Медленнораспадающиеся водо-битумные эмульсии, стабилизированные композициями на основе проксанолов и катионактивных поверхностно-активных веществ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат наук Идрисов, Марат Ринатович

• Идрисов, Марат Ринатович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Идрисов, Марат Ринатович

СОДЕРЖАНИЕ

С.

Введение

ГЛАВА 1. Научные и прикладные аспекты производства водо-битумных

эмульсий (аналитический обзор)

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований

2.1. Выбор объектов исследования

2.2 Методика приготовления водо-битумных эмульсий

2.3. Инструментальные и стандартные методы исследования

2.3.1. Инструментальные методы исследования

2.3.1.1. Метод ИК- спектроскопии

2.3.2. Стандартные методы исследования

2.3.2.1. Оценка качества водо-битумных эмульсий

2.3.2.2. Определение физико-механических свойств битумного

вяжущего, полученного после распада эмульсии

ГЛАВА 3. Исследование эксплуатационных свойств водо-битумных эмульсий на основе проксанолов и катионактивных ПАВ

3.1. Водо-битумные эмульсии на основе неионогенных поверхностно-

активных веществ класса проксанолов

3.1.1. Влияние электролитов и жесткости воды на стабильность водо-битумных эмульсий

3.2. Модификация водо-битумных эмульсий катио накти в ны м и поверхностно-активными веществами

3.3. Влияние ультразвукового воздействия на условную вязкость водо-

битумных эмульсий

3.4 Метод оптической микроскопии для оценки структурных изменений

водо-битумных эмульсий

ГЛАВА 4. Исследование битумных вяжущих, выделенных после распада эмульсии

4.1. Характеристики битумных вяжущих, выделенных после распада

эмульсий

4.2 Применение ИК-спектроскопии для изучения битумного вяжущего,

полученного после распада эмульсии

ГЛАВА 5. Физико-механические свойства асфальтобетонов на основе разработанных составов битумных эмульсий, разработка технологии получения медленнораспадающихся эмульсий

5.1. Оценка качества асфальтобетона на основе разработанных составов водо-битумных эмульсий, стабилизированных проксанолами и катионактивными ПАВ

5.2. Разработка технологии производства медленнораспадающихся водо-

битумных эмульсий

Основные результаты и выводы

Список используемой литературы

Приложение А (акты промышленных испытаний)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Медленнораспадающиеся водо-битумные эмульсии, стабилизированные композициями на основе проксанолов и катионактивных поверхностно-активных веществ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Создание экономически эффективных, долговечных и безопасных с экологической точки зрения материалов для дорожных покрытий является весьма важной научно-технической задачей. Наиболее распространенным вяжущим материалом для создания органоминеральных смесей в дорожной отрасли является битум. Однако, традиционная технология производства битумных вяжущих и дорожных покрытий на их основе достаточно сложна, энергоемка и оказывает отрицательное воздействие на экологическую обстановку.

Применение водо-бигумной эмульсии повышает эффективность использования битумных вяжущих и позволяет перейти к технологиям, одним из возможных направлений которых является применение холодных асфальтобетонов для строительства дорожного полотна. После укладки подобный асфальтобетон проявляет достаточно высокие прочностные свойства, не выкрашивается в зимний период, а также выдерживает предельные показатели усадки, расширения и нагрузки. В качестве инертных материалов для строительства холодного асфальтобетона используются каменные материалы различной природы. Выбор типа вяжущего материала для холодного асфальтобетона зависит от конечного его назначения, в частности для укладки дорожного полотна используются составы медленнораспадающихся битумных эмульсий.

Одним из важнейших параметров, определяющих класс битумной эмульсии и, следовательно, возможность ее использования в различных условиях, является индекс распада. Данный параметр позволяет определить величину и характер распада эмульсии при ее взаимодействии с поверхностью каменного материала. Чем больше величина индекса распада, тем медленнее идет распад битумной эмульсии при ее контакте с поверхностью каменного материала.

