-механические и эксплуатационные характеристики гидроизоляции: когезион-ную прочность, водонепроницаемость, теплостойкость, гибкость, сцепление с основанием, погодоустойчивость.

Рис. 12. Изменение адгезии мастики на основе КОМВ в зависимости от концентрации (а) и тонкости помола (б) наполнителя

Повышение адгезии (рис. 12) объясняется несколькими причинами. Во-первых, это присутствие поверхностно-активной добавки, что снижает поверхностное натяжение на границе контакта «вяжущее - поверхность минерального материала». Во-вторых, это повышенная структурированность битума в связи с введением тонкомолотого железистого наполнителя, что способствует переводу битума в пленочное состояние.

При этом, методом ЭПР установлено, что в результате модификации битума увеличивается количество парамагнитных центров (рис. 13), которые могут участвовать в образовании ассоциатов и положительно повлиять на взаимодействие с поверхностью каменных материалов.

Водонепроницаемость битумно-полимерных гидроизоляционных материалов (рис. 14) определяли по глубине проникания воды в бетонные цилиндрические образцы диаметром 100 мм (с близкими значениями пористости) с нанесенной на их поверхность изоляцией при выдерживании их под действием избыточного гидростатического давления, равного 0,3 МПа, в течение б часов.

—f -tr-

v—

450

500

550

600

а) б)

Рис. 13. Изменение спектров ЭПР KOMB до (а) и после (б) модификации

а) б)

Рис. 14. Изменение водонепроницаемости KOMB в зависимости от концентрации и тонкости помола наполнителя

Представленные на рисунке 14 результаты показывают повышение водонепроницаемости комплексного органоминерального вяжущего при увеличении количества введенного тонкодисперсного наполнителя: при 8 % отхода ММС на 32 %, при 12 % - на 46.

Полученные результаты можно объяснить:

- увеличением адгезионной прочности мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего;

- повышением плотности изоляционного материала за счет введения в него тонкодисгхерсиого наполнителя.

Определение влияния составляющих комплексного органоминерального вяжущего и их выделений на экологическое равновесие окружающей среды было рассмотрено на примере микроорганизмов природной воды и сенной бациллы.

Сравнение количества колоний в посевах смывных жидкостей с контрольных образцов и образцов с KOMB показало, что число колоний смыва с мастикой составило 160 микр/мл, смыва с контрольных образцов (на стекле) - 190 микр/мл, с мастики «Тэпсан», взятой, как рекомендованной в Российской Федерации для гидроизоляционной защиты мостов, составило

145 микр/мл. Таким образом, концентрация микроорганизмов в растворе мастики на основе КОМВ на 18,75% меньше их количества в контрольном образце, что ниже пороговой концентрации острого токсического действия и на 13,47 % больше концентрации микроорганизмов в образце смыва с мастики «Тэпсан», что свидетельствует о более высокой экологичности.

В результате эксперимента было выявлено, что разработанная мастика не оказывает токсического действия на микроорганизмы природной воды и сенную бациллу.

Производственное внедрение мастики, позволяющее проводить смешение битума с полимером и наполнителем, может быть без значительных затрат осуществлено путем дооборудования заводов по выпуску асфальтобетона специальной эмульсионной установкой, разработанной с участием кафедры АЖД.

Результаты исследования апробированы в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия при ремонте участка моста перегона Рай - Валуйки сорт. ПК 3 752 км нечетного пути на устое № 3.

Экономический эффект при применении разработанной водно-эмульсионной мастики достигается за счет снижения стоимости наполнителя в виде техногенного продукта КМА, уменьшения расхода мастики за счет снижения толщины слоя гидроизоляции, что обеспечивается ее низкой вязкостью и нанесения гидроизоляции под давлением, что составит 36,18 руб. на 1 м2 бетонной поверхности сооружения. Предполагаемый экономический эффект за счет снижения годовых эксплуатационных затрат на 1 м2 изоляции составит 17 руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность направленного регулирования свойств композиционного орга-номинерального вяжущего с учетом его структурного типа

2. Выявлен характер влияния увеличения степени дисперсности частиц наполнителя в составе комплексного органоминерального вяжущего на повышение динамической и температурной устойчивости гидроизоляционных обмазочных мастик.

3. Предложен механизм структурообразования гидроизоляционной мастики в системе «битум - полимер - тонкодисперсный наполнитель», заключающийся в повышении структурной вязкости и эластичности маль-теновой части битумов при введении полимеров, нити которых ориентированы и частично адсорбированы активной поверхностью наполнителя.

4. Установлено количественное соотношение полимерных (6 %) и минеральных наполнителей (12 %), обеспечивающих как стабильность эмуль-

сиошюй мастики в процессе ее приготовления и применения, так и эксплуатационные свойства гидроизоляции.

5 Разработан состав водно-эмульсионной мастики, значительно повышающий водонепроницаемость и гибкость при низких температурах гидроизоляции при одновременном увеличении эффективности, экономичности и технологичности гидроизоляционных работ.

6. Доказано улучшение адгезионного сцепления и водонепроницаемости эмульсионной гидроизоляционной мастики с конструкциями транспортных сооружений при наличии в ее матрице ПАВ, полимеров и тонкодисперсного наполнителя, что позволит повысить плотность, а малая вязкость и технология нанесения водно-эмульсионной мастики на изолируемую поверхность обеспечат равномерность и малую толщину пленок.

7. Предложены технологии приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющие повысить технологичность, экономичность и экологичность производства гидроизоляционных работ.

8. Для производственного внедрения результатов диссертационной работы разработан пакет нормативных документов: технологический регламент на производство эмульсионных мастик на основе комплексного орга-номинерального вяжущего; технические условия «Мастики гидроизоляционные полимербитумные для защиты транспортных сооружений».

9. Апробация полученных результатов исследования в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия осуществлена при ремонте участка моста перегона Рай — Валуйки сорт. ПК 3 752 км.

10. Доказана экономическая целесообразность использования гидроизоляционной мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего за счет снижения стоимости наполнителя в виде техногенного продукта КМА, уменьшения расхода мастики вследствие снижения толщины слоя гидроизоляции, что обеспечивается ее низкой вязкостью и нанесения гидроизоляции под давлением. Суммарный годовой экономический эффект составит 53,18 руб. на 1 м2 бетонной поверхности сооружения.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Духовный, Г.С. Совершенствование гидроизоляционных материалов для защиты искусственных сооружений в транспортном строительстве [электронный ресурс] /Г.С. Духовный, Н.В. Хоружая // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова - Белгород: издательство БГТУ, 2009. - С. 236 - 239.

2. Спиридонов, Э.С. Научные подходы к оценке качества продукции строительства транспортных объектов [Текст] / Э.С. Спиридонов, Г.С. Ду-

ховный, A.A. Логвиненко, Н.В. Хоружая // Вести. БГТУ им. В.Г.Шухова. -2009,-№2.-С. 113-116.

3. Духовный, Г.С. Обоснование целесообразности применения полимерно-битумных вяжущих материалов в гидроизоляции транспортных сооружений [Текст] / Г.С. Духовный, Н.В. Хоружая // Сб. науч. работ. -Харьков: УкрГАЖТ, 2009. - Вып. 109. - С. 89 - 93.

4. Хоружая, Н.В. Расширение температурного интервала надежной работы гидроизоляционных материалов [Текст] / Н.В. Хоружая // Чита: Изд-во ИП Ахметов И.Г. / Молодой ученый. - 2009. - № 7. - С. 33 -36.

