авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 ||

«ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления» филиал в г. Чебоксары Центр дистанционных интеллектуальных проектов ...»

-- [ Страница 13 ] --

С алтанова Национальный исследовательский Иркутский государственный Юлия, студентка 4 курса, технический университет, г. Иркутск МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК С НАНОЧАСТИЦАМИ УГЛЕРОДА В статье проведёны исследования физико- свойства битума, «плохой» – даже ухудшать механических характеристик асфаль- физико-механические показатели битума. К товяжущих материалов. Изучено влияние раз- хорошим мелкодисперсным наполнителям личных мелкодисперсных наполнителей на относятся доломиты и мраморы, к плохим – свойства битума. Практически значимые ре- породы, содержащие много кремнезёма. Та зультаты получены для минеральных порош- ким образом, минеральный порошок в боль ков модифицированных полимерами и нано- шой степени влияет на физико-механические частицами углерода. Показано, что асфальто- показатели асфальтобетона и даже его срок вяжущие на модифицированных порошках по службы [2]. Модификация минерального по качеству не уступают полимербитумным вя- рошка может служить магистральным на жущим по ГОСТ Р 52056-2003. правлением в деле увеличения сроков службы Минеральный порошок представляет со- асфальтобетонных покрытий.

бой каменную муку или пыль, получаемую в Для определения эффективности того или результате дробления известняков и доломи- иного способа получения минерального по тов. Минеральный порошок повышает вяз- рошка необходимо задаться критерием каче кость и клеящую способность битума, прида- ства. Для практических целей, критерием мо ет асфальтобетону повышенную прочность и жет служить изменение реологических харак устойчивость к деформациям. теристик вяжущего при добавлении в него Он бывает двух видов: неактивированный мелкодисперсного заполнителя. Дело в том, и активированный. Марка производимого ми- что мелкодисперсный наполнитель, обладая нерального порошка зависит от используемо- большой удельной поверхностью, может из го сырья и задаваемых характеристик. Мине- менять не только физико-механические, но и ральный порошок активированный или неак- химические свойства битума. После ряда экс тивированный получают в результате измель- периментов по изучению влияния порошков чения или помола карбонатных пород. на свойства битума было выбрано соотноше Минеральный порошок из некарбонатных ние наполнитель: битум = 1 : 1. При меньшей пород, а также произведенный из вторичных концентрации порошка его влияние на реоло отходов промышленного производства: ме- гию вяжущего уменьшается, а слишком таллургических шлаков, золы-уноса, цемент- большие концентрации мелкодисперсного ной пыли и др. заполнителя не встречаются в реальных под Минеральный порошок (мелкодисперсный борах асфальтобетона. Поэтому лучше всего заполнитель) является необходимой состав- изучать влияние минерального порошка на ляющей асфальтобетона. Его основная функ- свойства битумного вяжущего при макси ция – заполнение пор в минеральном остове, мально возможной концентрации порошка.

что приводит, во-первых, к уменьшению ко- Мы проводили исследования основных рео личества битума, во-вторых, к уменьшению логических характеристик асфальтовяжущих толщины плёнки битума. Всё это в свою оче- материалов: температуры размягчения по редь приводит к уменьшению стоимости ас- КиШ – характеризует теплостойкость асфаль фальтобетона и уменьшению эффекта старе- тобетона, температуры хрупкости по Фраасу – ния. Другая, менее очевидная функция мине- характеризует моростойкость асфальтобетона.

рального порошка это изменение физико- На первом этапе изучалось влияние просто химических свойств битума. Причём «хоро- го механического измельчения (активация) на ший» порошок может значительно улучшать свойства порошков из различных материалов.

!

Архитектура и строительство Нами были проведены исследования по влия- заполнителя в асфальтобетоне: гранит, диабаз нию механической обработки в планетарной и доломит. Гранулометрический состав мине мельнице на свойства различных заполните- рального заполнителя соответствовал требова лей. В качестве заполнителей были выбраны ниям ГОСТ Р 52129-2003 на минеральный по породы, отсевы от которых часто используют- рошок для асфальтобетонных покрытий. Ре ся дорожниками в качестве мелкодисперсного зультаты представлены в таблице 1.

Таблица Номер состава 1 2 3 4 5 6 Температура размягчения по КиШ, С 49 49 49 50 50 52 температуры хрупкости по Фраасу, С -23 -22 -22 -23 -23 -24 - Состав № 1 – исходный битум, состав № 2 – предлагаем иной способ распределение поли битум+мелкодисперсные частицы из гранит- мера в асфальтобетоне: полимер тонко из ных пород, состав № 3 – би- мельчается и распределяется по поверхности тум+мелкодисперсные частицы из гранитных минерального порошка, а затем, при произ пород обработанные в мельнице, состав № 4 – водстве асфальтобетона с использованием битум+мелкодисперсные частицы из диабазо- модифицированного порошка, происходит вых пород, состав № 5 – би- равномерное распределение полимера и его тум+мелкодисперсные частицы из диабазо- растворение в битуме при изготовлении горя вых пород обработанные в мельнице, состав чего асфальтобетона.

