Асфальтовяжущие с использованием алюмосиликатного сырья

• Автор: Лебедев, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 241 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Анализ минерального сырья, используемого при производстве асфальтобетона для дорожного строительства.
1.2. Влияние дисперсности и природы минеральных материалов на свойства получаемых асфальтобетонов

1.3. Существующие методы повышения качества минеральных составляющих асфальтобетона

1.4. Опыт применения термообработанных материалов в качестве минеральных порошков в асфальтобетонах.
1.5. Выводы

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методы исследований.

2.1.1. Оценка физикомеханических и физикохимических свойств сырьевых компонентов, асфальтовяжущих и асфальтобетонов на их основе.
2.1.2. Анализ состава и структурных особенностей сырьевых и дорожностроительных материалов
2.2. Характеристика применяемых материалов.
2.3. Выводы
3. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРМООБРАБОТАННЫХ АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ ПОРОД ОСАДОЧНОЙ ТОЛЩИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ .
3.1. Предпосылки использования пород осадочной толщи
при производстве строительных материалов.
3.2. Анализ минерального сырья, применяемого для производства органоминеральных композитов, с позиции генезиса
и размерных уровней
3.3. Влияние механической и термической обработки
на характеристики получаемых минеральных порошков
3.3.1. Фазовый состав сырьевых материалов
3.3.2. Размолоспособность исходного сырья с точки зрения получения минеральных порошков для асфальтовяжущих
3.3.3. Характеристики минеральных порошкоп
из алюмосиликатного сырья.
3.3.4. Влияние термической обработки на фазовый состав алюмосиликатного сырья
3.3.5. Зависимость размолоспособности
от интенсивности термического воздействия
3.3.6. Изменение свойств минеральных порошков под влиянием термической обработки
3.4. Микроструктурные особенности минеральных порошков
на основе алюмосиликатного сырья.
3.5. Выводы
4. СОСТАВЫ И СВОЙСТВА АСФАЛЬТОВЯЖУЩИХ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ С ИСПОЛЬЗОВА 1ИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРО КОВ ИЗ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ.
4.1. Свойства асфальтовых вяжущих в зависимости
от вида применяемых минеральных порошков.
4.2. Структурообразование асфальтовяжущих с применением минеральных порошков из алюмосиликатного сырья.
4.3. Составы и свойства асфальтобетонов на основе механо
и термически модифицированных минеральных порошков из алюмосиликатных пород осадочной толщи
4.4. Выводы.
5. АПРОБАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Технология производства модифицированных минеральных порошков из алюмосиликатного сырья.
5.2. Техникоэкономическое обоснование эффективности применения алюмосиликатных пород осадочной толщи
для получения асфальтобетона.
5.3. Внедрение результатов исследований.
5.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Хочется отметить применение высокодисперсиых материалов в составе асфальтовяжущего, в том числе попадающих под определение наноразмерные. В эту категорию попадают и углеродные модификаторы, такие как активный тонкодисперсный углеродсодержащий порошок , , технический углерод , минеральный порошок из шунгита , . Об использовании таких порошков речь пойдет в разделе 1. Таким образом, анализ литературы показывает, что перечень применяемых минеральных материалов для получения асфальтобетона на сегодняшний день очень значительный, особенно это касается минерального порошка как наиболее важной структурообразующей единицы композита. За последние годы проведенными исследованиями в этой области удалось получить положительные результаты по использованию как местного некарбонатного сырья, так и всевозможных отходов промышленности. Однако наука не стоит на месте и требует новых решений, которые призваны обеспечить долговечность дорожной конструкции и снизить ее стоимость. Свойства применяемых в настоящее время асфальтобетонов в значительной степени зависят от процессов взаимодействия минеральных составляющих и битума на их общей поверхности раздела, на которые в свою очередь оказывают влияние минеральный и химический состав т. При объединении битума с минеральным порошком происходят процессы взаимодействия, в результате сорбированный поверхностью зерен битум образует тонкую адсорбционносольватную оболочку 7, 9, . Под взаимодействием минеральных частиц и органических вяжущих материалов следует понимать весь комплекс процессов, происходящих при длительном контакте этих материалов 7. К ним относятся физическая адсорбция минеральной поверхностью слоя битума хемосорбционные процессы, протекающие на границе раздела битум минеральный материал избирательная диффузия компонентов битума в минеральный материал, вследствие которой могут существенно изменяться свойства адсорбированного битума изменение свойств минеральных материалов в результате их взаимодействия с битумом. При этом никаких химических изменений в адсорбированном битуме не происходит. При наличии химических связей т. Хемосорбционные процессы возможны только на поверхности минеральных материалов, содержащих оксиды щелочноземельных и тяжелых металлов, например, на поверхности известняков, доломитов, имеющих положительно заряженный поверхностный потенциал . Образующиеся при этом в зоне контакта новые химические соединения нерастворимы в воде, битумные слои, образованные на поверхности минеральных частиц, устойчивы в присутствии воды. На поверхности же минеральных материалов кислых горных пород адсорбция обычно имеет только физический характер. На корреляцию между энергетическим состоянием поверхности микронаполнителя и качеством адгезионных контактов при взаимодействии его с битумом указывала Т. Г. Рыбьева. На основании этого было предложено классифицировать порошки не по активности, а по энергетической способности . Согласно этой классификации группа минеральных порошков с высоким положительным потенциалом и большим количеством адсорбционных центров в виде катионов Са2, Мй2 на поверхности частиц, типа известняков и доломитов, содержащие минералы группы кальцита, относятся преимущественно к положи тельным. При взаимодействии битума и минеральных порошков типа гранита, трахита, гипса, вулканического туфа, перлита, кварцита и других кремнеземсодержащих пород, состоящих из кварца и кремнеземистых фаз, в том числе силикатов типа каолинита, с высоким потенциалом отрицательного знака в
виде ионов кислорода О происходит отрицательная адсорбция. Также, в связи с наличием на поверхности некоторых частиц компенсирующих катионов различной валентности К, , Са2, М2, Ре2, Ре3 и других, отмечается наличие 1рупп минеральных порошков с пониженным потенциалом отрицательного знака из габбро и диабаза и других пород, в основном содержащие минералы группы полевых шпатов, слюд мусковит, амфиболы роговую обманку, пироксены авгит, асбест. Отдельно выделена группа минеральных порошков с преимущественно нейтральной поверхностью частиц тальк, графит и др.