5. Хоружая, Н.В. Совершенствование гидроизоляционных материалов для защиты искусственных сооружений [Текст] / Н.В. Хоружая // Международная научно-практическая конференция молодых ученых — Белгород: издательство БГТУ, 2009. - С. 416 - 419.

6. Духовный, Г.С. Инновационная технология в производстве битумных эмульсий [Текст] / Г.С. Духовный, Т.И. Сухова, Н.В. Хоружая // Строительные материалы. - 2010. — №2. - С. 18-19.

7. Хоружая, Н.В. Исследование структуры и свойств битумно-полимерных мастик на основе отходов техногенного сырья [Текст] / Н.В. Хоружая // Сб. науч. работ. - Харьков: УкрГАЖТ, 2010. - Вып. 110. - С. 113-116.

8. Хоружая, Н.В. Исследование когезионных свойств битумно-полимериых мастик на основе отходов техногенного сырья [Текст] / Н.В. Хоружая // Научн. исследов., наносистемы и ресурсосберег. технолог, в промышленности строит, матер. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. - С. 276 -278.

9. Хоружая, Н.В. Влияние тонкости помола и концентрации минерального наполнителя из отходов ММС на когезионную прочность гидроизоляционных мастик [Текст] / Н.В. Хоружая, С.Ю. Русина, А. О. Короткова, С.А. Шеховцов // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. Шухова - Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. - С. 254 -258.

10. Духовньш, Г.С. Битумно-полимерные покрытия как элемент долговечности транспортных сооружений [Текст] / Г.С. Духовный, Н.В. Хоружая, O.A. Головина // Междунар. Конфер. «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных объектов». - С-Петербург: Изд-воПГУПС, 2011. -С. 89-94.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность всему коллективу секцгш строительства железных дорог, мостов и транспортных тоннелей, секции наносистем в строительном материаловедении, кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций за консультации и активное участие в обсуждении результатов работы.

ХОРУЖАЯ Наталья Владпмпровпа

МАСТИКА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

05.2.3.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.11.2011. Формат 60x84 1/16

Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз

Заказ 2767

Отпечатано в ООО 308023, Белгород, ул.

«Константа» Менделеева, 6

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Анализ работы гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций транспортных искусственных сооружений.

1.2 Классификация гидроизоляционных материалов, применяемых в конструкциях транспортных искусственных сооружений.

1.3 Критерии надежности гидроизоляционных материалов.

1.4 Существующие способы повышения долговечности органических гидроизоляционных материалов.

1.5 Цель и задачи исследования.

1.6 Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1 Методы исследований.

2.1.1 Оценка физико-механических свойств сырьевых компонентов и гидроизоляционных материалов на их основе.

2.1.2 Анализ состава и структурных особенностей сырьевых и синтезированных материалов.

2.1.3 Изучение особенностей модифицированных материалов.

2.2 Применяемые материалы.

2.3 Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ НАПРАВЛЕННОГО РЕГУЛИРОВА НИЯ СВОЙСТВ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАСТИК С ИСПОЛЬЗОВА НИЕМ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ.

3.1 Анализ влияния свойств структурных составляющих комплексного органоминерального вяжущего (KOMB) на эксплуатационные характеристики изоляционных материалов.

3.2 Теоретическое обоснование возможности регулирования свойств матрицы KOMB.

3.3 Механизм взаимодействия полимербитумного вяжущего с наполнителями.

3.4 Повышение свойств KOMB за счет дезинтеграции наполнителя.

3.5 Выводы.

4. ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАСТИК НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО.

4.1 Определение состава и характеристик полимербитумного вяжущего.

4.1.1 Зависимость теплостойкости мастики от количества и тонкости помола наполнителя.

4.1.2 Исследования низкотемпературных свойств KOMB.

4.1.3 Определение прочности сцепления мастики с изолируемой поверхностью.

4.1.4 Определение водонепроницаемости эмульсионных гидроизоляционных мастик.

4.2 Особенности технологии нанесения мастики на основе KOMB.

4.3 Определение экологической безопасности мастик.

4.4 Выводы.

5. АПРОБАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ.

5.1 Разработка технологической схемы производства гидроизоляционных материалов на основе KOMB.

5.2 Технико-экономическое обоснование эффективности применения модифицированных гидроизоляционных материалов.

Актуальность работы.

Гидроизоляция бетонных и железобетонных конструкций мостов, путепроводов, водопропускных труб и других искусственных сооружений транспортного строительства, является одним из наиболее уязвимых элементов. При этом, ремонт и восстановление гидроизоляции вызывают значительные материальные и трудовые затраты, зачастую связанные, как с удалением верхних слоев покрытий мостов, так и с ограничением движения по сооружению в период ремонта. Критерии выбора материалов для гидроизоляции мостов, которые предлагаются в современной научно-технической и нормативной литературе, не в полной мере, учитывают комплексное влияние внешних факторов на гидроизоляцию на всех этапах устройства и эксплуатации гидроизоляции. Выбор научно-обоснованного подхода к назначению вида гидроизоляционного материала с учетом особенностей изолируемых конструкций, технологичности их устройства и условий эксплуатации, во многих случаях, исключает преждевременный отказ гидроизоляции, восстановление которой составляет до 10% общих затрат.

Таким образом, актуальность работы обусловлена необходимостью повышения долговечности гидроизоляции мостов, путепроводов и других искусственных сооружений на железных и автомобильных дорогах за счет применения надежного, технологичного и экологичного материала, обеспечивающего долговечность работы сооружений.

Диссертационная работа выполнялась в рамках задания НК - 686 П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению» на проведение научных исследований по тематическому плану научно-исследовательских работ, финансируемых из средств федерального бюджета по разделу 1.3.1 Бюджетной классификации РФ по теме: «Переработка и утилизация техногенных образований и отходов», и гранта программы «УМНИК», направленной на поддержку исследований молодых учёных.

Цель работы.

Разработка эффективной обмазочной гидроизоляционной мастики на основе композиционного органоминерального вяжущего для защиты искусственных сооружений в транспортном строительстве.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование необходимости совместного применения полимерных и минеральных наполнителей в составе комплексного органоминерального вяжущего, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства гидроизоляционной мастики на его основе;

- установление возможности использования техногенного сырья Курской магнитной аномалии (КМА) в качестве минерального наполнителя мастики;

- обоснование вида и количественного соотношения составляющих матрицу мастики органических, минеральных, полимерных материалов и ПАВ для возможности получения стабильной битумно-эмульсионной гидроизоляции;

- разработка состава битумно-эмульсионной мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего, обеспечивающего долговечность работы конструкций транспортных сооружений;

- внедрение технологий приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющих повысить технологичность, экономичность и эко-логичность производства гидроизоляционных работ;

- разработка нормативной документации для промышленного внедрения и апробация результатов теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях.

Научная новизна работы.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность направленного регулирования свойств композиционного органомине-рального вяжущего с учетом его структурного типа за счет введения в битум полимерных и тонкодисперсных минеральных наполнителей, обеспечивающих возможность получения гидроизоляционных мастик, обладающих значительной прочностью, сдвигоустойчивостью и деформативной способностью в широком диапазоне положительных и отрицательных эксплуатационных температур, а также высокой адгезией и водонепроницаемостью. Установлено, что сохранение стабильности водной эмульсии обеспечивается индивидуальностью свойств и рациональным соотношением составляющих матрицу мастики полимера, растворителя и ПАВ, а также тонкомолотого наполнителя (отхода мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов) за счет особенностей его минерального состава, развитой морфологии и активности поверхности.

