автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Цветные полимербетоны на модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом нефтеполимерной смоле

На правах рукописи

005531666

Черных Дмитрий Сергеевич

ЦВЕТНЫЕ ПОЛИМЕРБЕТОНЫ НА МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАУЧУКОМ И ВТОРИЧНЫМ ПОЛИЭТИЛЕНОМ НЕФТЕПОЛИМЕРНОЙ СМОЛЕ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2013

005531666

Работа выполнена на кафедре «Автомобильные дороги» в Федеральном государственном бюджетном образовательном

учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Илиополов Сергей Константинович

доктор технических наук, профессор

Ядыкнна Валентина Васильевна,

доктор технических наук, профессор, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, профессор каф. «Автомобильные и железные дороги»

Юндин Александр Николаевич,

кандидат технических наук, профессор, Ростовский государственный строительный университет, профессор каф. «Строительные материалы»

ОАО Дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ» (Северо-Кавказский филиал)

Защита диссертации состоится «23» мая 2013 г. в 10 часов в ауд. 232 на заседании диссертационного совета Д 212.207.02 в Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул.Социалистическая,162,т/ф 8(863)201-91-65, E-mail: dis_sovet_rgsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

Автореферат разослан «22» апреля 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета*-

"Налимова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Цветной полимер- или пластбетон находит все более широкое применение в мировом градостроительстве и при сооружении автомагистралей не только благодаря своим внешне весьма привлекательным характеристикам, но и в результате ценных потребительских и функциональных качеств. В первую очередь - это вымощенные цветным полимербетоном площади и улицы, которые делают выразительнее красоту памятников архитектуры (дворцов, музеев, скульптурных композиций), кроме того, такие покрытия являются действенным инструментом для обеспечения безопасности дорожного движения. Цветные покрытия используют для зонирования территорий промышленных предприятий, устройства спортивных площадок, полов в складских и заводских помещениях. Такие покрытия не дают «потеряться» остановкам общественного транспорта, парковкам, велосипедным дорожкам, пешеходным зонам, помогают ориентироваться на современных многоуровневых с множеством развязок автострадах, структурируют площадки автозаправочных станций. Этот материал делает более эффективным освещение в тоннелях и на эстакадах, позволяет легче «читать» дорожную разметку. Цветной полимербетон облегчает навигацию по рулежным дорожкам и взлетно-посадочным полосам аэродромов, территориям морских портов и грузовых терминалов.

В нашей стране созданию цветных покрытий ранее не уделялось должного внимания, оно имело эпизодический характер и на сегодняшний день ограничивается применением дорогостоящих зарубежных материалов и технологий.

В настоящее время среди материалов, используемых для цветных покрытий, лидирующее положение занимают цементобетоны. Это обусловлено быстрым освоением технологий производства тротуарной плитки п относительной простотой придания цементобетону нужного цвета. Однако цементобетон имеет ряд существенных недостатков таких, как низкая морозостойкость, неоднородность окраски, скользкость, большая трудоемкость, преимущественное использова-

ниє ручного труда, также его применение приводит к тому, что покрытие из асфальтобетона прерывается небольшими, плохо сочетающимися с ним участками из цветной тротуарной плитки.

Широкое и многоцелевое применение цветных покрытий возможно лишь на основе использования материалов, отвечающим требованиям, предъявляемым к нежестким покрытиям, т.е. к асфальтобетонам. Такие материалы могут быть получены за счёт применения в них термопластичных вяжущих, близких по своим свойствам к битумам, но обладающих светлой окраской дающей возможностью окрашивать их в различные цвета за счет введения пигментов.

Поэтому разработка такого полезного и практичного материала, как цветной полимербетон, является задачей важной и актуальной.

Цель диссертационного исследования: разработка комплексного полимерного вяжущего на основе нефтеполимерной смолы, модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом, с требуемыми реологическими свойствами и долговечных, трещиностойких цветных полимербетонов, с требуемыми физико-механическими характеристиками.

Для достижения поставленной в работе цели были решены следующие задачи:

- теоретически обоснован и экспериментально подтвержден выбор компонентов комплексного полимерного вяжущего (КПВ) для получения цветного полимербетона;

- выявлены механизмы воздействия на свойства разработанного вяжущего;

- исследованы процессы структурообразования в комплексном полимерном вяжущем и полимербетоне на его основе, а также динамика их старения;

-разработаны составы цветных полимербетонов и исследованы их тепло-, морозо-, водо- и трещиностойкость;

- установлена экономическая целесообразность использования цветных полимербетонов на основе КПВ;

- проведена опытно-производственная проверка полученных полимер-бетонных смесей;

- разработаны технические рекомендации по приготовлению цветных полимербетонных смесей на основе комплексного полимерного вяжущего и устройству цветного покрытия.

Объект исследования - комплексное полимерное вяжущее (КПВ) и цветные полимербетоны на его основе.

Предмет исследования — реологические свойства комплексного полимерного вяжущего (КПВ) и физико-механические свойства цветных полимербетонов на его основе.

Научная новизна:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения вяжущего для цветных полимербетонов, обладающего требуемым комплексом реологических свойств, с использованием каучуко-полиолефиновых компонентов, нефтеполимерной смолы и пластифицирующего компонента;

- выявлен механизм воздействия каучука и вторичного полиэтилена на процессы структурообразования и физико-механические свойства разработанного вяжущего и полимербетонов на его основе;

- получен новый цветной полимербетон для устройства покрытий с высокой прочностью, трещиностойкостью, устойчивый к колееобразованию и процессам старения;

- установлено усиливающее влияние полиэтилена и пигмента на физико-механические свойства цветных полимербетонов, а также положительное влияние каучука на трещиностойкость полимербетона;

- в результате исследований установлена ингибирующая роль каучука и полиэтилена в процессе старения разработанного вяжущего и цветных полимербетонов.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке комплексного полимерного вяжущего (КГТВ) и цветных полимербе-тонов на его основе;

- полученные зависимости свойств комплексного полимерного вяжущего от количественного содержания его компонентов;

- результаты моделирования и прогнозирования физико-механических свойств цветного полимербетона в зависимости от содержания каучука и полиэтилена в составе комплексного полимерного вяжущего;

- экономическая целесообразность использования разработанного вяжущего в производстве цветных полимербетонов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний, соответствием результатов лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных с использованием современных поверенных приборов, оборудования и методов испытаний, в том числе экспериментально-статистических методов математического планирования эксперимента и теории математической статистики.