На ряду с этим важной научно-технической задачей является увеличение температурного интервала пластичности и адгезионной прочности битумного

вяжущего, представляющего собой остаток, полученный после распада водо-битумной эмульсии в ходе укладки дорожного полотна.

Согласно Федеральной целевой программе «Развитие транспортной системы России (2010-2015 гг.)» планируется увеличить долю автомобильных дорог, соответствующих нормативным требованиям к транспортно-эксплуатационным показателям по сети автомобильных дорог общего пользования федерального значения до 48,56 %. Также на период до 2015 года планируется построить и реконструировать 1,915 тыс. км платных и скоростных автомагистралей. Строительство и ремонт дорожного полотна потребует использование новых материалов и технологий, позволяющие получить в конечном итоге дорожное покрытие с длительным сроком эксплуатации.

Целью диссертационной работы является разработка составов медленнораспадающихся водо-битумных эмульсий с высокими показателями индекса распада и адгезии.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. исследование группового состава и физико-химических свойств исходных битумов;

2. исследование влияния структуры подобранных неионогенных эмульгаторов и группового состава исходных битумов на эксплуатационные свойства водо-битумных эмульсий;

3. разработать составы медленнораспадающихся водо-битумных эмульсий с высокими показателями индекса распада и адгезии к поверхности каменного материала;

4. исследование физико-химических свойств битумных вяжущих, получаемых после распада водо-битумных эмульсий;

5. исследование эксплуатационных характеристик асфальтобетонных смесей на основе разработанных составов водо-битумных эмульсий, оценка эффективности разработанных составов водо-битумных эмульсий в рамках опытно-промышленных испытаний.

Научная новизна работы.

1. Установлено, что диаметр частиц дисперсной фазы водо-битумной эмульсии уменьшается до 5 мкм с увеличением доли полиоксиэтилированных блоков в молекуле неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) класса проксанолов до 80% мае.;

2. Установлена пороговая концентрация для проксанолов с долей полиоксиэтилированных блоков в молекуле от 50 до 80% мае., равная 0,4% мае., при которой происходит образование устойчивых водо-битумных эмульсий;

3. Выявлено, что при совместном введении проксанолов с содержанием полиоксиэтиленовых блоков в интервале от 50 до 80% мае. и катионактивных ПАВ в водо-битумную эмульсию основной вклад в увеличение адгезии пленки битума принадлежит катионактивному ПАВ, в то время как увеличение стабильности битумных эмульсий обеспечивается за счет образования наиболее устойчивого адсорбционно-сольватного слоя из молекул проксанола.

4. Обнаружен синергетический эффект эмульгирующего действия композиций проксанолов и катионактивных ПАВ при их соотношении в пределах от 3 до 8, способствующих образованию медленнораспадающихся водо-битумных эмульсий.

Практическая значимость. На основе полученных закономерностей влияния доли полиоксиэтилированных блоков в молекуле проксанолов на степень дисперсности получаемой эмульсии, а также пороговую концентрацию проксанола разработаны рецептуры медленнораспадающихся водо-битумных эмульсий на основе неионогенных эмульгаторов класса проксанолов и катионактивных ПАВ для создания холодных асфальтобетонных смесей, характеризующиеся улучшением эксплуатационных свойств как самой эмульсии, так и битумного вяжущего после ее распада. Предложенные составы с содержанием битумной фазы 50-60% мае. позволяют уменьшить показатель условной вязкости битумной эмульсии на 35-40% и увеличить ее устойчивость при хранении не менее 90 дней при увеличении показателя адгезии до 98-99%.