Выявлен характер влияния увеличения степени дисперсности частиц наполнителя в составе комплексного органоминерального вяжущего на повышение динамической и температурной устойчивости гидроизоляционных обмазочных мастик. Установлено, что увеличение когезионной прочности битума возможно за счет упрочнения коагуляционного каркаса из асфальте-нов при введении в битум мелкодисперсного железосодержащего наполнителя на основе техногенных продуктов КМА, размеры частиц которого соизмеримы с размером асфальтенов и расстоянием между ними, что приводит к повышению сопротивляемости мастики воздействию динамических нагрузок при высоких летних температурах.

Предложен механизм структурообразования гидроизоляционной мастики в системе «битум — полимер - тонкодисперсный наполнитель», заключающийся в повышении структурной-вязкости и эластичности мальтеновой части битумов при введении полимеров, нити которых ориентированы и час6 тично адсорбированы активной поверхностью наполнителя. Взаимодействие битума и полимерных наполнителей в количестве, обеспечивающем совместно с частицами ММС создание эластичного кластера в дисперсионной среде, позволяет достичь повышения трещино- , теплостойкости и деформатив-ной устойчивости изоляции при создании пространственной структуры.

Практическое значение работы.

Установлено количественное соотношение полимерных (6 %) и минеральных наполнителей (12 %), обеспечивающих как стабильность эмульсионной мастики в процессе ее приготовления и применения, так и эксплуатационные свойства гидроизоляции.

Разработан состав водно-эмульсионной мастики, значительно повышающий водонепроницаемость и гибкость при низких температурах гидроизоляции при одновременном увеличении эффективности, экономичности и технологичности гидроизоляционных работ.

Доказано улучшение адгезионного сцепления и водонепроницаемости эмульсионной гидроизоляционной мастики с конструкциями транспортных сооружений при наличии в ее матрице ПАВ, полимеров и тонкодисперсного наполнителя, что позволит повысить плотность, а малая вязкость и технология нанесения водно-эмульсионной мастики на изолируемую поверхность обеспечат равномерность и малую толщину пленок.

Предложены технологии приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющие повысить технологичность, экономичность и эко-логичность производства гидроизоляционных работ.

Внедрение результатов исследований.

Для производственного внедрения результатов диссертационной работы разработан пакет нормативных документов: технологический регламент на производство эмульсионных мастик на основе комплексного органоминерального вяжущего; технические условия «Мастики гидроизоляционные по лимербитумные для защиты транспортных сооружений».

Апробация полученных результатов исследования в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия осуществлена при ремонте участка моста перегона Рай - Валуйки сорт. ПК 3 752 км.

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270204 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» и бакалавров и магистров по специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных научно-практических и научно-технических конференциях: «Эффективные материалы, технологии, машины и оборудование для строительства и эксплуатации транспортных сооружений» БГТУ им. В. Г. Шухова (Белгород, 2009 г.); «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов», (Белгород, 2010); «Тгапз-МесЬ-АЛ-СЬет» (Москва, 2010 г.); «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных объектов», (С-Петербург, 2010 г.); «УМНИК-2010» (Белгород, 2010 г.); «Проблемы надежности и долговечности инженерных сооружений и зданий на железнодорожном транспорте», (Харьков, 2011 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано десять научных работ, в том числе две статьи в научных журналах из списка ВАК РФ.

Объем и Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, включающего 40

Результаты исследования апробированы в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия при ремонте участка моста перегона Рай - Валуйки сорт. ПК 3 752 км нечетного пути на устое № 3.

5.2 Технико-экономическое обоснование эффективности применения модифицированных гидроизоляционных материалов

Проведенные в настоящей работе исследования показывают, что физико-механические свойства мастики, в составе которой битум, модифицированный полимером и наполнителем, полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 30693 - 2000 для мастик кровельных и гидроизоляционных. Кроме того, за счет улучшения смачивания вяжущим поверхности каменного материала, а так же за счет снижения вязкости битума в диапазоне технологических температур, ее расход при нанесении гидроизоляционного слоя можно снизить на 15 - 17 %.

Экономическая целесообразность использования технологии модификации битума также обусловлена снижением энергетических затрат на разогрев вяжущего и его перекачку к смесителю, перемешивания смеси и значительно более высокими эксплуатационными качествами получаемой мастики, которые позволяют прогнозировать большую устойчивость изоляционного покрытия к воздействию внешних факторов и, тем самым, уменьшение затрат на ремонт и содержание.

В таблице 5.2 приводится расчёт стоимости 1 т битума при его модификации в установке.

В таблице 5.3. представлена калькуляция затрат на производство 1 тонны гидроизоляционной мастики на основе KOMB в установке.

Заключение

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность направленного регулирования свойств композиционного органоминерального вяжущего с учетом его структурного типа

2. Выявлен характер влияния увеличения степени дисперсности частиц наполнителя в составе комплексного органоминерального вяжущего на повышение динамической и температурной устойчивости гидроизоляционных обмазочных мастик.

3. Предложен механизм структурообразования гидроизоляционной мастики в системе «битум - полимер - тонкодисперсный наполнитель», заключающийся в повышении структурной вязкости и эластичности мальтеновой части битумов при введении полимеров, нити которых ориентированы и частично адсорбированы активной поверхностью наполнителя.

4. Установлено количественное соотношение полимерных (6 %) и минеральных наполнителей (12 %), обеспечивающих как стабильность эмульсионной мастики в процессе ее приготовления и применения, так и эксплуатационные свойства гидроизоляции.

5 Разработан состав водно-эмульсионной мастики, значительно повышающий водонепроницаемость и гибкость при низких температурах гидроизоляции при одновременном увеличении эффективности, экономичности и технологичности гидроизоляционных работ.

6. Доказано улучшение адгезионного сцепления и водонепроницаемости эмульсионной гидроизоляционной мастики с конструкциями транспортных сооружений при наличии в ее матрице ПАВ, полимеров и тонкодисперсного наполнителя, что позволит повысить плотность, а малая вязкость и технология нанесения водно-эмульсионной мастики на изолируемую поверхность обеспечат равномерность и малую толщину пленок.

7. Предложены технологии приготовления и нанесения битумно-эмульсионной мастики на бетонные поверхности конструкций транспортных сооружений, позволяющие повысить технологичность, экономичность и экологичность производства гидроизоляционных работ.

8. Для производственного внедрения результатов диссертационной работы разработан пакет нормативных документов: технологический регламент на производство эмульсионных мастик на основе комплексного органоминерального вяжущего; технические условия «Мастики гидроизоляционные полимербитумные для защиты транспортных сооружений».

9. Апробация полученных результатов исследования в производственных условиях в качестве гидроизоляционного покрытия осуществлена при ремонте участка моста перегона Рай - Валуйки сорт. ПК 3 752 км.

10. Доказана экономическая целесообразность использования гидроизоляционной мастики на основе комплексного органоминерального вяжущего за счет снижения стоимости наполнителя в виде техногенного продукта КМА, уменьшения расхода мастики вследствие снижения толщины слоя гидроизоляции, что обеспечивается ее низкой вязкостью и нанесения гидроизоляции под давлением. Суммарный годовой экономический эффект составит 53,18 руб. на 1 м2 бетонной поверхности сооружения.

1. L.M. Gokhman. Theoretical principles of the bitumen structure and the role of asphaltenes / Amsterdam, Lausanne, New-York Oxford, Shannon, Singapore, Tokyo 2000, 40B p. 173-227.

