Битумполисульфидные вяжущие для дорожных асфальтобетонов

• Автор: Фомин, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СЕРНЫЕ И СЕРООРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ В

СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОИЗВОДСТВА

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Производство и свойства серы. Теоретические и практические

аспекты ее применения в строительстве.

1.2. Номенклатура, структура и свойства серосодержащих

строительных материалов

1.2.1. Структура и свойства серобитумных вяжущих.

1.3. Органические полисульфиды, как модификаторы битума и альтернативные вяжущие структура и свойства
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Применяемые материалы и их характеристики.
2.2. Методы исследований и испытаний органических полисульфидов
и битумполисульфидных .
2.2.1. Методы исследований структуры реагентов,
геометрических характеристик систем, механизмов реакций
2.2.2. Химические и физикохимические методы исследований
структуры полисульфидов и битумполисульфидных вяжущих
2.2.3. Физикомеханические методы исследований
полисульфидов и битумполисульфидных вяжущих
2.3. Методы испытаний асфальтобетона.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИСУЛЬФИДОВ.
3.1. Выбор вида непредельных мономеров, модельные реакции
и механизм сополимеризации.
3.2. Технологический режим получения
органических полисульфидов
3.3. Исследование структуры органических полисульфидов.
3.4. Исследование физикомеханических свойств
органических полисульфидов1.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА
БИТУМПОЛИСУЛЬФИДНЫХ ВЯЖУЩИХ
4.1. Модификация битумов органическими
полисульфидами, оценка эффективности БПВ.
4.2. Исследование совместимости битума с органическими полисульфидами, структура битумполисульфидных вяжущих
4.3. Исследование физикотехнических свойств битумполисульфидных вяжущих. Оптимизация состава БПВ.
4.4. Модификация серобитумных композиций.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА БЕТОНОВ НА БИТУМПОЛИСУЛЬФИДНЫХ И
ПОЛИСУЛЬФИДНЫХ ВЯЖУЩИХ.
5.1. Физикомеханические свойства ссроасфальтобетонов,
сравнительная характеристика
5.2. Свойства бетонов на полисульфидных вяжущих
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БПВ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕТИВНОСТЬ ИХ
ПРИМЕНЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ АСФАЛЬТОБЕТОНА.
6.1. Основные рекомендации по приготовлению
полисульфидных и битумполисульфидных вяжущих.
6.2. Экономическая эффективность применения
битумполисульфидных вяжущих в технологии асфальтобетонов.
6.3. Оценка безопасности технологии битумполисульфидных
вяжущих
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Выше 9 0 С происходит разрыв восьмичленных колец на бирадикалы *3*. Длинные цепи имеют бирадикальную структуру (I). Короткие цепи могут стабилизироваться посредством резонанса (II). Ионная структура (III) маловероятна, хотя есть мнение о возможности образования линейных диполей [9]. ДО = (ДЯ-7Д5)<0, где ДО, АН, АЗ - изменение свободной энергии Гиббса, энтальпии и энтропии системы при превращении мономера в полимер, называемые свободной энергией, энтальпией и энтропией полимеризации. При ДО > 0 возможна лишь деполимеризация, это означает, что активированная, то есть разорвавшаяся случайным или неслучайным образом, цепь распадается до мономера. При полимеризации мономеров с кратными углерод-углеродными связями, например этилена или стирола, Д5 < О, АН < 0. ДО = 0, Гпр = ДЯ/Д5. Принципиально иная ситуация наблюдается при полимеризации циклической серы. В этом случае Д5 > 0 и АН > 0, то есть процесс полимеризации эндотермичен и термодинамически разрешен лишь при температурах выше некой предельной температуры, называемой в этом случае нижней предельной. С повышением температуры степень полимеризации линейной серы и, следовательно, вязкость расплава уменьшаются, что связано с термической деструкцией (разрывом) цепей, однако относительное содержание полимерной формы серы практически не изменяется []. Простейший способ получения полимерной серы (Бц) - резкое охлаждение расплава. При этом образуется эластичная, каучукоподобная сера. Образование устойчивой циклической молекулы Бз, по видимому, связано с взаимодействием конечного атома серы цепи вследствие теплового движения предпочтительно с восьмым атомом серы. Такое «скручивание» цепей в восьмичленные кольца приводит к тому, что все они превращаются в стабильные циклические молекулы [8]. Считается общепринятым, что обратимый переход циклы-цепи в расплаве серы обусловлен полимеризационно-деполимеризационным равновесием [8]. Каждый из актов полимеризации циклов обратим, поэтому конечный результат процесса определяется термодинамикой. Бз (кольцо). В твердом состоянии сера сравнительно инертна. При нагревании становится химически активной, вступает в реакцию с галоидами, (кроме йода), с водородом в обычных условиях не соединяется. С металлами сера образует сульфиды и полисульфиды. Причиной, обусловливающей стремление атома серы к образованию сульфидов, является его способность достраивать - кофигурацию до более устойчивой с минимальным запасом энергии - 5? Это особенность атома серы определяет также образование* групп с ковалентными связями Бп в полисульфидах. Взаимодействие серы с кислородом наблюдается только при температуре выше 0 °С, при этом образуются оксиды БОг и Б, из которых получают кислоты и их соли - сульфиты и сульфаты []. Сера образует сульфиды водорода с общей формулой НгБп. При нагревании сера реагирует с хлором, с бромом образует только БгВгг. Йодные серы не устойчивы. Пары серы при нагревании до температуры 0-0 °С реагируют с углеродом, образуя сероуглерод. При взаимодействии серы с азотом образуются полимерные нитриды серы - политиазилы общей формулы (БЫ)*, представляющие собой вещества со сверх злектро- и теплопроводностью [. С сульфидами сера образует полисульфиды, которые разлагаясь под действием кислот, образуют тонкодисперсную товарную серу. С соляной кислотой сера не реагирует, в то же время реагирует с серной и азотными кислотами [2,4,]. Свойства твердой серы и ее расплава вполне позволяют применить ее в качестве вяжущего для приготовления мастик, бетонов, а также пропиточного материала. Сера характеризуется низкой температурой плавления и вязкостью в интервале температур 0 - 0 °С, достаточной механической прочностью: пределом прочности при сжатии - . МПа [], при разрыве 14. МПа. При этом разница в пределах прочности серы обусловлена различиями ее аллотропного состава [3]. Сера обладает стойкостью к воздействию агрессивных сред (растворов кислот и солей), водостойкостью, что говорит о возможности получения на ее основе химически и водостойких строительных материалов.