№ 6 – битум+мелкодисперсные частицы из Тонкое измельчение и закрепление на по доломита, состав № 7 – би- верхности минерального материала достаточно тум+мелкодисперсные частицы из доломита сложная задача: полимерные материалы слиш обработанные в мельнице. Обработка в мель- ком пластичны и плохо поддаются измельче нице проводилась при небольшой интенсив- нию и, кроме того, у битуморастворимых по ности воздействия и существенно не изменяла лимеров плохая адгезия к каменным материа гранулометрический состав материала. При лам. В связи с этим было решено использовать обработке в мельнице одновременно проис- углеродные наночастицы, которые являются ходят процессы разрушения и агрегации час- молекулярными образованиями с уникальны тичек материала. Таким образом, механиче- ми свойствами: они эффективно взаимодейст ская активация при небольших интенсивно- вует как с полимерами, так и с поверхностью стях воздействия не оказывает заметного минеральных наполнителей. Существуют ра влияния на свойства асфальтовяжущего. боты в которых предложены смеси конструк Так как механическая активация мине- ционных композиционных материалов на ос рального порошка не привела к желаемым нове (угле-, органо-, стеклопластиков) с повы изменениям свойств асфальтовяжущего, было шенными характеристиками трансверсальной предложено исследовать порошки, содержа- и сдвиговой прочности, прочности при сжатии, щие не только минеральные материалы, но и вязкости разрушения, влагостойкостью, в ко органические полимеры. Дело в том, что торых используются адгезионные свойства улучшение теплостойкости и морозостойко- пары нанокомпозит-полимер [3-4].

сти битума можно достичь добавляя в него Модифицированные наночастицами и по каучукоподобные полимеры. Известная в лимерами порошки получались при механохи России и в мире технология предполагает рас- мической обработке доломитового порошка, творения полимеров в битуме [1] на специа- полимера (в нашем случае использовался ДСТ лизированных установках. Этот процесс свя- 30) и наночастиц углерода. В качестве наноча зан с большими экономическими затратами в стиц использовался продукт сухого удаления связи со сложностью процесса растворения кремниевого завода. Так как концентрация на полимера. К тому же полимербитумные вя- ночастиц углерода в этом продукте мала и жущие нельзя долго хранить в нагретом со- большую часть занимает кремнезём, концен стоянии из-за процессов деструкции полимера трация этого продукта в смеси была достаточ и расслоения вяжущего. но большой 10-15% по массе. Исследовались Значительное удорожание полимербитум- три смеси: состав № 1 – доломитовая мука + ных вяжущих по сравнению с обычным би- 10% наночастицы + 1% ДСТ-30, состав, № 2 – тумом происходит не только из-за высокой доломитовая мука + 10% наночастицы + 2% стоимости полимера, но и связано с трудно- ДСТ-30, состав № 3 – доломитовая мука + 10% стью процесса равномерного распределения наночастицы + 3% ДСТ-30. Были получены молекул полимера в битуме. Проблема за- следующие результаты (таблицу 2), при добав ключается в высокой вязкости битума и мед- лении модифицированных порошков в битум в ленной скорости растворения полимера. Мы соотношении 1:1.

Таблица Номер опыта 1 2 3 Температура размягчения по КиШ, С 49 53 55 Температуры хрупкости по Фраасу, С -23 -25 -26 - Номер опыта № 1 – исходный битум, номер опыта № 2 – состав № 1, номер опыта № 3 – со !

Архитектура и строительство став № 2, номер опыта № 4 – состав № 3. Та- самой проблемой, и она разрешается путём ким образом, мы видим, что модифицирован- добавления в битум пластификаторов. Наи ные порошки эффективнее изменяют свойст- лучший эффект даёт предварительное зама ва битума, чем обычные молотые порошки чивание полимера в индустриальном масле.

(таблица 1). Это означает, что полимер и на- Мы пошли аналогичным путём, а именно: до ночастицы равномерно распределяются в до- бавление пластификатора в модифицирован ломитовой муке. В противном случае мы бы ный порошок. Исследовались три смеси: со не фиксировали никаких изменений по срав- став № 1 – доломитовая мука + 10% наноча нению с обычным минеральным порошком. стицы + 3% ДСТ-30 + 4% пластификатор, со Тем не менее, свойства асфальтовяжущего не став, № 2 – доломитовая мука + 10% наноча дотягивают до характеристик полимербитум- стицы + 3% ДСТ-30 + 8% пластификатор, со ных вяжущих по ГОСТ Р 52056-2003 с анало- став № 3 – доломитовая мука + 10% наноча гичными содержаниями полимеров. стицы + 3% ДСТ-30 + 10% пластификатор.