Практическое значение работы:

- разработан состав и технология получения комплексного полимерного вяжущего (КПВ), а также показана возможность направленного регулирования его свойств путем варьирования содержания исходных компонентов;

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения цветных полимербетонов на основе КПВ с показателями физико-механических свойств, не уступающих традиционным асфальтобетонам;

- получены экспериментально-статистические модели изменений свойств полимербетона в зависимости от состава вяжущего;

- установлены технологические режимы приготовления и требования к показателям качества цветного полимербетона на основе КПВ;

- по результатам проведенных исследований получены патенты РФ: № 2340641 от 10 декабря 2008г., № 2426754 от 20 августа 2011 г., № 2418019 от 10 мая 2011 г., № 2447035 от 10 апреля 2012г.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на международных научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета (Строительство 2007 -2012 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 22 публикациях, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК, и 4 патента.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы из 172 наименований, в том числе на иностранных языках, 4 приложений. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу и 25 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели, научная новизна, практическая значимость, а также приведены сведения об апробации.

В первой главе проведен анализ опыта применения цветных асфальте- и полимербетонов в отечественной и мировой практике дорожного строительства. Показаны достоинства и недостатки различных видов полимербетонов. Наибольшую известность в этой области получили работы Г.К. Сюньи, В.Д. Ставицкого, О.В. Хозинской, С.М. Багдасарова, Р.Б. Гуна, Р.К. Мулладжанова, Д.В. Золотарева и др.

На основании анализа литературных сведений показано, что высокая долговечность полимербетонов может быть обеспечена в случае, если они по физико-механическим свойствам будут подобны традиционным асфальтобето-

нам; придание цветному полимербетону насыщенной окраски может быть обеспечено за счет использования каменных материалов, близких по цвету к применяемым минеральным пигментам; лучшими вяжущими для цветных полимербе-тонов являются осветленные битумы, высокие показатели свойств которых могут быть обеспечены модификацией полимерами.

Рассмотрено влияние полимерных модификаторов на структуру и свойства асфальтобетонов и битумов. Установлен характер воздействия на битум и асфальтобетон полимеров различных групп. Отмечается, что высокая сдвигоустойчивость достигается при применении термопластов, в то время как эластомеры и термоэластопласты значительно повышают трещи-ностойкость. Показано, что улучшение важнейших свойств битумных вяжущих при минимальных затратах можно достичь за счет комплексного применения термопластов и эластомеров с максимальным использованием вторичного сырья.

На основании вышеизложенного сформулирована рабочая гипотеза: получение цветных полимербетонов с физико-механическими свойствами, аналогичными традиционным асфальтобетонам, возможно за счет применения комплексного полимерного вяжущего, сочетающего в себе преимущества термопластов и эластомеров.

Во второй главе рассмотрены теоретические предпосылки получения комплексного полимерного вяжущего (КПВ) путем компаундирования его исходных компонентов. Определен наиболее рациональный компонентный состав разрабатываемого вяжущего для цветных полимербетонов из числа возможных и доступных вариантов полимерных соединений, имеющих светлую окраску. Такой состав включает полибутадиеновый каучук СКД и вторичный полиэтилен (ПЭ) совместно с нефтеполимерной смолой пиро-пласт-2К (НПС) и пластификатором - индустриальным маслом (ИМ).

Рассмотренные особенности состава, структуры и свойств выбранных компонентов для КПВ позволяют считать, что вяжущее, приготовленное на их основе, благодаря образованию свойственной полимерам пространствен-

ной структурной сетки, будет отличаться технологичностью, необходимыми реологическими свойствами (вязкостью, теплоустойчивостью и трещино-стойкостью) и когезией. Использование пиропласт-2К в составе вяжущего должно способствовать повышению его адгезионных свойств по отношению к минеральным материалам, а также технологичности при объединении с каучуком и полиэтиленом.

Установлена усиливающая и структурирующая роль минеральных пигментов в цветных полимербетонах.

В третьей главе представлены характеристики применяемых материалов, изложены методы экспериментальных исследований, приведены результаты экспериментальных исследований по разработке составов и технологии приготовления КПВ и цветных полимербетонов на его основе.

В работе использовались минеральные материалы кислого характера: красный гранитный щебень фр. 5-10 мм, соответствующий марке по прочности 1200, отсев дробления, активированный минеральный порошок, окрашивающие минеральные пигменты (окись хрома Сг2 03 -зеленый, железо-оксидный красный Ре: , железооксидный желтый РеО(ОН)) и КПВ, представляющее собой термопластичное полимерное вещество светлого цвета, прозрачное в тонкой пленке, приготовленное путем механического смешения НПС пиропласт - 2К, индустриального масла марки И-40, вторичного полиэтилена и полибутадиенового каучука СКД (марка II).

В соответствии с целью работы, важнейшей задачей является разработка светлого вяжущего для цветного полимербетона. Для получения долговечного бетона необходимо, чтобы свойства КПВ были близки к требованиям для дорожных битумов.

Приготовление комплексного полимерного вяжущего (КПВ) в лабораторных условиях производилось путем механического перемешивания исходных компонентов в лабораторной лопастной мешалке для приготовления полимерно-битумных вяжущих, со скоростью вращения вала 1490 об/мин.

Приготовление КПВ в среднем занимает 80 минут. Этого достаточно, чтобы добиться необходимой однородности для всех вариантов состава вяжущего.

Для установления влияния компонентов КПВ на его свойства и выбора оптимальных соотношений компонентов при разработке вяжущего содержание каучука и полиолефина находилось в пределах 0 - 12 % каждого из них сверх 100 % от суммарного содержания нефтеполимерной смолы и индустриального масла, при постоянном соотношении между которыми НПС: ИМ как 70: 30; такое соотношение было определено опытным путем и связано с технологическими причинами производства КПВ. Каучук вводился в смесь в количестве 0, б, 9 и 12 %, а полиэтилен - 0, 3, 6, 9 и 12 %. На рис. 1 представлены зависимости показателей свойств полученных составов вяжущего от содержания каучука и полиэтилена.