Личный вклад автора. Соискатель активно участвовал во всех этапах поставленной работы: постановке цели и задач исследования, анализе литературы, проведении лабораторных и опытно-промышленных исследований, написании и оформлении статей, обсуждении результатов и оформлении диссертации. Результаты представленных исследований получены непосредственно самим автором или при его непосредственном участии.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы были представлены на III, IV и V научных конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2011-2012), Всероссийской молодежной конференции с элементами научной школы «Нефть и нефтехимия» (г. Казань, 2011), открытом конкурсе научных работ студентов и аспирантов им. Н.И. Лобачевского (г. Казань, 2012), международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка-2012» (г. Уфа, 2012), международной молодежной конференции «Экологические проблемы горнопромышленных регионов» (г. Казань, 2012). Результаты также обсуждались на итоговых научных сессиях в Казанском национальном исследовательском технологическом университете в 2011-2013 гг. По теме диссертационной работы было опубликовано учебное пособие «Водо-битумные эмульсии» (Издательство КНИТУ, 2012).

Автор выражает благодарность и признательность своему научному руководителю к.т.н., доценту А.И. Абдуллину за постоянную поддержку и чуткое руководство, а также к.т.н., доценту Е.А. Емельянычевой за помощь и активное участие при обсуждении работы.

Работа выполнена на кафедре химической технологии переработки нефти и газа ФГБОУ ВПО «Казанского национального исследовательского технологического университета» согласно подпрограммы «Автомобильные дороги» Федеральной целевой программы «Развитие транспортной системы России» на 2010-2015 годы, а также распоряжения Правительства РФ от 3 февраля 2014 года №126-р. "Об утверждении комплекса мер по стимулированию внутреннего спроса на продукцию нефте- и газохимической промышленности".

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 16 научных публикациях, в том числе 6 статьях в изданиях, рекомендованных для размещения материалов диссертаций, 6 тезисах докладов и 4 учебных пособиях.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 124 страницах, состоит из введения и 5 глав, основных результатов и выводов, списка цитируемой литературы, включающего 100 наименований. Работа иллюстрирована 41 рисунком и содержит 17 таблиц, 1 приложение.

ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА ВОДО-БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

Первый патент на состав и способ получения битумной эмульсии был выдан в 1890 г., однако широкое практическое значение битумные эмульсии получили лишь в двадцатые годы XX века. Родоначальниками разработки способов производства и применения битума в виде его эмульсии с водой стали французские ученые [1].

В середине 50-х годов XX века резко возросли скорости движения автомобильного транспорта, а также их грузоподъемность. Технологии на основе эмульсий уже не обеспечивали удовлетворение возросших требований к дорожным покрытиям, поэтому интерес к ним стал падать. Этот период характеризуется увеличением объемов производства асфальтобетонных смесей по традиционной горячей технологии, в то время, как битумные эмульсии использовали в основном с целью укрепления грунтов при строительстве второстепенных дорог.

В начале 1970 года в Западной Европе и США возникают трудности с переработкой нефти из-за энергетического кризиса. К этому времени накопленные научные и практические знания позволили перейти к использованию битумных эмульсий для проектирования дорожного полотна с увеличенной транспортной нагрузкой. В 1951 году проводятся первые промышленные испытания катионных эмульсий, и к 1962 году доля производства катионных эмульсий превышает 50% объема производства эмульсий, а к 1971 -до 92 % [2].

На территории России первые эмульсии были использованы в 1928 г. при строительстве участков автомобильных дорог под Москвой и Санкт-Петербургом [3]. На данный момент битумные эмульсии не пользуются широким спросом в дорожном строительстве, что главным образом объясняется недостаточным количеством эмульгаторов отечественного производства.

Сейчас при создании эмульсионно-минеральных смесей применяются зарубежные эмульгаторы, такие как AKZONOBEL, Dinoram, Poliram и прочие.

