Асфальтобетон с применением карбидной извести в качестве минерального порошка

• Автор: Грамматиков, Гелакис Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ААЛШИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ПАТЕНТОВ ПО ВЛИЯНИЮ РАЗЛИЧНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ И АСФАЛЬТОВЯЖУЩЕГО НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АСФАЛЬТОБЕТОНА И ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА.

1.1. Применение различных минеральных порошков и асфальтовяжущих в асфальтобетоне

1.2. Формирование структуры асфальтобетона и регулирование его эксплуатационных свойств.

1.3. Особенности применения извести в составе асфальтобетона

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКИХ ПЮЦЕССАХ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДНОЙ ИЗВЕСЩ ЕЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ УЛУЧШЕНИИ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С БИТУМОМ И МИНЕРАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ В АСФАЛЬТОБЕТОНЕ
2.1. Процессы производства карбидной известипушонки с учетом соблюдения требуемых экологических условий.
. Физикохимические взаимодействия карбидной извести с битумом и минеральным материалом

ВЫВОдаПОГЛАВЕ2

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Объекты и методы исследования
3.2. Сопоставление состава и свойств карбидной извести со свойствами известнякового минерального порошка.
3.3. Свойства асфальтовяжущих веществ
3.4. Дериватография и инфракрасные спектры минеральных порошков и асфальтовяжущих.
3.5. Показатели физикомеханических свойств асфальтобетонов.
3.6. Применение метода планирования эксперимента для исследования ком
плексного влияния содержания карбидной извести и битума на приоритетные свойства асфальтобетона
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА4. ОПЬГП ЮПРОШЮДСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АСФАЛЬТОВЕГОНА С ИЗМЕНЕНИЕМ КАРБИДНОЙ ИЗВЕЛИ В ЛЮИГЕЛЬСШЕ ДОЮЖНЫХ
ГООЪПИЙ.
4.1. Приготовление и испытания асфальтобетона во время строительства и
эксплуатации опытных участков дорожных покрытий
. Техникоэкономическая эффективность применения асфальтобетона с
карбидной известью в строительстве дорожных покрытий.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. .
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Одно из важнейших значений для обеспечения высокого качества асфальтобетона верхнего слоя дорожного покрытия имеет минеральный порошок, свойства которого должны благотворно влиять на взаимодействие с битумом, способствуя надежной длительной эксплуатации автомобильной дороги. Традиционный известняковый минеральный порошок зачастую заменяют вторичными продуктами и отходами промышленного производства, но при этом требуется научнотехническое и экономическое обоснование их применения.
Особую ценность представляют не дорогие, достаточно однородные по свойствам, многотоннажные порошкообразные минеральные материалы, используемые без дополнительной переработки, обычно являющиеся вторичной промышленной продукцией или отходами, способствующие высокой работоспособности асфальтобетона в конкретных дорожноклиматических условиях. Весьма эффективна пыль электрофильтров при производстве извести, содержащая большое количество оксида кальция СаО, значительно превышающее 3 допуск, регламентированный ГОСТ . Во многих странах для улучшения свойств асфальтобетона используют в его составе также добавки гидрата окиси кальция СаОН2, или известипушонки. К аналогичным материалам относится побочный продукт производства карбида кальция Волгоградского ОАО Химпром, представленный порошкообразным гидратом окиси кальция не менее по массе, названного карбидной известьюпушонкой марки КИ при ежесуточном выходе для реализации потребителям не менее 0 тонн, то есть около 0 тонн в год. По зерновому составу порошок соответствует стандартизированным техническим требованиям, указанным в ГОСТ Р 9. Показатели других свойств, отклоняющихся от стандарта, подлежат научнотехническому обоснованию в составе асфальтобетона, при этом следует учитывать закон о техническом регулировании. Недостаток КИ заключа
ется в том, что она относится по санитарноэпидемиологическому заключению к умеренно опасным веществам 3 класса, обращение с которой требует соблюдения определенных мер по экологическим условиям и технике безопасности. Предельно допускаемая концентрация в воздухе для свежеприготовленной КИ составляет 2 мгм , поэтому погрузоразгрузочные работы и хранение следует осуществлять в герметичных условиях.
Известные из научнотехнической литературы положительные свойства гашеной и негашеной извести в составе асфальтобетона позволяют надеяться на возможность использования сравнительно дешевой карбидной извести для строительства дорожных асфальтобетонных покрытий.
Актуальность