В результате проведенных исследований установлено, что благодаря добавке полиэтилена повышается температура размягчения КПВ, чего не удалось добиться увеличением содержания пиропласт-2К и каучука. Также полиэтилен положительно влияет на устойчивость полимербетона к воздействию высоких летних температур и, как следствие, улучшаются такие характеристики полимербетона, как сдвигоустойчивость и пределы прочности при 50 и 20°С.

Полученные вяжущие для цветных полимербетонов обладают эластичностью. Этот показатель в исследуемых составах повышается с ростом концентрации каучука, за счет его способности формировать в вяжущем полимерную структурную сетку. Ввиду высоких температур размягчения и пониженных температур хрупкости полученное вяжущее имеет повышенный интервал пластичности (рис. 1, е).

По показателям свойств разработанных составов для дальнейшего исследования и приготовления цветного полимербетона был выбран вариант вяжущего, соответствующего, в основном, по физико-механическим показателям битумному вяжущему марки БНД 90/130 (рис. 1, а - е).

5 10 15

Содержание пол] гэтнлена. %

«.-•держаниегк>Л1 Г'Т1 тена '<>

•саучука ^«каучука

£ 65 % 60

40

«в

57 -

0 10 15 Содержание поли этилена."" ■ <> -6%1,;1учук-'| —--окаучука

— ■ 1'IV ка

1 5

Содержание полиэтилена. и в0%каучука >.%каучук<°1 ——9%£аучука

Рис. 1. Зависимость физико-механических показателей КПВ для цветных по-лимербетонов от содержания каучука и полиэтилена:

а - глубина проникания иглы; б - растяжимость; в - температура размягчения; г - температура хрупкости; д - эластичность; е - интервал пластичности.

Этот состав содержал 6% полиэтилена и 9 % каучуковой добавки сверх 100 % нефтеполимерной смолы и индустриального масла (70 % НПС и 30 % ИМ). Глубина проникания иглы выбранного состава составила 120-0,1 мм при 25°С, растяжимость - 61 см при 25 °С, температура размягчения - 53 °С и хрупкости минус 40 °С , эластичность - 61% и интервал пластичности -93 °С.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что варьирование составом КПВ позволяет направленно регулировать свойства вяжущего, задавая их в завись мости от условий применения и климатических условий района строительства.

Влияние процесса старения на свойства разработанного КПВ исследовали по американской методике TFOT (Thin Film Oven Test) согласно стандарту ASTM D 1754. Эксперимент проводили в течение 6 часов при температуре 162°С на КПВ и битуме БНД 90/130. Проведенные исследования позволили выявить изменения свойств КПВ и битума БНД 90/130 в результате процессов старения. Для более объективной оценки влияния процесса старения на свойства КПВ использовались коэффициенты, введенные в работе Н.Б. Урьева при исследовании процессов старения модифицированных битумных вяжущих.

Значения приведенных коэффициентов старения КПВ и БНД 90/130 говорит о том, что выбранный состав вяжущего с содержанием каучука 9% и полиэтилена 6% устойчив к термоокислительному воздействию и не уступает дорожному битуму, а увеличение каучука и полиэтилена приводит к замедлению процесса старения, происходящего в КПВ, но полностью не исключает его.

С целью установления фазового состава и процессов структурообра-зования, происходящих при приготовлении комплексного полимерного вяжущего, в настоящей работе были проведены исследования ИК-спектров исходных компонентов и конечного продукта. Образование каких-либо новых полос поглощения в ИК - спектре разработанного вяжущего, соответст-

вующих новообразованиям между компонентами смеси, не наблюдается, а просматриваются частоты валентных колебаний исходных компонентов. Разработанное вяжущее с участием полибутадиенового каучука, полиэтилена, «Пиропласт - 2» и пластифицирующего компонента индустриального масла представляет собой однородную вязкую смесь исходных веществ. На основании проведенных ранее исследований и результатов анализа вяжущего методом ИК-спектроскопии можно говорить о том, что каждый компонент, входящий в состав вяжущего, выполняет свою особую структурообразующую роль:

Важным критерием выбора вяжущего для цветного полимербетона является его прозрачность в тонком слое, без чего невозможно получение ярких цветов полимербетонов. Прозрачность компонентов КПВ оценивали по светопропусканию их растворов на приборе UNICO 2800 при длине волны >.=814 нм. Пропускание определялось по сравнению с эталонным образцом, которым являлся чистый n-ксилол. Метод светопропускания позволил выбрать композицию вяжущего, обеспечивающую пропускание 89,9%, что близко к пропусканию мальтеновой фракции битума. На вяжущем с таким светопропусканием возможно получение цветных полимербетонов ярких цветов.

До недавнего времени использование цветных полимербетонов на органическом вяжущем рекомендовалось преимущественно для пешеходных участков, соответственно рассматривались песчаные бетоны. Однако данные, приведенные в работах Д.В.Золотарева и C.B. Оксака, по прочностным свойствам полимербетонов свидетельствуют о том, что они могут быть рекомендованы для устройства покрытий промышленных территорий, полов грузовых терминалов, морских портов и аэропортов, а также для устройства проезжей части автодорог, которые подвергаются значительным нагрузкам от тяжелого подвижного состава. Поэтому были исследованы свойства полимербетонов с гранулометрическими составами по-

добранными по требованиям к асфальтобетонам типа А, Б, В и ЩМА в соответствии с классификацией ГОСТ 9128-2009 и ГОСТ 31015-2002.

Приготовление полимербетонных смесей в лабораторных условиях осуществлялось путем механического перемешивания разогретого до 180 — 190 °С минерального материала с минеральным порошком, пигментом и оптимальным количеством комплексного полимерного вяжущего. Технология приготовления не отличалась от приготовления асфальтобетонной смеси по ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».

