авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< 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:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Технология производства асфальтобетонных сме­сей, оптимизированная по критерию прочностных свойств асфальтобетона

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Лукашевич Виктор Николаевич

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕ­СЕЙ, ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ПО КРИТЕРИЮ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА

05.23.08 - Технология и организация строительства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск - 2001

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном университете

Научные консультанты: - доктор технических наук, профессор

Недавний О. И.

доктор технических наук, профессор Баринов Е.Н.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Унгер Феликс Гергардович. Доктор технических наук, профессор

Реутов Юрий Ильич. Доктор технических наук, профессор

Платонов Анатолий Павлович.

Ведущая организация - ГП «Росдорнии», г. Москва

Защита состоится 29 марта 2001 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 в Томском государственном архитек­турно-строительном университете по адресу: 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2, в ауд. 307/5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государ­ственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 17 февраля 2001 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212.265.01. д.т.н., профессор Н.К. Скрипникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сроки службы асфальтобетонных покрытий авто­мобильных дорог, построенных с соблюдением действующих нормативных документов, существенно ниже установленных нормами. Одним из путей увеличения сроков службы покрытий является дисперсное армирование ас­фальтобетонных смесей, используемых для устройства этих покрытий. Од­нако вопросы технологии приготовления дисперсно армированных асфаль­тобетонных смесей, до настоящего времени изучены недостаточно. Сущест­вующие технологии дисперсного армирования предусматривают в основном применение кондиционных волокон. При этом остаются неиспользованны­ми огромные объемы отходов производства, побочных продуктов промыш­ленности, бытовых отходов, содержащих полимерные материалы. Эти отхо­ды не могут быть использованы вследствие несовершенства существующих технологии дисперсного армирования асфальтобетонных смесей.

Однако, дисперсное армирование, улучшая весь комплекс свойств ас­фальтобетонов, существенно не влияет на свойства битумных пленок, харак-теристики которых имеют определяющее значение в процессах старения асфальтобетонов. В связи с этим, разработана двухстадийная технология введения органического вяжущего в процессе производства асфальтобетон­ных смесей, которая позволяет снизить интенсивность избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капилляры минераль-ных материалов, улучшал свойства битума в адсорбционном слое и создавая предпосылки для повышения сроков службы асфальтобетона в покрытии.

Темпы строительства автомобильных дорог во многих регионах России сдерживаются высокой стоимостью, либо отсутствием кондиционных до­рожностроительных материалов. Добыча нефти осуществляется в отдален­ных регионах страны, что приводит к увеличению дальности ее транспорти­рования, необходимости устройства коммуникационных путей, инфраструк­туры этих регионов. Связанное с этим повышение стоимости нефти вынуж­дает нефтеперерабатывающие предприятия производить более глубокую ее переработку, что приводит к ухудшению качества нефтяных гудронов и, как следствие, к ухудшению качества нефтяных битумов. Значительным резер­вом повышения эффективности производства в дорожном строительстве является использование различных отходов и побочных продуктов промыш­ленности. В связи с тем, что в настоящее время многие дорожные организа­ции испытывают острый недостаток в нефтяном битуме, минеральном по­рошке, особо важное значение приобретают вопрсы применения в дорож­ном строительстве отходов и побочных продуктов промышленных предпри­ятий. К таковым можно отнести побочные продукты, а также отходы нефте­перерабатывающей, сланцеперерабатывающей и коксохимической промыш­ленности, содержащие высокомолекулярные смолы. Их типичным предста­вителем являются сланцевые фусы -высокотоннажный отход сланцеперера-

батывающей промышленности, представляющий собой пастообразную
смесь сланцевых смол тяжелых фракций (15...90% по массе), тонкодисперс-
ных минеральных примесей - 5...8% и воды - 5...10%.

Анализ состава фусов свидетельствует о целесообразности их использо-­
вания при реализации двухстадийной технологии приготовления асфальто-­
бетонных смесей с целью полной или частичной замены минерального, по-
рошка, снижения расхода нефтяного (битума, улучшения качества битума в
адсорбционном слое. Фусы могут использоваться; также для активации дру-
гих высокотоннажных отходов, в частности, зол уноса ТЭС, с целью исполь-­
зования их в качестве минерального порошка.