2. O.H. Иванов, Д.С. Киселев. Пути развития производства и применения модифицированных битумов. М., 2001, 106

3. Джигит С.Г., Родин Ю.Л., Джигит Д.Г. Проблемы долговечности железобетонных мостов // Автодорожник Украины. 1990. - № 2. - С. 32 -34.

4. Джигіт С.Г., Родін Ю.Л., Кузьміна H.A. та ін. Надійний гідроізоляційний захист запорука довговічності транспортних споруд // Автошляховик України. - 2001. - № 2. - С. 39 - 42.

5. Daly A. Modeling of deterioration in bridges. 1 st draft. March, 1999.-72 p.

6. Виноградский Д.Ю., Руденко Ю.Д., Шкуратовский A.A. Эксплуатация и долговечность мостов. К.: Будівельник, 1985. - 104 с.

7. Кисина A.M., Ладыженская Л.Л., Попченко С.Н. и др. Новые гидроизоляционные и кровельные материалы и их долговечность. -Ленинград: Энергия, 1980. 80 с.

8. Хархардин А.Н. Структурно-топологические основы разработки эффективных композиционных материалов и изделий. Дис. д-р. техн. наук /А.Н. Хархардин. Белгород, 1999. - 504 с.

9. Junker J.P. Abdichtungen von Kunstbauten im Strassenbau, insbesandere Bruckenabdichtungen mit PBD (Polimer-Bitumen-Dichtungsbahnen)128unter Gussasphaltuberbau // "Strasse und Verkehr". 1986. - Vol. 72, 12. - S. 745 -758.

10. Козлов В. В. Гидроизоляция в современном строительстве / В. В. Козлов, А. Н. Чумаченко. М. : АСВ, 2003. - 118 с. - ISBN 5-93093-225-5.

11. Справочник по гидроизоляционным материалам для строительства / Н. Г. Ярмоленко и др.. Киев : Изд-во Будівельник, 1972. -179 с.

12. Современные гидроизоляционные и кровельные материалы в отечественном и зарубежном строительстве: обзорно-аналитический доклад / В. А. Беренфельд; науч. ред. О. М. Попкова; ВНИИНТПИ. М. : s. п., 2006. -36 с.

13. Гидроизоляционные, кровельные и герметизирующие материалы. М. : Госстройиздат, 1963. - 231 с.

14. Гридчин А. М. Требования к битумным эмульсиям для приготовления литых эмульсионно-минеральных смесей / A.B. Коротков, Э.В. Котлярский, A.M. Гридчин // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова.-2010.-№ 1.-С. 10-12.

15. Исследования. Кровельные и гидроизоляционные покрытия. М. : Государственное изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1952. - 126 с.

16. Покровский В.М. Гидроизоляционные работы. Справочник строителя. М.: Стройиздат, 1985. - 320 с.

17. Духовный Г.С. Исследование свойств горячих асфальтобетонов в зависимости от качества битумов, полученных из западно-сибирской нефти по различной технологии: Дис. . канд. техн. наук /Г.С. Духовный; М., 1978. - 200 с.

18. Попченко С. Н. Гидроизоляция сооружений и зданий. JI. : Стройиздат, 1981. -304 с.

19. Лесовик B.C., Хархардин А.Н. К методологии проектирования состава сухих минеральных смесей// Известия вузов. Строительство. -Новосибирск: Изд-во НГАСА. 2000. - № 10. - С. 45 - 50.

20. Гидроизоляционные и герметизирующие материалы. М. : s. п., 2006.-21 с.

21. А.В.Руденский. Повышение качества органических вяжущих, применяемых в дорожном строительстве./ Руденский A.B., Фарберов Е.Я// Автомоб. дороги: Обзорн. информ. ЦБНТИ Минавтодора РСФСР; Вып. 2. -М., 1989. 54 с.

22. О плотности упаковки зернистых материалов в композициях /А.Н. Хархардин, Ю.Е. Пономарев, С. М. Шотенберг и др. //Химия и хим. технология: Сб. тр. Новочеркасск: НПИ 1976. - Т. 320. - С. 80 - 84.

23. И.М.Руденская, А.В.Руденский. Реологические свойства битумов./М., изд. «Высшая школа», 1967

24. И.М.Руденская. Теоретические основы совершенствования свойств нефтяных битумов для дорожного строительства. Автореферат докторской диссертации. М., 1968.

25. Строительные материалы. 6 перераб. изд. - М. : Промстройиздат, 1953. - 643 с.

26. Лесовик, В. С. Влияние наноразмерного сырья на процессы структурообразования в силикатных системах / B.C. Лесовик, В.В. Строкова, A.A. Володченко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2010. -№ 1.-С. 13-17.

27. Афиногенов О.П., Белокобыльский A.C. Правила применения и контроля качества модифицированных битумов. СТП 26-00 // Стандарт предприятия. - ГУ «Кемеровская дир. обл. дор. фонда», 2000.

28. Будник В.А., Евдокимова Н.Г., Жирнов Б.С. Исследование битумных эмульсий. Применение «Синтерола» в качестве эмульгатора // Нефтегазовое дело, 2006. http://www.ogbus.ru.

29. Будник В.А., Евдокимова Н.Г., Пушкарёва T.B. Процессы эмульгирования битума в воде и способы их совершенствования // Нефтегазовое дело, 2008. http://www.ogbus.ru.

30. Гельфман М.И., Ковалевич О.В., Юстратов В.П. Коллоидная химия (для ВУЗов). 3-е издание - СПб.: Лань, 2005. - 336 с.

31. Руденский А. В. Природные тугоплавкие битумы в дорожном строительстве /А. В. Руденский, Л. В. Поздняева// Автомобильные дороги. 2008. -№ 3. - С. 88-93.

32. Строкова, В. В. Свойства синтетических нанотубулярных гидросиликатов / В.В. Строкова, А.И. Везенцев, Д.А. Колесников, М.С. Шиманская // Вестник БГТУ им. Шухова. 2010. - № 4. -С. 30-34.

33. Ещенко А.И., Тыртышов Ю.П., Печеный Б.Г., Скориков C.B. Битумные эмульсии, пасты, мастики на основе сажевого эмульгатора // Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Естественнонаучная». -№1, 2005. - www.ncstu.ru.

34. Каневская И.Г. Биологическое повреждение промышленных материалов. Л.: Наука, 1984. - 232 с.

35. Лесовик Р.В. Применение минеральных добавок в мелкозернистых прессованных бетонах / Р.В. Лесовик, М.В. Кафтаева, A.B. Черноусов // Строительные материалы. №8. - 2007. - С. 44-45.

36. Колбановская A.C. Дорожные битумы / A.C. Колбановская, B.B. Михайлов. M.: Транспорт 1973. - 264 с.

37. Леффлер У.Л. Переработка нефти. 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. - М.: ЗАО «Олимп—Бизнес», 2004. - 224 с.

38. Стоян И.А., Слюсарев Г.В. Влияние добавок термопластичных эластомеров на свойства битумов // Вестник, серия «Естественнонаучная». -№ 1(6).-С. 89-94.

39. Кортянович К.В., Евдокимова Н.Г., Жирнов Б.С. Диэлектрическая проницаемость как показатель, характеризующий адгезионные свойства битумов // Нефтегазовое дело, 2006. -http://www.ogbus.ru.

40. Рвачева Э.М., Марышев Б.С. Каталог-справочник «Дорожная Техника» 2004.