Изучены стандартные свойства полимербетонных смесей различных типов на КПВ. Анализ результатов проведенных испытаний показал (рис. 2), что полимербетоны исследуемых типов, приготовленные на основе КПВ, удовлетворяют всему комплексу физико-механических показателей по ГОСТ 9128-2009 и 31015-2002.

Оптимальное количество КПВ для всех типов исследуемых смесей лежит в пределах 6,0 — 7,5%: для полимербетона с гранулометрическим составом по типу А - 6,0%, Б - 6,5%, В - 7,5% и ЩМА-10 - 7,5%.

Анализ полученных результатов позволяет заключить, что особенности работы КПВ в составе полимербетонов, а также влияние его структуры на физико-механические свойства согласуются с основными положениями о процессах, происходящих при изготовлении и эксплуатации традиционных асфальтобетонов.

Для экспериментально-статистических исследований моделирования свойств полимербетонных смесей в работе был спланирован и проведен полный трехфакторный эксперимент по плану Бокса и получены математические модели, адекватно описывающие зависимость функций отклика от варьируемых факторов: количества ПЭ, каучука и НПС. Установлены рациональные области значений для исследованных факторов. Получена теоретическая модель оценки и прогнозирования свойств полимербетона.

типА тип Б тип 8 ЩМА тип А тип Б тип В ЩМА

типа тип б тип В ЩМА типа тип б тип В

ВИ1 - фактические показатели ШЭ - требования ГОСТ

Рис. 2. Показатели свойств полимербетонов и требования ГОСТ : фальтобетонам различных типов

Устойчивость цветного полимербетона к накоплению остаточных деформаций и образованию колеи представляет особый интерес, так как эти данные являются важными в условиях воздействия на цветные покрытия

промышленных территорий и автомобильных дорого тяжелого грузового транспорта. С целью проведения испытаний дорожно-строительных материалов в ГК «Автодор» был разработан прибор, позволяющий проводить лабораторные исследования устойчивости различных материалов для слоев покрытий к динамическому воздействию нагрузки.

Анализ результатов, полученных при испытании полимербетона и асфальтобетона типа А, показал (рис.3), что значение деформаций после 800000 приложений нагрузки у полимербетона составило в среднем 1,6 мм, что в 3 раза меньше, чем у образцов из асфальтобетона, деформации которого составили в среднем 4,85 мм.

1 I 4_

. . ~ * — * -* . — - ;

✓ У

/

и

100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 Число приложений нагрузки

-БНД 90/130

Рис. 3. График накопления остаточных деформаций в образцах полимербетона и асфальтобетона (с гранулометрическим составом тип А)

Для исследования работоспособности полимербетона в зимний период, который характерен многократным переходом через 0 °С, были проведены сравнительные испытания по определению морозостойкости на поли-мербетонных образцах (с гранулометрическим составом подобранным по типу А) и на асфальтобетонных образцах типа А, результаты которых представлены на рис. 4. Полученные результаты испытаний показали, что потеря прочности у полимербетонных образцов после 50 циклов замораживания и оттаивания на 2,5% больше чем у образцов из асфальтобетона. Это говорит

о том, что полимербетон является устойчивым к циклам замораживания-оттаивания и практически не уступает асфальтобетону в морозостойкости.

Количество циклов замораживания и оттаивания

- Лластбетомтип А ~ • —Асфальтобетон тип А

Рисунок 4. График зависимости потери прочности при сжатии Д11,% от количества циклов замораживания и оттаивания

Как показали результаты исследований разработанное КПВ позволяет получить полимербетоны различных типов с физико-механическими характеристиками, соответствующими требованиям ГОСТ 9128-2009 и 310152002. Однако водостойкость при длительном водонасыщении находится в пределах 0,85 - 0,86 для полимербетонов с гранулометрическим составом типа А, Б и ЩМА-10, при требовании ГОСТ - 0,85 в III ДКЗ и 0,90 в I ДКЗ для данных типов асфальтобетонов, а следовательно, и полимербетонов. Такие меры, как увеличение содержания вяжущего и корректировка гранулометрического состава смеси, не дали ожидаемого результата, вследствие чего в состав вяжущего была введена поверхностно-активная добавка катион-ного типа КАДЭМ-ВТ. В результате эксперимента установлено, что длительная водостойкость увеличилась на 7 - 14% и составляет 0,91-0,97, что полностью удовлетворяет требованиям ГОСТ 9128-2009 и 31015-2002 для типов А,Б марки I и ЩМА-10 в любой климатической зоне.

Выше было показано, что рассматриваемое здесь вяжущее, благодаря содержанию в нем каучука и полиэтилена, является высокоустойчивым про-

тив старения. В то же время, было неизвестно, как на старение полимербе-тона повлияет наличие пигмента и минерального порошка, поэтому для определения устойчивости цветного полимербетона к старению был применен предложенный Ю.И. Калгиным ускоренный метод оценки термоокислительной устойчивости асфальтобетона.

Анализ полученных результатов (рис. 5) показал, что падение прочности для асфальтобетона на БНД 90/130 начинается после 10 часов прогрева, в то время как для полимербетона на КПВ это падение началось после 20 часов. Кроме того, за 15 часов после начала падения прочность асфальтобетона уменьшилась на 63%, а полимербетона - на 48%.

Таким образом, на основании полученных данных время старения асфальтобетона на БНД 90/130 составило 33 часа, а цветного полимербетона на КПВ с содержанием 1% пигмента - 45 часов, что характеризует его ус-

Рисунок 5. Зависимость предела прочности на сжатие при температуре 20°С асфальтобетона на битуме БНД 90/130 и полимербетона на КПВ от времени выдерживания в заданном режиме старения

В чевертой главе приведены результаты производственной проверки возможности использования КПВ и цветных полимербетонов на его основе,

на улицах в г.Ростове-на-Дону. Разработаны рекомендации по изготовлению цветных полимербетонных смесей и устройству цветного покрытия.

