Рубрики

Реклама на сайте:

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ

Возрастающие объёмы пассажирских и грузовых перевозок, в том числе такси предъявляют всё более высокие требования к автомобильным дорогам, в том числе и к дорожно-строительным материалам. Одной из проблем в современной промышленности дорожно-строительных материалов является низкое качество органических вяжущих - битумов. Основной их недостаток - слабая адгезия к каменным материалам, что приводит к сильному снижению таких важных качеств асфальтобетона, как прочность, водо- и морозостойкость. В результате на дорожном покрытии появляются трещины, выбоины, снижается скорость и комфорт движения по дороге, увеличиваются затраты на перевозку грузов, снижается срок службы дорожного покрытия, увеличиваются затраты на содержание и ремонт автомобильной дороги.

Наиболее распространённый способ улучшения качества битумов -введение добавок ПАВ. В этом способе существует ряд недостатков: необходимость закупки дорогостоящих ПАВ, соблюдения их точной дозировки и температуры приготовления асфальтобетонной смеси, необходимость дооборудования АБЗ ёмкостями для хранения ПАВ, дозаторами и смешивающей установкой. На сегодняшний день известны альтернативные способы {1-4} улучшения свойств битумов: воздействие различных электромагнитных излучений, ультразвука, ультрафиолетового света, магнитного поля. В данной работе исследуется возможность применения токов сверхвысокой частоты для улучшения свойств дорожных битумов.

В процессе исследований битум подвергался обработке в микроволновой печи «Самсунг» (2,45 ГГц) мощностью 850 Вт, после чего выявлялось изменение адгезии к каменным материалам, а также изменения качественного состава и структуры самого битума. Оптимальное время воздействия СВЧ поля определялось по максимальному приросту адгезии. Адгезия битума БНД 60/90 к минеральным материалам определялась методом адсорбции красителя метиленового голубого. Применялись следующие образцы каменного материала: гранит Кременчугского месторождения, кварцитопесчаник Лебединского ГОКа КМА, известняк. Была определена зависимость изменения адгезионной способности битума от времени его обработки в СВЧ поле. Время обработки битума в СВЧ поле составляло от 30 с до 4 мин при мощности 850 Вт.

Из рисунка 1 видно, что значительно возрастает сцепление активированного в СВЧ поле битума с поверхностью известняка (на 50%),гранита (на 40%) и кварцитопесчаника (на 30%). Улучшение сцепления битума с каменным материалом происходит из-за процессов окисления, происходящих в нем под действием СВЧ волн. Возрастает содержание алифатических нафтеновых и асфальтогеновых кислот, ароматических и гетероциклических структур. В составе битума произошли изменения, что повлияло на его взаимодействие с минеральными материалами. Проследить взаимодействие активированного и неактивированного битума с минеральными порошками различной природы позволил метод конической пластометрии. Обработанный СВЧ энергией при оптимальном времени битум смешивался с минеральным порошком, затем определялось напряжение сдвига, возникающее при погружении тарированного конуса в смесь битума и минерального порошка. Результаты представлены на рисунке 2. Из графиков видно, что применение СВЧ обработка битума значительно улучшает структурирующие взаимодействия с минеральными порошками. Происходит сильный рост предельного напряжения сдвига (до 70% на кварцитопесчанике, до 40% на граните и известняке, более чем в 2 раза на шлаке). Это связано с изменением структуры битума и увеличением его активности. При применении такого битума в асфальтобетонах должны значительно улучшиться физико-механические характеристики композита, что не может не сказаться на повышении качества дорог и уменьшению аварий на дорогах.

Comments are closed.