41. Строкова, В. В. Стратегические аспекты развития промышленности строительных материалов в свете нанотехнологий / В.В. Строкова, И.В. Жерновский // Вестник отделения строительных наук РААСН. Москва-Иваново, 2010. - Вып. 14. - Т. 2. - С. 130-143.

42. Коляда С. В. Об анализе прогнозов по отдельным показателям основных строительных материалов, изделий и конструкций на период до 2010 г. / С. В. Коляда // Кровельные и изоляционные материалы. 2007. - № З.-С. 30-32.

43. Спектор Э. М. Рулонные, кровельные и гидроизоляционные материалы на основе эластомеров : учеб. пособие / Э. М. Спектор. М. : АСВ, 2003. - 127 с. - ISBN 5-93093-179-8.

44. Глуховский В. Д. Основы технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов : учеб. для вузов / В. Д. Глуховский. Киев : Вища школа, 1986. - 303 с.

45. Академия коньюктуры промышленных рынков. Исследование российского рынка нефтяных битумов Электронный ресурс. Режим доступа: http://b2blogger.com.

46. Котлярский Э.В. Строительно-технические свойства дорожного асфальтового бетона / Э.В. Котлярский. М.: Техполиграфцентр, 2004.183 с.-ISBN.

47. Печеный Б.Г. Влияние качества битумов на деформативные и прочностные свойства асфальтобетонов различного состава при динамическом изгибе / Б.Г. Печеный, Е.П. Железко // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1975. -№12. - С. 145-149.

48. Золотарев В.А., Пыриг Я.И., Галкин A.B. Технические свойства вязких дорожных битумов с добавками парафиновых восков // Сучасні будівельні матеріали. 1(75), 2009. - С. 10-19.

49. Барабаш Д.Е. Оптимизация составов высоконаполненных армированных полимерных композиций / Д.Е. Барабаш, A.A. Никитченко // Известия ВУЗов. Строительство. —2006. —№ 5 (569). С. 44—48.

50. Кемалов А.Ф. Научно-практические аспекты процессов коррозии и способов защиты: Монография // А.Ф. Кемалов, РА. Кемалов // Казань: изд-во КГТУ, 2008.-278с.

51. Баннов, П.Г. Процессы переработки нефти/П.Г. Баннов-М.: Химия.-Т.2,2001.-417с.

52. Выбор кремнеземсодержащего компонента композиционных вяжущих веществ Текст. / Р. В. Лесовик, И. В. Жерновский // Строительные материалы. 2008. - N 8. - С. 78-79

53. Кемалов А.Ф. Научно-практические основы физико-химической механики и статистического анализа дисперсных систем / А.Ф. Кемалов, P.A. Кемалов // Казань: изд-во КГТУ, 2008.-476с.

54. Горелышев H.B. Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы / Н.В. Горелышев. М.: Можайск - Терра, 1995. - 176 с. - ISBN.

55. Барабаш Д.Е. Материал для герметизации деформационных швов аэродромных покрытий в Заполярье / Д.Е. Барабаш, A.B. Шубин// Строительные материалы. —2007. —№ 1. С. 16—18.

56. Гун Р.Б. Нефтяные битумы / Р.Б. Гунн М.: Химия, 1973.-432с

57. Сергиенко С.Р. Высокомолекулярные соединения нефти / С.Р. Сергиенко М.: Химия, 1964.-535с.

58. Гуреев, A.A. Методы исследования физико-химической механики нефтяных остатков / A.A. Гуреев, С.А Сабаненков // М.: Химия, 1980. 49с.

59. Поконова, Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти / Ю.В. Поконова JL: Издательство Ленинградского ун-та, 1980. -172с.

60. Поконова, Ю.В. Нефтяные битумы / Ю.В. Поконова Спб.: Санкт-Петербургская издательская компания «Синтез», 2005.- 154с.

61. Барабаш Д.Е. Эффективный герметизирующий материал на основе модифицированного каучука / Д.Е. Барабаш // Строительные материалы. —2008. — № 4. С. 71-73.

62. Zeng Н., Isacsson V. Influence of binder characteristics on the low temperature behavior of asphalt concrete mixtures / The Roal Institute of Technology, Stockholm. 1995.-40 p.

63. Ахметова, P.C. Современное состояние производства и пути повышения качества битумов различного назначения / P.C. Ахметова, В.В. Фрязинов, И. А. Чернобривенко // Тематический обзор.-М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1979.-49С.

64. Туманян, Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем /Б.П. Туманян М.: Техника, 2000. 220с.

65. Печеный, Б.Г. Битумы и битумные композиции / Б.Г. Печеный М.: Химия, 1990.-256с

66. Кемалов, А.Ф. Итенсификация производства окисленных битумов и модифицированные битумные материалы на их основе: автореферат, диссер. д.т.н / А.Ф. Кемалов. Казань, 2005.-41с.

67. Строкова В.В., Лесовик Р.В., Ворсина М.С. Разработка укатываемого бетона на техногенном сырье для дорожного строительства/Строительные материалы. -М, 2004. -№ 9. -С. 8-9.

68. Писанко A.A. Влияние поверхностно-активных веществ на поверхностное натяжение битумов и смачивание ими минеральной подложки / Писанко A.A. // Композиційні матеріали для будівництва. -2000. №22. - С. 76-80.

69. Гридчин A.M. Производство и применение щебня из анизотропного сырья в дорожном строительстве / A.M. гридчин. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001. 149 с. - ISBN.

70. Шевченко В.П., Дослідження методом ІЧ-спектроскопіі взазмодіі нафтових бітумів з мінеральними матеріалами різноі природи / В.П. Шевченко, Р.Б. Шрестха, В.К. Джанюк // Автошляховик Украіни. -2002. -№1.-С. 32-33.

71. Жданюк В.К. Исследование дорожных окисленных битумов методом ИК-спектроскопии / В.К. Жданюк // Повышение качествадорожных и строительных материалов из отходов промышленности: сб. науч. трудов. СибАДИ. - Омск, 1995. - С. 26-32.

72. Казицина JI.A. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в органической химии / JI.A. Казицина, Н.Б. Куплетская -М.: Изд-во МГУ, 1979. 240 с. - ISBN.

73. Горелышева JI.A., Руденская И.М. Инфракрасная спектроскопия в исследовании битумов. Исследование свойств битумов применяемых в дорожном строительстве: Тр. Союздорнии. Балашиха, -1970. - Вып.46. - С. 213 - 219.

74. Печеный Б.Г. Долговечность битумных и битумоминеральных покрытий / Б.Г. Печеный. М.: Стройиздат, 1981. - 123 с. - ISBN.

75. Купершмидт, МЛ. Влияние температуры окисления на свойства и состав кровельных битумов / M.JI. Купершмидт, В.М. Кирюшина // Химия и технология топлив и масел. 1981. №7. - С.25.

76. Махонин, Г.М., Исследование структуры асфальтенов методом рентгеновской дифрактометрии / Г.М. Махонин, A.A. Петров // Химия технологии топлив и масел. 1975. №12. - С.21-24.

77. Сергиенко, С.Р. Высокомолекулярные соединения неуглеводородных соединений нефти / С.Р. Сергиенко, Б.А. Таимова, Е.И. Талалаев М.: Наука, 1979.-270с.

78. Дорош, А.К. Изучение структуры нефтепродуктов на примере битумных материалов рентгеновскими методами: методика расчета и анализа рентгенограмм / А.К. Дорош, Б.А. Годун // Нефтепереработка и нефтехимия. -1975. вып. 12. С. 102-108.