Сравнительная оценка стоимости показала, что цветная полимербетон-ная смесь на КПВ с гранулометрическим составом по типу В, (в ценах 2013 г) в 2 раза дороже чем аналогичная традиционная асфальтобетонная смесь, но при этом дешевле, чем цветная асфальтобетонная смесь тип В от «І<ГСС-ІІоасІз» в 3 раза.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработано комплексное полимерное вяжущее (КПВ), на основе нефтеполимерной смолы пиропласт -2К модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом и пластифицирующего компонента (индустриального масла), с требуемыми реологическими свойствами.

2. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения цветных полимербетонов различных типов на основе разработанного КПВ, отвечающих требованиям, предъявляемым к традиционным асфальтобетонам.

3. Установлено, что разработанное КПВ в основном отвечает требованиям, предъявляемым к вязким дорожным битумам (ГОСТ 22245-90), что достигается рациональным соотношением компонентов. Вяжущее обладает высоким светопропусканием 89,9 %, что подтверждает прозрачность в тонком слое, и обеспечивает получение полимербетонов яркой окраски и обладает эластичностью 61%.

4. Выявлены закономерности воздействия различных компонентов вяжущего на его свойства. Методом ИК-спектроскопии установлена структурообразующая роль компонентов КПВ и подтверждается образование пространственной каучуко-полиолефиновой решетки.

5. Показано, что разработанное КПВ и полимербетоны на его основе обладают высокой стойкостью к термоокислительному воздействию, что обусловлено особенностями структуры разработанного вяжущего, а имен-

но, образованием пространственной полимерной решетки из каучука и полиэтилена, связывающей легкие углеводородные фракции НПС и ИМ с предотвращением их испарения.

6. Установлены зависимости прочности цветного полимербетона от его типа, т.е. от содержания щебня, они согласуются с зависимостями, которые наблюдаются для традиционных асфальтобетонов. Прочностные показатели полимербетона в 1,5-2 раза выше, чем у асфальтобетона. Определены закономерности влияния каучука, полиэтилена и нефтеполимерной смолы на физико-механические показатели свойств полимербетонов.

7. Экспериментально подтверждена устойчивость полимербетона к накоплению остаточных деформаций, величина которых после расчетного числа приложений динамической нагрузки в 3 раза меньше чем у асфальтобетона, что является показателем обеспечения устойчивости к колееобразо-ванию. Также установлена стойкость цветного полимербетона к многократному воздействию циклов замораживания и оттаивания, что характеризует трещиностойкость покрытия при отрицательных температурах.

8. Отмечено повышение длительной водостойкости цветного полимербетона с введением добавки КАДЭМ-ВТ на "М4%, что подтверждает его стойкость в дорожном покрытии против шелушения и выкрашивания.

9. Разработанные составы КПВ и цветных полимербетонов, а также технология их производства, были проверены в производственных условиях. Стоимость 1 тонны цветной полимербетонной смеси составляет 5840,23 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Черных Д.С., Мардиросова И.В. Цветной пластбетон для дорожного строительства / Д.С. Черных, И.В. Мардиросова// Строительство и ре-

конструкция. -ОрелГТУ 2010. -№ 2. - С. 73-77.

2. Черных Д.С., Илиополов С.К., Мардиросова И.В. Модифицированный цветной пластбетон для дорожного строительства / Д.С. Черных, С.К. Илиополов, И.В.Мардиросова// Наука и техника в дорожной отрасли. -МАДИ ГТУ. 2010. - № 4. - С. 24-27

3. Мардиросова И.В., Черных Д.С. Исследование методом ИК-спектроскопии полимерного вяжущего для цветных пластбетонов / Д.С. Черных, И.В. Мардиросова// Наука и техника в дорожной отрасли. - МАДИ ГТУ. - 2012. - №2. - С. 26-28.

4. Черных Д.С., Задорожний Д.В., Горелов C.B., Колев В.Г. Комплексное полимерное связующее для цветных пластбетонов [Электронный ресурс] / Д.С. Черных, Д.В. Задорожний, C.B. Горелов, В.Г. Колев// Науковедение: интернет-журнал. - М, 2012. - № 4 (13). - Режим доступа: www http: // naukovedenie.ru

Патенты и изобретения

5. Пат. 2340641 РФ, МПК C08L95/00. Битумная композиция для ремонта влажного асфальтобетонного покрытия / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, С.А. Чернов, А.В.Каклюгин, К.А.Дьяков, Д.С. Черных, Д.А. -2007126029/04 заявлено 09.07.2007; опубл. 10.12.08. Бюл. №34. приоритет 09.07.07.-С.6.

6. Пат. 2418019 РФ, МПК C08L95/00 С04В26/26 Вяжущее для дорожных пластобетонов / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Д.С. Черных, Д.Д. Булатов, A.B. Каклюгин, С.А. Чернов, Н.Х.Чан, Е.В. Леконцев. -2009145232/04 заявлено 07.12.09; опубл. 10.05.11. приоритет 07.12.09.-С.8.

7. Пат. 2426754 РФ, МПК C08L95/00. Битумно-резиновая мастика / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Е.В. Леконцев, C.B. Горелов, A.B. Каклюгин, И.В. Ивановская, Д.С.Черных, O.A. Балабанов. - 2010105357/04 заявлено 15.02.10; опубл. 20.08.11. приоритет 15.02.10. - С.6.

8. Пат. 2447035 РФ, МПК С04В26/26 C08L95/00 С04В111/20 Плотная органоминеральная смесь / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Д.А. Строев,

С.А. Чернов, Н.Х. Чан, Д.С. Черных, М.В. Максименко. - 2010143025/03 заявлено 20.10.10; опубл. 10.04.12. приоритет 20.10.10. - С.8.

Публикации в других научных изданиях

9. Илиополов С.К., Задорожний Д.В., Черных, Д.С. Исследование факторов, влияющих на эксплуатационные свойства защитных слоев дорожных покрытий из ЩМА / С.К. Илиополов, Д.В. Задорожний, Д.С. Черных// «Строительство — 2005» : мат-лы Междунар. научн.-практ. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2005. - С. 17-18.

10. Заднепровская И.А., Строев Д.А., Черных Д.С. Оценка пригодности КАДЭМ-ВТ в качестве адгезива при длительном воздействии повышенных температур / И.А. Заднепровская, Д.А. Строев, Д.С.Черных// Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог.Охрана окружающей среды : мат-лы 3-й Всерос. научн.-технич. конф. - Пермь : ПГТУ, 2005.-С. 9-11.

