Медленнораспадающиеся водо-битумные эмульсии, стабилизированные композициями на основе проксанолов и катионактивных поверхностно-активных веществ

• Автор: Идрисов, Марат Ринатович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Г ЛАВА 1. Научные и прикладные аспекты производства водо-битумных

эмульсий (аналитический обзор)

Г ЛАВА 2. Объекты и методы исследований

2Л. Выбор объектов исследования

2.2 Методика приготовления водо-битумных эмульсий

2.3. Инструментальные и стандартные методы исследования

2.3.1. Инструментальные методы исследования

2.3.1.1. Метод ИК-спектроскопии
2.3.2. Стандартные методы исследования
2.3.2.1. Оценка качества водо-битумных эмульсий
2.3.2.2. Определение физико-механических свойств битумного
вяжущего, полученного после распада эмульсии
ГЛАВА 3. Исследование эксплуатационных свойств водо-битумных эмульсий на основе проксанолов и катионактивных ПАВ
3.1. Водо-битумные эмульсии на основе неионогенных поверхностноактивных веществ класса проксанолов
3.1.1. Влияние электролитов и жесткости воды на стабильность водо-битумных эмульсий
3.2. Модификация водо-битумных эмульсий катионактивными поверхностно-активными веществами
3.3. Влияние ультразвукового воздействия на условную вязкость водо-
битумных эмульсий
3.4 Метод оптической микроскопии для оценки структурных изменений
водо-битумных эмульсий
ГЛАВА 4. Исследование битумных вяжущих, выделенных после распада эмульсии

4.1. Характеристики битумных вяжущих, выделенных после распада
эмульсий
4.2 Применение ИК-спектроскопии для изучения битумного вяжущего,
полученного после распада эмульсии
ГЛАВА 5. Физико-механические свойства асфальтобетонов на основе разработанных составов битумных эмульсий, разработка технологии получения медленнораспадающихся эмульсий
5.1. Оценка качества асфальтобетона на основе разработанных составов водо-битумных эмульсий, стабилизированных проксанолами и катионактивными ПАВ
5.2. Разработка технологии производства медленнораспадающихся водо-
битумных эмульсий
Основные результаты и выводы
Список используемой литературы
Приложение А (акты промышленных испытаний)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Создание экономически эффективных, долговечных и безопасных с экологической точки зрения материалов для дорожных покрытий является весьма важной научно-технической задачей. Наиболее распространенным вяжущим материалом для создания органоминеральных смесей в дорожной отрасли является битум. Однако, традиционная технология производства битумных вяжущих и дорожных
покрытий на их основе достаточно сложна, энергоемка и оказывает
отрицательное воздействие на экологическую обстановку.
Применение водо-битумной эмульсии повышает эффективность использования битумных вяжущих и позволяет перейти к технологиям, одним из возможных направлений которых является применение холодных
асфальтобетонов для строительства дорожного полотна. После укладки подобный асфальтобетон проявляет достаточно высокие прочностные свойства, не
выкрашивается в зимний период, а также выдерживает предельные показатели усадки, расширения и нагрузки. В качестве инертных материалов для строительства холодного асфальтобетона используются каменные материалы различной природы. Выбор типа вяжущего материала для холодного асфальтобетона зависит от конечного его назначения, в частности для укладки дорожного полотна используются составы медленнораспадающихся битумных эмульсий.
Одним из важнейших параметров, определяющих класс битумной эмульсии и, следовательно, возможность ее использования в различных условиях, является индекс распада. Данный параметр позволяет определить величину и характер распада эмульсии при ее взаимодействии с поверхностью каменного материала. Чем больше величина индекса распада, тем медленнее идет распад битумной эмульсии при ее контакте с поверхностью каменного материала.
На ряду с этим важной научно-технической задачей является увеличение температурного интервала пластичности и адгезионной прочности битумного

Выбор битумов именно этих товарных марок объясняется, во-первых, тем, что все битумы относятся ко II группе согласно работам Колбановской и Михайлова [68]. По данным работ [69, 70] эмульгируемость битумов находится в функциональной зависимости от структуры эмульгируемого битума, свойств эмульгатора, а также режима эмульгирования. При одних и тех же условиях битумы II типа эмульгируются легко, они содержат не более 18% асфальтенов и 48% углеводородов, а также свыше 36% смол. Битумы I типа (более 25% асфальтенов, менее 24% смол и более 50% углеводородов) приводят к образованию неустойчивых при хранении неоднородных эмульсий с повышенной вязкостью и. Битумы III типа характеризуются промежуточным качеством эмульгирования.
Анализ данных таблицы 2.1 позволяет предположить, что выбранные битумы будут склонны к эмульгированию их с водой, поскольку соотношение смол к маслам в составе выбранных битумов не ниже 0,6, а соотношение смол к асфальтенам лежит в пределах от 0,5 до 20 [71]. В качестве эмульгаторов были предложены проксанолы с различным содержанием гидрофобных полиоксипропиленовых блоков и гидрофильных полиоксиэтиленовых и, следовательно, с различными значениями ГЛБ: марка А со значением ГЛБ, равным 10, и марка Б со значением ГЛБ около 16. Основные свойства неионогенных ПАВ представлены в таблице 2.2. Между содержанием оксиэтиленовой части и числом ГЛБ полиоксиэтилированного НПАВ наблюдается зависимость [72]:
ГЛБ«^, (2.1)
где %ОЭ -массовая доля полиоксиэтиленовых блоков в молекуле проксанола.
Таблица 2.2 -Физико-химические свойства проксанолов
Марка проксанола Г идроксильное число, мг КОН/г Содержание оксиэтиленовых групп, % мае. Молекулярная масса, г/моль
Марка А 31,00 50,00 4
Марка Б 28,00 80,00 10