79. Потапов Ю.Б. Эффективные строительные композиты на основе каучуковых вяжущих / Ю.Б. Потапов, Ю.М. Борисов, Д.Е. Барабаш, Т.В. Макарова. Воронеж, 2006. - 194 с.

80. Бодан, А.Н. Изучение структуры нефтепродуктов на примере битумов рентгеновскими методами / А.Н. Бодан, Б.А. Годун, В.Я. Прошко //Нефтепереработка и нефтехимия. 1975. вып. 13. - С. 112-114.

81. Розенталь, Д.А. Модификация свойств битумов полимерными добавками / Д.А. Розенталь, JI.C. Таболина-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. №6. 48с.

82. Черножуков, Н.И Состав и свойства высокомолекулярной части нефти / Н.И. Черножуков, Л.П. Казакова. М.: изд-во АН СССР, 1958. с.203.

83. Посадов, И.А Рентгенографические исследования нефтяных асфальтенов / И.А. Посадов, Ю.В .Поконова, В.А. Проскуряков // Журнал прикладной химии. 1974. -№11.- С.253-255.

84. Посадов, И.А. Электронномикроскопические исследования нефтяных асфальтенов / И.А. Посадов, В.Н. Трофимов, Ю.В. Поконова // Журнал прикладной химии. 1974. №12. - С.270-275.

85. Фрязинов. В.В. Классификация нефтей по пригодности для производства битумов / В.В. Фрязинов, P.C. Ахмегова. У., 1968. вып.8. -С.167-170. - (Труды БашНИИ НП).

86. Басурманова, И.В Применение модифицированных битумов / И.В. Басурманова, Л.М. Гохман.-М.: Информавтодор.- 1996.- 112с.

87. Розенталь, Д.А Битумы. Получение и способы модификации / Д.А. Розенталь, A.B. Березников, И.Н. Кудрявцева. Л.: ЛТИ, 1979. 80с.

88. Сюняев, З.И. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев, Р.З. Сюняев, Р.З. Сафиева. М.: Химия, 1990.-226с.

89. Петров, A.A. Углеводороды нефти / A.A. Петров М.: Наука, 1984. -263с

90. Ядыкина В.В. Влияние активных поверхностных центров кремнеземсодержащих минеральных компонентов на взаимодействие с битумом / В.В. Ядыкина // Известия вузов строительства. 2003. - №9.137

91. Лесовик B.C. Снижение энергоемкости производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: Автореф. дис. д-ра техн. наук / B.C. Лесовик; МАДИ-ТУ Москва, 1997. 33 с.

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

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

94. Фрязинов, В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов: автореф. дисс. канд. тех. наук / В.В. Фрязинов. -Уфа, 1975. -27с.

95. Сюняев, З.И. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев М.: МИНХГП им. М.И. Губкина, 1981. 84с.

96. Бодан, А.Н. Поликвазисферическая структура нефтяных битумов / А.Н. Бодан // Химия и технология топлив и масел. 1982. №12. - с.22-24.

97. Шор, Г.И. Исследование структурных превращений в жидких нефтепродуктах / Г.И. Шор, К.И. Климов, В.П. Лапин // Химия и технология топлив и масел. 1977. №8. - С.48-52.

98. Барабаш Д.Е. Эффективные герметизирующие материалы для аэродромного строительства / Д.Е. Барабаш, В.В. Лазукин // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2003. -№6. С.22-23.

99. Ахметова, P.C. Перспективы организации производства битумов высокого качества и возможности широкого использования остатков высокосернистых нефтей. Проблемы переработки высокосернистых нефтей. / P.C. Ахметова. -М: ЦНИИТЭнефтехим, 1966. -С.110-118.

100. Золотарев В.А. Взаимодействие и конкуренция полимера типа СБС и ПАВ в формировании адгезионных свойств битумов. / В.А. Золотарев, C.B. Кудрявцева-Вальдес // Автомобильные дороги. 2011. №7. - С.80-83.

101. Nellenstein, F J. The construction of the micella Nucleus of asphalt bitumen and coaltar and some related problems / F.J. Nellenstein // Chem. Week. 1939.-No.36, P.362-369.

102. Yen T.F., Erdman J.G. Investigation of the structure of petroleum asphaltenes be x-Ray diffraction // Analytical chemistry. 1961. V.33. - p. 15871594.

103. Кемалов, А.Ф. Пути повышения качества окисленных битумов / А.Ф. Кемалов и др. // Труды научно-практической конференции «Тюменская нефть вчера и сегодня, Тюмень, 1997 г.» в журнале Известия высших учебных заведений (Нефть и газ) №6, 1997 г., С. 168.

104. Руденская, И.М Реологические свойства битумов / И.М. Руденская, А.В. Руденский. -М.: Высшая школа, 1967.-118с.

105. Сюняев, З.И. Химия нефти / З.И. Сюняев М.: Химия, 1984.360с.

106. Горшенина, Г.И. Полимер-битумные изоляционные материалы / Г.И. Горшенина, Н.В. Михайлов. -М.: Недра, 1967. 239с.

107. Печеный, Б.Г. Долговечность битумных материалов и битумоминеральных покрытий / Б.Г. Печеный. М.: Стройиздат, 1981. -123с.

108. Кемалов, А.Ф. Битум-полимерные композиции на базе регионального сырья РТ / А.Ф. Кемалов // Тезисы докладов научной сессии КГТУ.- Казань, 1998,- 235с.

109. Розенталь, Д.А. Повышение качества строительных битумов / Д.А. Розенталь // Тематический обзор. -М.: ЦНИИТНефтехим. 1976. 73с.

110. Урьев, Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материлов / Н.Б. Урьев. М.: Химия, 1988.-256с.

111. Ребиндер, П.А Физико-химическая механика новая область науки / П.А. Ребиндер.- М.: Знание, 1958.- 64с.

112. Ребиндер, П.А. Физико -химическая мёханйка дисперсных структур / П.А. Ребиндер. М.: Наука, 1966.- 3-16.

113. Хойдберг, А.Д Битумные материалы. Асфальтены, смолы, пеки / А.Д. Хойдберг. -М.: Химия, 1974.-247с.

114. Справочник по гидроизоляции сооружений / под ред. С.И. Попченко. —JL: Стройиздат, 1975.-232с.

115. Рояк Г.С. Выбор материалов для дорожного покрытия с учетом напряженного состояния / Г. С. Рояк, М. Ю. Грановский // Транспортное строительство. . Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1991.

116. Золотарев В.А. Свойства битумов., модифицированных полимерами СБС // Автошляховик Украины 2006 - С. 25-27

117. Энциклопедия полимеров в трех томах. М.: Советская энциклопедия. 1972. А -Я.

118. Бонченко, Г.М. Разработка методов модификации битумного вяжущеговторичными полимерными материалами / Г.М. Бонченко, Ю.М. Вабка, Ю.П. Мирошников // Деп. ВНИИТЭ Химия,- М.: 1993.- Юс.

119. Вительс, Л.Э. Особенности влияния олигомеров на реологическое поведение битумов / Л.Э. Вительс, А.П. Меркин, Т.А. Койчуманов // В кн.: Ш Всесоюзная конференция по химия и физикохимии олигомеров. Одесса: ИФХ АН СССР, 1986, С251.