11. Мардиросова, И.В., Чубенко E.H., Черных Д.С. Модификация ще-беночно-мастичных смесей / И.В. Мардиросова, E.H. Чубенко, Д.С.Черных // «Строительство - 2006»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2006. - С. 14-15.

12. Черных Д.С., Чубенко E.H., Ульянова И.В. Процессы старения вяжущего для ЩМА-смесей с использованием резинополимерного стабилизатора / Д.С. Черных, E.H. Чубенко, И.В. Ульянова// Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: мат-лы 1-й Всерос. науч.-практич. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. -Омск: СибАДИ, 2006. -Кн. 3. -С. 175-177.

13. Илиополов С.К., Черных Д.С., Кучеров В.А. Цветные асфальтобетонные дорожные покрытия / С.К. Илиополов, Д.С. Черных, В.А. Кучеров// «Строительство - 2007»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. - С. 6-7.

14. Черных Д.С. Модификация щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-20 / Д.С.Черных// Известия РГСУ. - Ростов-на-Дону. - 2007. -С. 328.

15. Илиополов С.К., Черных Д.С., Пономаренко Е.А. Вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей с повышенными адгезионными свойствами / С.К. Илиополов, Д.С. Черных, Е.А. Пономаренко // «Строительство -2008»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. -С. 10.

16. Черных Д.С. Гранулированное полимерное вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей / Д.С.Черных// Известия РГСУ. - Ростов-на-Дону. -2008.-С. 378.

17. Илиополов С.К. Черных Д.С. Каучуко-полиолефиновое вяжущее для цветных асфальтобетонов / С.К. Илиополов, Д.С. Черных // «Строительство - 2009»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009.-С. 7.

18. Черных Д.С. Гранулированное полимерное вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей с добавлением отхода производства синтетического каучука / Д.С.Черных// Известия РГСУ. - Ростов-на-Дону. - 2009. -С. 292-293.

19. Черных Д.С, Мардиросова И.В., Булатов Д.Д. Трещино и сдвиго-устойчивый цветной пластбетон / Д.С. Черных, И.В.Мардиросова, Д.Д. Булатов // «Строительство - 2010»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 9-11.

20. Черных Д.С, Колев В.Г. Влияние пигмента на свойства цветного пластбетона / Д.С. Черных, В.Г. Колев // «Строительство - 2011»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011. - С. 33-34.

21. Черных Д.С. Рекомендации по изготовлению цветных пластбетон-ных смесей и устройству покрытия/ Д.С.Черных// Известия РГСУ - Ростов-на-Дону. - 2011 -С. 374-375.

22. Черных Д.С., Мардиросова И.В., Колев В.Г. Длительная водостойкость цветного пластбетона на каучуко-полиолефиновом вяжущем / Д.С. Черных, И.В. Мардиросова, В.Г. Колев // «Строительство - 2012»: мат-лы Междунар. научн.-практич. конф. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2012. -С. 51-52.

л ' \/

Л

Подписано в печать 10.04.13.

Формат 60x84/16. Бумага писчая. Ризограф.

Уч. - изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 164/13

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета 344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая^ 162.

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫМ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

Черных Дмитрий Сергеевич

ЦВЕТНЫЕ ПОЛИМЕРБЕТОНЫ НА МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАУЧУКОМ И ВТОРИЧНЫМ ПОЛИЭТИЛЕНОМ НЕФТЕПОЛИМЕРНОЙ СМОЛЕ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

СО

О С\1

СО

о 00

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель профессор, доктор технических наук С.К. Илиополов

Ростов-на-Дону 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 9

1.1. Отечественный опыт применения цветных асфальто- и полимербе-тонов в дорожном строительстве 10

1.2. Опыт применения цветных асфальто- и полимербетонов в мировой практике дорожного строительства 17

1.3. Влияние полимерных модификаторов на структуру и свойства битумов и асфальтобетонов 22

Выводы по 1 главе 29

Глава 2. Теоретические предпосылки исследований 31

2.1. Выбор компонентов комплексного полимерного вяжущего 31

2.1.1 Нефтеполимерная смола (НПС) 31

2.1.2 Выбор пластификатора комплексного полимерного

вяжущего 34

2.1.3 Выбор компонентов для регулирования свойств комплексного полимерного вяжущего 38

2.2 Усиление комплексного полимерного вяжущего и полимербетонов на его основе минеральными пигментами 41

Выводы по 2 главе 44

Глава 3. Экспериментальные исследования по разработке составов и технологии приготовления комплексного полимерного вяжущего и цветных полимербетонов на его основе 46

3.1 Методы экспериментальных исследований 47

3.1.1 Физико-химические исследования комплексного полимерного вяжущего 49

3.1.2 Метод инфракрасной спектроскопии 49

3.1.3 Оценка прозрачности комплексного полимерного

вяжущего (КПВ) 50

3.1.4 Исследование термоокислительного процесса старения цветного полимербетона 50

3.1.5 Определение характеристик остаточных деформаций полимербетона при воздействии динамических нагрузок 51

3.1.6 Определение морозостойкости цветного полимербетона 51

3.2 Характеристика исследуемых материалов 52

3.2.1 Минеральные материалы 52

3.2.2 Комплексное полимерное вяжущее КПВ 55

3.2.3 Нефтеполимерная смола 55

3.2.4 Индустриальное масло 57

3.2.5 Синтетический низкомолекулярный полибутадиеновый каучук СКД (марка II) 58

3.2.6 Вторичный полиэтилен 59

3.2.7 Окрашивающие пигменты 61

3.2.8 Поверхностно - активная добавка КАДЭМ-ВТ 64

3.3 Разработка комплексного полимерного вяжущего (КПВ) 66

3.3.1 Технология приготовления КПВ 66

3.3.2. Влияние соотношения компонентов КПВ на его свойства 67

3.3.3 Изменение свойств КПВ в процессе термоокислительного старения 73

3.3.4 Исследования структуры КПВ методом инфракрасной спектроскопии 76

3.3.5 Оценка прозрачности КПВ 82

3.4 Разработка цветных полимербетонов на комплексном полимерном вяжущем 84

3.4.1 Оценка стандартных характеристик цветных

полимербетонных смесей 84

3.4.2 Моделирование составов и прогнозирование физико-механических характеристик полимербетонов на основе КПВ 97