Таким образом, за счет дисперсного армирования повышаются характе-­
ристики асфальтобетона при положительных температурах, а за счет двух-
стадийной технологии введения органического вяжущего при производстве
асфальтобетонных смесей снижается интенсивность трещинообразования
нри отрицательных температурах, что приводит к увеличению срока служ-
бы асфальто6етонного покрытия.

Работа выполнена в рамках тематического плана,научно-исследовательских работ ТГАСУ. Результаты исследований использованы при выполнении хоздоговорных работ с предприятиями Томской и Кемеров­ской областей.

Основная идея работы состоит в обеспечении фибриллярной структуры асфальтобетонной смеси непосредственно в процессе ее приготовления за счет введения в асфальтосмесительную установку расплава или раствора полимера и исключения эффекта фракционирования адсорбционного слоя битума путем двухстадийного введения органического вяжущего.

Целью работы является разработка технологии приготовления асфаль­тобетонных смесей с упрощением процесса фиброобразования и улучшением свойств нефтяного битума в адсорбционном слое для увеличения срока

службы асфальтобетона.

Для достижения поставленной цели, необходимо было решить следующие задачи:

- разработать технологии дисперсного армирования асфальтобетонных
смесей, в том числе предусматривающие введение волокнообразующего
полимера в виде расплава непосредственно в смесительный агрегат, и двух-
стадийную технологию введения органического вяжущего в процессе при-
готовления асфальто6етонных смесей;.

- теоретически и экспериментально исследовать процессы структурооб-
разования асфальтобетонов из смесей, приготовленных с использованием

новых технологических концепций дисперсного армирования и двухстадийной технологии;

- разработать технологию приготовления, подачи, дозирования, контро­ля расхода дисперсной арматуры и вяжущих, используемых при двухстадийной технологии приготовления асфальтобетонных смесей;

-разработать методику определения требуемого соотношения компо­нентов асфальтобетонной смеси для случаев дисперсного армирования и реализации двухстадийной процедуры введения органических вяжущих;

- обосновать режимы и параметры технологических процессов приго­товления дисперсно армированных асфальтобетонных смесей и смесей, про-изводимых с использованием двухстадийной технологии.

Научная новизна работы состоит в углублении и развитии основ тех­нологии дисперсного армирования асфальтобетонных смесей и двухстадий-ной технологии введения органического вяжущего в процессе производства асфальтобетонных смесей, что конкретизируется следующим:

1. Разработана технологическая модель приготовления асфальтобетонной смеси в которой впервые реализован принцип дисперсного армирования пу­тем введения волокнообразующего полимера в виде расплава непосредст­венно в Смесительный агрегат, минуя стадии формирования нитей и их рез­ку, что позволяет использовать для дисперсного армирования не только вы-сококачественные полимеры, но и полимерные материалы, ранее считав­шиеся непригодными для этих целей.

2.Установлено, что введение в асфальтобетонную смесь дисперсной ар­матуры в виде расплава значительно улучшает адгезию нефтяного битума к поверхности волокнообразующего полимера (краевой угол смачивания по-лимера нефтяным битумом уменьшается с 86...91° для полимера в твердом состоянии до 20..49° для полимера в состоянии расплава и раствора).

3.Разработана двухстадийная технология введения органического вяжу­
щего при производстве асфальтобетонных смесей, базирующаяся на приме-­
нении сырья техногенного происхождения (побочных продуктов и отходов
производства, в том числе сланцевых и каменноугольных фусов), содержа-­
щего высокомолекулярные смолы, которая позволяет исключить эффект
избирательной фильтрации компонентов нефтяного битума в поры и капил-­
ляры минеральных материалов и улучшить свойства битума в адсорбцион-
ном слое.