Результаты, представленные в таблице 2, го- Были получены следующие результаты при ворят о том, что мы не полностью растворяем добавлении модифицированных порошков в полимер в битуме и поэтому не достигаем битум в соотношении 1:1 при исследовании максимального улучшения свойств асфальто- температуры размягчения и температуры вяжущего. При получении полимербитумных хрупкости.

вяжущих специалисты сталкиваются с той же Таблица Номер опыта 1 2 3 Температура размягчения по КиШ, С 49 62.5 65 температуры хрупкости по Фраасу, С -23 -26 -27 - Номер опыта № 1 – исходный битум, номер часов, а битумные котлы должны быть оснаще опыта № 2 – состав № 1, номер опыта № 3 – ны очень эффективной системой перемешива состав № 2, номер опыта № 4 – состав № 3. ния вяжущего. Например, на территории Ир Таким образом, мы видим, что добавление кутской области нет ни одного асфальтобетон пластификатора приводит к лучшему раство- ного завода имеющего специально оборудован рению полимерных молекул в битуме, что ный битумный котёл!!!

даёт улучшение физико-механических пока- Тогда как хранение, использование и дози зателей (таблица 2). Состав № 3 соответствует рование модифицированного порошка осуще полимербитумному вяжущему марки ПБВ ствляется на стандартном оборудовании, и у 130 по ГОСТ Р 52056-2003, составы №1-2 модифицированного порошка нет ограниче значительно превосходят характеристики ния по срокам хранения.

ПБВ марок 90, 60 и 40. Таким образом моди- Общий вывод заключается в том, что мо фицированные полимерами и наночастицами дифицирование минеральных порошков при углерода порошки позволяют получать ас- водит к значительному улучшению реологи фальтовяжущее по свойствам полностью ана- ческих показателей асфальтовяжущего. Фак логичное полимербитумным вяжущим по тически мы получаем вяжущее в асфальтобе ГОСТ Р 52056-2003. тоне аналогичное полимербитумным вяжу Возникает вопрос, в чём преимущество ис- щим, но без проблем с адгезией к минераль пользования модифицированных порошков ным наполнителям. Это естественно приводит по сравнению со стандартным методом полу- заметному положительному изменению чения полимербитумных вяжущих ведь ин- свойств асфальтобетона: увеличению долго гредиенты и физико-механические характери- вечности, морозостойкости и стойкости к пе стики все те же самые. Ответ заключается в репадам температур. Конкретный состав мо следующем: во-первых, в качестве пластифи- дифицированного порошка желательно под катора мы использовали отходы производст- бирать для каждой марки битума.

ва, а не индустриальное масло, что раза в два СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ снижает стоимость продукта, во-вторых, и 1. Гохман Л.М. Битумы, полимер-битумные вя это, пожалуй, самое важное исчезает пробле- жущие, асфальтобетон, полимер ма деструкции ПБВ. Одним из основных пре- асфальтобетон. – М.: Экон, 2008. – 118 с.

пятствий использованию ПБВ является то, что 2. Петрянин Б.И., Субботин И.В. Механоактивация его нельзя более 10 часов хранить в нагретом битума и асфальтовяжущего вещества // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2009. – № 4. – C. 17-19.

состоянии [1], так как происходит деструкция 3. Тучиев Ш, Табаров С.Х, Гинзбург Б.М. Влияние полимера и расслоение вяжущего. Если вяжу добавок фуллерена С60 на механические свойства щее доставлять на асфальтобетонный завод в полибутадиенстирольного каучука // Журнал техни холодном состоянии, то только на его разогрев ческой физики. – 2008. – т. 78. – вып. 7. – С. 140-143.

затрачивается около суток, а в случае плохих 4. Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., Карнет Ю.Н. и погодных условий мы вынуждены хранить вя- др Молекулярное моделирование мезоскопических жущее в нагретом состоянии много дней (что композитных систем. Структура и микромеха реально наблюдается на асфальтобетонных за- нические свойства // Физическая мезомеханика. – водах). Таким образом, ПБВ желательно произ- 2005. – т. 8. – № 5. – С. 61-75.

водить и использовать в течении нескольких Научное издание !

Сборник исследовательских работ учащихся и студентов Главный редактор – И.В. Романова Компьютерная верстка, допечатная подготовка – Н.С. Лысова Корректор – Л.Н. Данилова Дизайн обложки – Н.С. Лысова, Т.В. Лукина Материалы представлены в авторской редакции Подписано в печать 19.04.2013. Формат 70х100/16. Бумага офсетная.

Усл.печ.л. 18,52. Тираж 500 экз.

Адрес редакции: 428001 г. Чебоксары, пр. М. Горького, Тел.: 8(8352) 452-771;

e-mail: inet21@bk.ru Отпечатано в Типографии Фирма «Крона-2» в форме ООО 428003, г. Чебоксары, пр. Ленина, 21-

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.