3.4.3 Определение характеристик остаточных деформаций полимербето-

на при воздействии динамических нагрузок 105

3.4.4 Морозостойкость цветного полимербетона 109

3.4.5 Длительная водостойкость цветного полимербетона на КПВ 111

3.4.6 Термоокислительное старение полимербетона 112 Выводы по 3 главе 114 Глава 4. Практическое применение результатов исследований цветных полимербетонов на комплексном полимерном вяжущем 116

4.1 Опытно-производственная проверка технологии приготовления комплексного полимерного вяжущего и цветных полимербетонных смесей на его основе 116

4.2 Экономическая целесообразность использования цветных полимер-бетонов на основе комплексного полимерного вяжущего 118

4.3 Рекомендации по изготовлению цветных полимербетонных смесей и устройству цветного покрытия 119

4.3.1 Требования к исходным материалам 120

4.3.2 Технические требования к цветным полимербетонам 121

4.3.3 Технология приготовления цветных полимербетонов 121

4.3.4 Контроль качества приготовления цветных полимербетонных смесей 123

4.3.5 Транспортирование цветных полимербетонных смесей 124

4.3.6 Укладка и уплотнение цветной полимербетонной смеси 124

4.3.7 Уход за цветным покрытием 125

4.3.8 Требования безопасности и охраны окружающей среды 125

Выводы по 4 главе 126

Общие выводы 127

Список использованной литературы 129

Приложение 1 146

Приложение 2 163

Приложение 3 167

Приложение 4 171

ВВЕДЕНИЕ

Цветной полимер- или пластбетон находит все более широкое применение в мировом градостроительстве и при сооружении автомагистралей не только благодаря своим внешне весьма привлекательным характеристикам, но и в результате ценных потребительских и функциональных качеств. В первую очередь - это вымощенные цветным полимербетоном площади и улицы, которые делают выразительнее красоту памятников архитектуры (дворцов, музеев, скульптурных композиций), кроме того, такие покрытия являются действенным инструментом для обеспечения безопасности дорожного движения. Цветные покрытия используют для зонирования территорий промышленных предприятий, устройства спортивных площадок, полов в складских и заводских помещениях. Такие покрытия не дают «потеряться» остановкам общественного транспорта, парковкам, велосипедным дорожкам, пешеходным зонам, помогают ориентироваться на современных многоуровневых с множеством развязок автострадах, структурируют площадки автозаправочных станций. Этот материал делает более эффективным освещение в тоннелях и на эстакадах, позволяет легче «читать» дорожную разметку. Цветной полимербетон облегчает навигацию по рулежным дорожкам и взлетно-посадочным полосам аэродромов, территориям морских портов и грузовых терминалов.

В настоящее время среди материалов, используемых для цветных покрытий, лидирующее положение занимают цементобетоны. Это обусловлено быстрым освоением технологий производства тротуарной плитки и относительной простотой придания цементобетону нужного цвета. Однако цементобетон имеет ряд существенных недостатков таких, как низкая морозостойкость, неоднородность окраски, скользкость, большая трудоемкость, преимущественное использование ручного труда, также его применение приводит к тому, что покрытие из асфальтобетона прерывается небольшими, плохо сочетающимися с ним участками из цветной тротуарной плитки.

Широкое и многоцелевое применение цветных покрытий возможно лишь на основе использования материалов, отвечающим требованиям, предъявляемым к нежестким покрытиям, т.е. к асфальтобетонам. Такие материалы могут быть получены за счёт применения в них термопластичных вяжущих, близких по своим свойствам к битумам, но обладающих светлой окраской дающей возможностью окрашивать их в различные цвета за счет введения пигментов.

Поэтому разработка такого полезного и практичного материала, как цветной полимербетон, является задачей важной и актуальной.

Объект исследования - комплексное полимерное вяжущее (КПВ) и цветные полимербетоны на его основе.

Предмет исследования - реологические свойства комплексного полимерного вяжущего (КПВ) и физико-механические свойства цветных полимербетонов на его основе.

Цель диссертационной работы - разработка комплексного полимерного вяжущего на основе нефтеполимерной смолы, модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом, с требуемыми реологическими свойствами и долговечных, трещиностойких цветных полимербетонов, с требуемыми физико-механическими характеристиками.

Научная новизна:

теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения вяжущего для цветных полимербетонов, обладающего требуемым комплексом реологических свойств, с использованием каучуко-полиолефиновых компонентов, нефтеполимерной смолы и пластифицирующего компонента;

- выявлен механизм воздействия каучука и вторичного полиэтилена на процессы структурообразования и физико-механические свойства разработанного вяжущего и полимербетонов на его основе;

- получен новый цветной полимербетон для устройства покрытий с высокой прочностью, трещиностойкостью, устойчивый к колееобразованию и процессам старения;

- установлено усиливающее влияние полиэтилена и пигмента на физико-механические свойства цветных полимербетонов, а также положительное влияние каучука на трещиностойкость полимербетона;

- в результате исследований установлена ингибирующая роль каучука и полиэтилена в процессе старения разработанного вяжущего и цветных полимербетонов.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке комплексного полимерного вяжущего (КПВ) и цветных полимербетонов на его основе;

- полученные зависимости свойств комплексного полимерного вяжущего от количественного содержания его компонентов;

- результаты моделирования и прогнозирования физико-механических свойств цветного полимербетона в зависимости от содержания каучука и полиэтилена в составе комплексного полимерного вяжущего;

экономическая целесообразность использования разработанного вяжущего в производстве цветных полимербетонов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний, соответствием результатов лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных с использованием современных поверенных приборов, оборудования и методов испытаний, в том числе экспериментально-статистических методов математического планирования эксперимента и теории математической статистики.