4.Установлено, что при двухстадийном введении органического вяжуще­го в процессе приготовления асфальтобетонных смесей применение сланце­вых фусов позволяет полностью или частично заменить кондиционный ми­неральный порошок, снизить расход битума и увеличить его адгезию к по­верхности минеральных материалов, снизить интенсивность старения ас­фальтового вяжущего.

Новизна результатов исследований подтверждена тем, что базирующиеся на их основе решения признаны изобретениями и защищены авторскими свидетельствами и патентами.

Практическая значимость работы.

В диссертации обоснована целесообразность и выявлены технологиче­ские особенности приготовления дисперсно армированных асфальтобетон­ных смесей, а также смесей с добавками высокомолекулярных смол, приго­товляемых по двухстадийной технологии.

Доказана возможность применения в качестве материала для создания арматуры полимерсодержащих композитов, которые не обладают свойства­ми волокнообразования для случаев реализации ранее существовавших тех­нологий производства дисперсно армированных асфальтобетонных смесей.

Разработаны новые технологические приемы дисперсного армирования
асфальтобетонных смесей, предусматривающие введение в рабочую зону
асфальтосмесительной установки полимерного материала не в виде волокон,
как это осуществлялось ранее, а в виде расплава, что существенно
увеличивает адгезию нефтяного битума к поверхности apмирующиx поли­
меров.

Разработана двухстадийная технология приготовления асфальтобетонных смесей, предусматривающая на первом этапе обработку минеральных мате­риалов органическим вяжущим, характеризующимся высокой адгезией (жидкие нефтяные битумы), а на втором этапе - органическим, вяжущим, имеющим хорошие когезионные показатели (вязкие нефтяные битумы). При использовании на первой стадии техногенных отходов промышленности, содержащих органические вяжущие и тонкодисперсные минеральные со­ставляющие (фусы, золы уноса ТЭС), предложенная технология обеспечива­ет возможность полной или частичной замены кондиционного минерально-го порошка и снижения на 10-15% расхода нефтяного битума. Технологи­ческие разработки, базирующиеся на выполненных диссертационных иссле­дованиях, способствуют решению экологической проблемы использования фусов и зол уноса.

Методология работы. Исследования основаны на использовании и раз­витии теоретических положений в области структурообразования и техноло­гии производства асфальтобетонных смесей, разработанных коллективами научных работников под руководством профессоров Л.Б.Гезенцвея, Н.В.Горелышева, В.А.Золотарева, И.В.Королева, М.И.Волкова, А.М Богу­славского. Исследования в области технологии дисперсного армирования опирались на научные положения о свойствах и структуре дисперсно арми-рованных асфальтобетонов, разработанные под руководством и при участии А;Е.Мерзликина, Я.Н.Ковалева, Г.А.Бонченко. В проводимых исследовани-ях были использованы современные цифровые информационно-измерительные системы, приборы и оборудование Ленинградского оптико-механического объединения (ЛОМО). Института химии нефти Сибирского отделения РАН, лаборатории «Химического анализа воды Института.про­блем жилищно-коммунального хозяйства в районах Севера, Сибири и Даль-

него Востока, кафедр «Автомобильные дороги», «Физики» Санкт-
Петербургского государственного архитектурно-строительного университе­
та, кафедры «Автомобильные дороги» Томского государственного архитек-
турно-стоительного университета.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, со-
держащихся в диссертации, подтверждена сходимостью результатов теоре­
тических, лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных
на основе современных методов исследований с применением аттестованно­
го лабораторного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень на­
дежности результатов. Достоверность рекомендаций по технологиям приго­
товления асфальтобетонных смесей подтверждена результатами опытно-
производственных исследований.

Реализация результатов исследований. Разработанные способы полу-
чения асфальтобетонных смесей с применением сланцевых фусов прошли
опьггно-производственную проверку в тресте "Лендорстрой" "Главленин-
градинжстроя и Дорожном комитете Правительства Ленинградской облас­
ти. Экспериментальные участки асфальтобетонных покрытий из смесей,
приготовленных с применением тяжёлых фусов, а также зол уноса, обрабо­
танных фусами в качестве минерального порошка, были построены в
г.Санкт-Петербурге, г. Сланцы и на дорогах Ленинградской области. От-
дельные результаты исследований включены в методические рекомендации
"Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных
покрытий", изданных в СибАДИ.

'Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ по следующим курсам: «Производственные предприятия дорожного строи­тельства», «Дорожно-строительные материалы» для студентов, обучающих­ся по специальности «Строительство автомобильных дорог и аэродромов» в Томском государственном архитектурно-строительном университете.

Автор защищает совокупность научных положений, теоретически и
экспериментально установленных закономерностей, определяющих техно­
логии приготовления дисперсно армированных асфальтобетонных смесей, и
двухстадийную технологию введения органического вяжущёго в процессе
приготовления асфальтобетонных смесей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы до­ложены и обсуждены на Всесоюзной конференции «Управление структу-рообразованием, структурой и свойствами дорожных бетонов» (Харь­ков, 1983 г.), на 8 и 9-ой научно-технических конференциях «Повышение качества строительства автомобильных дорог в Нечерноземной зоне РСФСР» (г. Владимир, 1985-1986 гг.), на XI Всесоюзной научно-исследова­тельской конференции «Перспективные экономичные и долговечные конст­рукции автомобильных дорог и технологии их сооружения» (г. Москва, Со-

юздорнии, 1987г.), на Всероссийской Международной научно-технической конференции "Автомобильные дороги Сибири" (г.Омск, СибАДИ, 1994г.), на Российской научно-технической конференции "Экономия энергии при строительстве, эксплуатации автомобильных дорог и производстве строительных материалов" (г.Суздаль, 1995г.), на I Международной научно-технической конференции "Экология человека и природы" (г. Иваново, 1997г.), на Международной конференции "Всесибирские чтения по математике и механике" (г.Томск, 1997), на Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы строительного материаловедения" (г.Томск, 1998г.), на Всероссийском семинаре-совещании руководителей дорожных научных и проектных организаций" (г.Суздаль, 1998 г.)

Публикации. По теме диссертации автором получены три патента и ав­торское свидетельство на изобретение; опубликовано в печати 50 научных работ, в том числе монография "Дисперсное армирование и двухстадийная технология приготовления асфальтобетонных смесей."/Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та. -2000. -232,с.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 296 наименований и четырех приложений. Результаты исследований представлены на 315 страницах ос­новного текста, включающего 99 рисунков, 23 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано содержание работы, обоснована актуальность темы, обозначена основная цель, определены задачи и сформулирована научная новизна исследования, отмечена практическая ценность и основные направ­ления реализации диссертационной работы.

Первая глава. Использование нетрадиционных технологий, базирую-щихся на применении достижений современной науки, имеет целью улуч­шение свойств получаемых для строительства материалов, в том числе и асфальтобетонов. Одним из эффективных методов улучшения свойств ас­фальтобетонов является их дисперсное армирование и применение в процес­се приготовления асфальтобетонных смесей материалов, содержащих в сво­ем составе активные компоненты, в том числе высокомолекулярные смолы.

Большой вклад в развитие теории структурообразования асфальтобето­нов внесли Л.Б.Гезенцвей, Н.В.Горелышев, В.А.Золотарев, А.С.Колбанов-ская, И.В.Королев, М.И.Волков, И.АРыбьев, Г.С.Бахрах, И.М.Борщ, Л:С.Терлецкая, Г.Я.Слива, Е.М.Гурарий, А.Р.Давыдова, Б.И.Ладыгин, Б.Г.Печеный, А.В.Руденский, И.М.Руденская, Д.И.Гегелия, Т.Н.Калаш-никова, В.М.Смирнов, Д.С.Шемонаева, в теорию дисперсного армирования асфальтобетонных смесей - АЕ.Мерзликин, Я.Н.Ковалев, Д.В.Акулич, Г.А.Бонченко, И.П.Гамеляк, Ф.А.Асинкритов Вопросы использования в дорожном строительстве сланцевых вяжущих подробно и полно рассмотрены в работах М.Н.Першина, М Ф.Никишиной, Е.Н. Баринова.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.