Вместо традиционного известнякового минерального порошка находят применение различные вторичные продукты промышленного производства, разнообразные порошкообразные отходы , свойства которых после определенных технологических воздействий соответствуют предъявляемым требованиям, не ухудшая качества асфальтобетона дорожных покрытий в заданных эксплуатационных условиях. Особое внимание в аналитическом обзоре уделено, содержащим известь минеральным порошкам, в состав которых входят оксид или гидрат окиси кальция 4, , , , , , , ,, , . Известь обладает высокой адсорбционной способностью, химической активностью, повышает прочность и водостойкость асфальтобетона, замедляет его старение, применяется как весьма эффективный эмульгатор битума во влажных органоминеральных смесях, нейтрализует вредное действие глинистых примесей при укреплении грунтов. Опровержение минимального стандартизированного ограничения содержания активных СаО в составе минерального порошка показано в работе , где обоснован значительно больший допуск количества негашеной извести, но не рассмотрена правомерность применения предельно максимального количества известипушонки, существенно отличающейся свойствами от оксида кальция. Минеральные порошки марок МП1, МП2 охарактеризованы различными нормированными свойствами, структурируя вяжущее, усиливая когезию и адгезию контактирующего с ними битума в зависимости от кристаллохимических особенностей ,. Предельные значения влажности и битумоемкости порошков в обновленном ГОСТе для марок МП2, к которым относится и исследуемая нами карбидная известьпушонка, соответствующая ТУ 1, следует расширить, поскольку не ухудшаются стандартизированные показатели свойств асфальтобетона и органоминеральных материалов, как показано в результатах нашей экспериментальной части и опытном строительстве. Массовое соотношение битума и минерального порошка в асфальтовяжущем влияет на образование микроструктуры и физикомеханические показатели асфальтобетона. Структурированный битум в асфальтовяжущем не должен быстро стареть, становиться хрупким под воздействием кислорода воздуха, солнечных лучей, высокой температуры и воды, обладая повышенной термоокислительной устойчивостью. Старение происходит в результате химических реакций и структурных преобразований, накопления при этом асфальтеносмолистых соединений, изменения углеводородного состава , . Основным индикатором старения является накопление асфальтенов в битуме, происходящее по механизму реакций конденсации с участием смол. Асфальтены всегда содержат свободные радикалы, инициирующие химические реакции и способствующие образованию структурных ассоциатов дисперсной фазы битума. А.С. Колбановской. В общем термоокислительная устойчивость битума определяется интенсивностью химических процессов и структурных изменений, воздействуя на которые можно замедлять старение вяжущего. Длительное сохранение вяжущих свойств битума обеспечивают за счет применения менее вязкого, с малым содержанием асфальтенов, а также введения ингибиторов в состав битума. В качестве ингибитора применяют технический углерод, сажу, некоторые поверхностноактивные вещества, а также рекомендовано использовать минеральный порошок, содержащий известь, как показано в литературном обзоре и данной работе. Битум с замедленным старением можно получать и на стадии производства при снижении температуры окисления ,, но при этом снижается производительность нефтебитумных установок. Соблюдение теоретического положения И. А. Рыбьева 4 о максимальном переводе битума в структурированное, упрочненное состояние при минимальном количестве свободного битума, обеспечивающее требуемую остаточную пористость в асфальтобетоне, должно учитывать дорожноклиматические условия его работы. В южных регионах России факторы сдвигоустойчивости и сопротивления старению битума наиболее существенно влияют на срок службы асфальтобетонных покрытий. Сдвигоустойчивость асфальтобетона при данном количестве щебня в нем повышается с уменьшением массового соотношения битума с минеральным порошком БП, но при этом снижается водостойкость и сопротивление старению битума, так как возрастает остаточная пористость и возможно нарушение непрерывности склеивающей пленки вяжущего, то есть проявление дискретности.