120. Барабаш Д.Е. Регулирование адгезии дисперсно-армированных композиций / Д.Е. Барабаш, Г.В. Зеленев // Неоднородные материалы и140конструкции: матер. XXVII Росс. шк. по проблемам науки и технологий. — Миасс 2007. С. 94—97.

121. Гохман, JI.M. Полимер-битумное вяжущее с применением дивинил стирольных термоэластопластов / JI.M. Гохман // Труды СоюздорНИИ; вып. 50.-М.:Химия, 1971.-205с.

122. Колбановская A.C., Давыдова А.Р., Сабсай О.Ю. Структурообразование дорожных битумов (Физико-химическая механика дисперсных структур). -М.: Наука, 1966. с.103-113.

123. Гохман, JI.M. Пути повышения качества органических вяжущих материалов в нечерноземной зоне РСФСР / JI.M. Гохман, Е.М. Гурарий ВладимирД986.-С.89-90.

124. Горшенина, В.И. Полимербитумные изоляционные материалы / В.И. Горшенина, Н.В. Михайлов М.: Недра 1967.- 240 с.

125. Гохман, JI.M. Влияние класса полимеров на свойства полимерно-битумных вяжущих / JI.M. Гохман, К.И. Давыдова // Труды СоюздорНИИ.-М.: Химия, 1981.С.5-12.

126. Грудников, И.Б. Производство нефтяных битумов / И.Б. Грудников. М.: Химия, 1983.-192с.

127. Джуманов, Р.Б. Пути улучшения свойств вяжущих из высокосмолистых парафинистых нефтей среднеазиатского региона / Р.Б. Джуманов. М.: Транспорт 1988.-305С.

128. Б.С. Радовский. Применение формулы Муни для определения критической концентрации структурообразования дисперсных систем типа битумов / Б.С. Радовский, JI.M. Гохман, Е.М. Гурарий, Г.С. Духовный. М.: Коллоидный журнал, 1979 № 4 - С. 729-734.

129. Афанасьева, H.H. Регулирование физико-химических свойств и дисперсности сырья для производства окисленных битумов: автореферат канд. дисс. ГАНГ им Губкина / H.H. Афанасьева. М.:1987.-25с.

130. Дринберг, А .Я. Технология плёнкообразующих веществ / А.Я. Дринберг // Д.: науч.-тех. изд., 1955, С. 667

131. Унгер, Ф.Г Изменение структуры НДС в различных условиях / Ф.Г. Унгер, Л.Н. Андреева-Т.: Предпринт ТФ СО АН СССР, 1987. 40с.

132. Унгер, Ф.Г. Методы исследования состава органических соединений нефти и битуминоидов / Ф.Г. Унгер и др. М.: Наука, 1985. С. 18197.

133. Кабанов, В.А. Энциклопедия полимеров / В.А. Кабанов, В.В. Коршак, М.М. Котон и др. Москва: Изд-во «Советская энциклопедия», 1977.-612с.

134. Думский, Ю.В. Химия и технология нефтеполимерных смол. / Ю.В. Думский, Г.М. Бутов Г.М. М.: Химия, 1999. 312с.

135. Кочнев, A.M. Физико-химия полимеров / A.M. Кочнев, А.Е. Заикин, С.С. Галибеев и др. Казань: Изд-во «Фэн», 2003. 512с.

136. Тагер, A.A. Физикохимия полимеров / A.A. Тагер. М.: Химия, 1978. 544с.

137. Козловская, A.A. Полимерные и полимер-битумные материалы для защиты трубопроводов от коррозии / A.A. Козловская. М.: Стройиздат. 1971,127с.

138. Кемалов, P.A. Научно практические аспекты получения композиционных битумных материалов Текст. / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов // Технологии нефти и газа. 2008. №2. С. 49-55.

139. Кемалов, P.A. Модифицированные кровельные и гидроизоляционные материалы на основе вторично использованного сырья Текст. / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. №6. С. 27-31

140. Быкадоров, Н.У. Исследование реологических свойств дисперсных систем / Н.У. Быкадоров, H.A. Кейбал // метод, указ., ВПИ (филиал) ВолгГТУ, г. Волгоград, 2007, с. 18

141. Розенталь, Д.А. Методы определения и расчета структурных параметров фракций тяжелых нефтяных остатков / Д.А. Розенталь, О.Г. Посадов, А.Н. Пауку. -Л.: ЛТИ, 1981.-С.8.

142. Рояк Г. С. Внутренняя коррозия бетона//Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. М.: ОАО "ЦНИИС", 2003. 78 с.

143. Кац, Б.Н. Модификация битумов строительного назначения / Б.Н. Кац, H.A. Глотова // Сб. тр. ВНИИСтройполимер. Вып. 53 «Полимерные строительные материалы», 1980.-С. 78-95.

144. Москалев, Ю.Г. Полимеры будущее мягких кровельных материалов/Ю.Г. Москалев// Строительные материалы.-1997.-№ 12.-С.8-10.

145. Колбин, М.А. Определение группового химического состава битумов методом ЛЖАХ / М.А. Колбин, Р.В. Васильева, Я.А. Шкловский // Химия и технология топлив и масел. 1976. №2. - С.48-55.

146. Хархардин, А. Н. Потенциалы и силы парного межмолекулярного взаимодействия атомов, микро- и наночастиц / А.Н. Хархардин // Известия высших учебных заведений. Серия: Строительство. 2010. - № 6. - С. 109116.

147. Магарил, Р.З. Образование углерода при термических превращениях индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов / Р.З. Магарил. -М.: Химия, 1973.-212с.

148. Аксенова, Э.И. Исследование термического разложения нефтяных смол и асфальтенов: автореф. дисс. канд. тех. наук / Э.И. Аксенова Баку, 1972. -32с.

149. Николаев, А.Ф. Межмолекулярные взаимодействия в полимерах / А.Ф. Николаев-Л. 1986. 53с.

150. Ядыкина, В. В. Органоминеральные композиты для дорожного строительства на основе модифицированных минеральных наполнителей /143

151. B.В. Ядыкина, E.A. Лукаш // Строительные материалы. 2009. - № 11. - С. 46-49.

152. Розенталь, Д.А. Модификация свойст битумов полимерными добавками / Д.А. Розенталь, Л.Ф. Таболина, В. А. Федолова. М. :ЦНИИТЭнефтехим, 1988.С.2-8.

153. Ребиндер, П. А. Структурообразование и самопроизвольное диспергирование в суспензиях / П.А. Ребиндер //В кн.: Труды III Всесоюзной конференции по коллоидной химии.- М.: Из-во. АНСССР 1956.-С.7-19.

154. Шмитд, Д.Э. Исследование и отработка модельных воздействий температурных напряжений и долговечность битум полимерных композиций /Д.Э. Шмитд и др. // Деп. ВНИИТЭ, № 2574.В.93. Томск 1993.- 11с.

155. Гридчин, А. М. Основы физико-химической механики строительных композитов: учебное пособие / A.M. Гридчин, М.М. Косухин, В.В. Ядыкина. Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. -16,7 п.л.

156. Рахимова Том. инж. стр. институт. Томск.- 1986.-9с.

157. Никишина, М.Ф. Производство битумов / М.Ф. Никишина, В.А. Захаров // Труды СоюздорНИИ вып. 46. Балашиха, 1980.- С. ^ 187-194.

158. Кулезнев, В.Н. Смеси полимеров / В.Н. Кулезнев. М.: Химия, 1980. 303с.

159. Подгородецкий, Е. К. Технология производства плёнок из высокомолекулярных соединений / Е.К. Подгородецкий.-М.: Искусство, 1953. 178 с.