Практическое значение работы:

- разработан состав и технология получения комплексного полимерного вяжущего (КПВ), а также показана возможность направленного регулирования его свойств путем варьирования содержания исходных компонентов;

теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения цветных полимербетонов на основе КПВ с показателями физико-механических свойств, не уступающих традиционным асфальтобетонам;

- получены экспериментально-статистические модели изменений свойств полимербетона в зависимости от состава вяжущего;

- установлены технологические режимы приготовления и требования к показателям качества цветного полимербетона на основе КПВ;

- по результатам проведенных исследований получены патенты РФ: № 2340641 от 10 декабря 2008г., № 2426754 от 20 августа 2011 г., № 2418019 от 10 мая 2011 г., № 2447035 от 10 апреля 2012г.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на международных научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета (Строительство 2007 - 2012 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 22 публикациях, в том числе 4 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК, и 4 патента.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы из 172 наименований, в том числе на иностранных языках, 4 приложений. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу и 25 рисунков.

Глава 1

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

В странах Западной Европы, Азии и США большое распространение получают цветные покрытия. Использование таких покрытий обусловлено постоянно растущими архитектурно-декоративными требованиями, кроме того в условиях роста интенсивности движения покрытия из цветного полимербетона имеют важное функциональное значение. За счет перепадов яркостей такие покрытия облегчают восприятие водителем дорожной обстановки, что значительно снижает аварийность дорожного движения. Для повышения распознавания дорожной обстановки используются различные методы организации и регулирования движения, сюда относятся: установка дорожных знаков, устройство разделительных полос и барьерного ограждения, выделение мест пешеходных переходов, перекрестков, остановочных площадок, островков безопасности, велосипедных дорожек, которые отличаются цветом от основного покрытия дороги. Включение в покрытие дороги цветных вставок не только повышает различаемость объектов на дороге, но и увеличивает дальность видимости, способствует лучшему и раннему восприятию водителем различных объектов на дороге (знаков, разметки, машин, велосипедистов и пешеходов) [1,2,3]. В зарубежной практике находит применение цветное покрытие всего полотна, преимущественно загородных дорог, с целью уменьшения утомляемости водителей. Изменение цвета поверхности дорожного покрытия с определенным чередованием различных оттенков благоприятно воздействуют на работоспособность водителей, облегчая объективно оценивать ситуацию, и снижает уровень аварийности на дороге [2, 3]. В одном из городов на юге Франции устройство кольцевых перекрестков с цветовым оформлением позволило снизить количество ДТП на 70% [4].

В настоящее время, в связи с развивающейся автомобилизацией и признанием, в развитых странах, дорожного пространства как среды

обитания, цветные дорожные покрытия возвращаются к своему первоначальному назначению эстетизации восприятия. Вследствие такого подхода ставятся и решаются вопросы органического вплетения дорожной обстановки в окружающее пространство [5,6].

1.1 Отечественный опыт применения цветных асфальто- и полимербетонов в дорожном строительстве

Асфальтобетоны различного состава являются основным материалом для строительства дорожных покрытий. Они обладают рядом достоинств: возможность устройства тонких слоев, хорошая демпфирующая и ремонтоспособность, достаточно высокие физико-механические характеристики, низкий уровень шума, технологичность.

Исходя из сказанного выше, можно заключить, что цветные полимербетонные покрытия должны обладать свойствами соответствующими традиционному асфальтобетону. Добиться этого возможно за счет применения в качестве вяжущего светлых термопластичных материалов, таких как полимеры, осветленные битумы, смолы.

Свою историю цветные покрытия ведут с 30-х годов прошлого века. В качестве вяжущих применялись светлые синтетические полимерные вещества, отходы химической промышленности и смолы. На их основе были созданы дорожные полимербетоны [7].

Небольшие участки цветных покрытий устраивались в различные периоды в Ленинграде, Киеве, Харькове, Луганске, Тбилиси, Баку, Москве и других городах. Наибольшей известностью пользуются цветные покрытия, устроенные в Москве трестом «Мосасфальтстрой» под руководством С.М. Багдасарова (например, у памятника Карлу Марксу, на площади Маяковского, у балетного училища на 2-й Фрунзенской улице и др.).

Исследования цветного полимербетона проводились в Академии коммунального хозяйства им. Памфилова, в КАДИ, ХАДИ, Ленинградском филиале СоюздорНИИ и других научно-исследовательских учреждениях.

Для приготовления дорожных полимербетонов чаще всего используют термопластичные полимеры, реже термореактивные. Из термопластичных полимеров практическое применение получили светлые инден-кумароновые смолы. Полимербетонные смеси готовили по традиционной технологии производства горячего асфальтобетона. [8]

В Ленинграде и Тбилиси в 30-е годы было устроено дорожное покрытие на основе пластифицированной канифоли. Участки, устроенные с применением этого материала, были подвержены трещинообразованию [9].

В конце 30-х годов в СССР была предпринята попытка обесцвечивания битумов, но это не получило распространения из-за сложности технологического процесса деасфальтизации битума (именно асфальтены придают битуму черный цвет) и как следствие незаинтересованности нефтеперерабатывающей промышленности в получении осветленного нефтяного битума.

В 50-х годах О.В. Хозинской были применены цветные плитки из мраморной крошки для устройства пешеходных переходов улиц. В качестве вяжущего использовалась кумароновая смола, пластифицированная антраценовой смолкой. Плитки изготовлялись двух размеров: 20x20 см и 25x25 см. Такой бетон отличался довольно интенсивным старением, так как в качестве пластификатора применялся ароматический углеводород, также сборный тип покрытия считался неперспективным и дорогим [10].

В работах А.П. Давинкова и И.М. Руденской для изготовления цветных полимербетонных смесей и плиток для переходов на улицах Москвы был рекомендован прозрачный полимер полиметилметакрилат [11]. Полимербетон полученный на его основе удовлетворял высоким эстетическим и техническим требованиям, но из-за дефицита полимера не получил распространения.

Московским институтом нефтехимической и газовой промышленности и трестом «Мосасфальтстрой» разработан полимербетон на основе нефтеполимерных смол, пластифицированных продуктами нефтяного происхождения - деасфальтизатами и экстрактами селективной очистки. Покрыт