160. Меркин, А.П. О модификации битумных строительных материалов полимеризационноспособными олигомерами / А.П. Меркин и др. // Азерб.хим.ж., 1984, №4, С.117-121.

161. Многокомпонентные полимерные системы / Под ред. Р. Голда.-М.: Химия, 1974.-328с.

162. Zenke G. Zur Theorie der polymermodifizierten bitumen // Stationare Mischwerk. -1979.-№ 5.-S. 7-20.

163. Zenke G. Polymer-modifizierte Stra3eubanbitumen im Spiegel von Litirargebnissen Versuch eines Resümees. Teil 1 //Asphaltstrasse. 1985. V. 19, -№ 1.- S. 5-16.

164. Aslam M. Bitumen polymer composite products // Journ. Colour. Soc. 1982. - V. 21, - № 3. - P. 19-22.

165. Korsch H. Zum Verhalten von polymer-modifizierten Bitumen bei tiefen Termopleratyzen. //Bitumen. 1990. V.52, - № 1. - S. 10-13.

166. Zialenski J. Bitumno-polymerove kompozicu, vlastnosti a struktura. / J. Zialenski, A. Bukovski // Rope a uhlie. 1987. T. 29, - № 7. - S. 404-414.

167. Zialenski J. Studia nad budova i wlasciwosciami kompozycji bitumiczno-polimerowych. //Pr. nauk. Chem./Pwarsz/. 1991. № 54. - S. 3-146:

168. Hailey D. A hopeful look at asphalt's new additives. // Highway and heavy Constr. -1987.-V. 130. -№3.- P. 42-43.

169. Racz B. Modification if bitumens by elastomers. // Conf. Bitumen, Eger, 12-14 Apr. 1988: Summ. Budapest, 1988. P.55-56.

170. Bukowska M. Investigation on colloidal stability of asphalt-afactic polypropylene compositions. / M. Bukowska, L. Makaruk // Fuel. 1988. V.67, -№2.-P. 257-265.

171. Hoad L. The development of road binders. //Highways and Transportations. 1987. V.34, - № 4. - S. 15-26.

172. Brule B. Liants modifies par des poly meres pour enduits et enrobes spéciaux // Rapp. Lab. Min. urban, logem. et tranp. ser. Phys. et ehem. 1986. № 12.-P. 5-58.

173. Горелов, Ю.А. Рулонная кровля / Ю.А. Горелов // Строительный эксперт 1999.- № 9(52).С.23-03.

174. Рахимов, Р.З. Современные кровельные материалы / Р.З. Рахимов, Г.Ф.Шигапов.-Казань: Центр инновационных технологий, 2001.432 с.

175. Борисов, C.B. Модифицированные битум-полимерные мастики / C.B. Борисов, P.A. Кемалов, А.Ф. Кемалов // В материалах международной конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых», г. Санкт Петербург, 2006. С. 73.

176. Методические рекомендации по применению полимер-битумного вяжущего при строительстве дорожных, мостовых и аэродромных асфальтобетонных покрытий. М.: СоюздорНИИ,1968.- 111с.

177. Кемалов, P.A. Структурно-динамический анализ импульсной ЯМР-спектроскопии в исследованиях кровельных гидроизоляционных материалов Текст. / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2007. №12. С. 29-32.

178. Кемалов, P.A. Взаимосвязь структурно-группового состава и физико-химических свойств кровельных грунтовок, применяемых в гражданском строительстве Текст. / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2009. №3. С. 22-28.

179. Кемалов, А.Ф. Модификация битумов с целью получения праймеров для гидроизоляционных материалов / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов и др. Там же. С. 158-159.

180. Кемалов, P.A. Модифицированные кровельные и гидроизоляционные материалы / P.A. Кемалов, C.B. Борисов, А.Ф. Кемалов и др. Там же. С. 159-160.

181. Кемалов, P.A. Физико-механические свойства гидроизоляционных материалов и праймеров на основе битум-полимерных композиций / P.A. Кемалов, А.Ф. Кемалов, C.B. Борисов и др. Там же. С. 162163.

182. Кемалов, Р.А. Производство эмульгатора-стабилизатора для водобитумных эмульсий / РА. Кемалов, А.Ф. Кемалов, EJ1. Гладий, С.В. Борисов и др. Там же. С. 168-169.

183. Кемалов, Р. А. Разработка физико-химических технологий получения композиционных битумных материалов на основе вторично использованного битума / Р.А. Кемалов, С.В. Борисов, А.Ф. Кемалов. Там же. С. 327-329.

184. Мурузина. Е.В. Битум полимерные композиции кровельного назначения: автореферат диссертации к.т.н. / Е.В. Мурузина Казань.//: КазГАСА,2000г.

185. Наджарян, С.Н. Битумно-олигомерные композиции для создания материалов строительного назначения: дисс. на соискание уч. степени к.т.н. / С.Н. Наджарян -Институт химической физики.//- АНСССР.- 1991.-32с.

186. Соколова, В.И. Жидкостная хроматография нефтепродуктов / В.И. Соколова, М.А. Колбин . -М.: Химия, 1984. 144с.

187. Рыбак, Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов / Б.М. Рыбак -М.: Гостоптехиздат, 1962.-888с.

188. Высоцкий А.В. Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА: автореф. дисс. канд. тех. наук / А.В. Высоцкий. -Белгрод, 2004. -24с.

189. СН 509-78. Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Введ. 01.01.79. - М.: Стройиздат, 1979. - 65 с.

190. Traxler, R.N. The coddoidal nature of asphaltas shown by its flow properties / R.N. Traxler, C.E. Coombs //J.Phys. Chem. 1996. -No.ll, P.l 133-1147.

191. Altgelt, K.H. Fractionation of asphaltenes by Gel Permeation Chromatography / K.H. Altgelt//J.Appl. Polyer. Sci. 1965. -v.2, No. 10, P.389-393.

192. Neumann, H.J. Bitumen neue Erkentnisse iiber Aufbau und Eigenschaften / H.J. Neumann // Erdol und kohle. 1981. - Bd.34, H.8, P.336-342.

193. Warren, F.V. Determination of pore size. Distributions of liquid chromatografic column pakung у Gel Permenation Chromatography / F.V. Warren, B.A. Bidlingmeier // Analytical Chemistry. 1984. v.56, No.6, P.950-957.

194. Loos, H. Zum Alterungsverhalten Non Bitumen / H. Loos, R. Urban // Strasse und Autobahn. 1984. Vol.35, No.8, P.322-325.

195. Kolb, K.H. Modifizierte Bitumen / K.H. Kolb // Die Asphaltstrasse. 1987. -No.l.P.2635.

196. Вашман, A.A Ядерная магнитная релаксация и ее применение в химической физике / А.А. Вашман, И.С. Пронин. -М.: Наука, 1979. -236с.

197. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров. М.: Химия, 1985. 448с.

198. Юсупова, Т.Н. Использование термического анализа при идентификации нефтей Татарстана / Т.Н. Юсупова, JI.M. Петрова, Г.В. Романов //НЕФТЕХИМИЯ,- 1999.-№4,- С. 254-259.

199. Стыскин, E.JL Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография / E.JI. Стыскин, Л.Б. Ициксон, Е.В. Брауде // Москва, г. 1986, с. 345.

200. Сорокин, М.Ф. Химия и технология плёнкообразующих веществ / М.Ф. Сорокин, Л.Г. Шодэ, З.А. Кочнова// М.: Химия, 1981. с. 448.