В 2002 г. в свет вышла книга, в которой описываются современные представления о принципах эмульгирования битума с водой, широкие возможности регулирования свойств битумных эмульсий, а также технологические режимы и все известные технологии получения этих уникальных материалов [4]. На сегодняшний день технология производства эмульсий и материалов на их основе остается эмпирической областью. Однако, стоит отметить значительный вклад зарубежных и отечественных ученых в развитие научных основ производства водо-битумных эмульсий. В течение нескольких десятков лет исследования процессов эмульгирования битума с водой по разработке эмульгаторов, аппаратов и технологии для приготовления битумных эмульсий проводятся в отечественных научно-исследовательских институтах: ЦНИИТЭНефтехим, УГНТУ, КГ АСУ, КНИТУ, МАДИ, ИрГТУ и др. В развитие технологии производства стабильных водо-битумных эмульсий существенный вклад внесли отечественные ученые Карпеко В.Ф., Егоров C.B., Нашиванко Е.М., Гольдберг Д.О., Аветикян С.М., Никишина М.Ф., Кучма М.И. и другие [5-10]. Значительных успехов достигли ученые Казанского национального исследовательского технологического университета (КНИТУ) и Казанского Федерального Университета (КФУ) Кемалов А.Ф., Кашаев P.C., Фахрутдинов Р.З., Чекашов A.A., Дияров И.Н., Абдуллин А.И. в развитии технологий производства и контроля качества битумных эмульсий, в частности разработка новых способов экспресс-определения содержания воды в битумных эмульсиях с использованием метода ядерно-магнигной релаксометрии [11, 12].

Основная часть научных работ направлена на улучшение технологии получения битумных эмульсий на основе анионных или катионактивных поверхностно-активных веществ (ПАВ). И только незначительное количество исследований направлено на исследование влияния неионогенных ПАВ на свойства битумных эмульсий [13, 14].

С технологической точки зрения битум для производства асфальтобетонных смесей следует применять при условии минимальной вязкости битумной эмульсии, для достижения которой используются три основных способа: нагрев, смешением с нефтяными растворителями и использование битума в виде его эмульсии с водой [2, 15].

Нагрев битумного вяжущего и его последующее использование в дорожном строительстве позволяет получить асфальтобетон с высокой прочностью для проектирования дорог с интенсивным движением. Однако, этот способ производства горячих смесей значительно увеличивает затраты энергоносителей на нагрев минеральных материалов, сокращает время, отведенное на устройство конструктивных слоев дорожного полотна, а также отрицательное воздействует на окружающую среду в процессе всего цикла производства.

Смешение битума с нефтяными растворителями удорожает процесс получения битумного вяжущего из-за использования весьма дорогих растворителей, которые должны испариться за короткий временной интервал, что приводит к повышению пожароопасности при осуществлении производственных работ, а также загрязняет окружающую среду.

Использование битумных эмульсий обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционно используемыми битумными вяжущими [2]:

1) вязкость битумных эмульсий при комнатной температуре в несколько раз ниже вязкости исходных битумов, что способствует легкости проникновения битумного вяжущего даже в мелкие поры;

2) более высокий показатель адгезии к поверхностям с разной структурой и природы, что способствует созданию высокопрочных и стойких к оказываемым нагрузкам дорожных конструкций;

3) возможность производить смешение органоминеральной смеси и укладку дорожного полотна в условиях низких температур и высокой влажности за счет лучшего сцепления тонкой пленки битумного вяжущего с шероховатой поверхностью каменного материала;

4) уменьшение температуры нагрева каменных материалов приводит к экономия топлива при производстве асфальтобетонных смесей с применением эмульсий в качестве вяжущего материала за счет более низкой на 20-40 °С температуры смешения органоминеральной смеси. Таким образом, расход энергоносителей сокращается на 30-40% по сравнению с традиционными технологиями [16];

5) увеличение точности дозирования вяжущего и распределение его более тонкими слоями по поверхности каменного материала за счет уменьшения вязкости, что приводит к сокращению расходов вяжущего;

6) сокращение выбросов в атмосферу за счет отсутствия растворителей и низких температур в процессе производства эмульсионно-минеральных смесей.

В настоящее время в дорожном строительстве наблюдается тенденция к вытеснению традиционно используемых битумных вяжущих битумными эмульсиями [17, 18]. Анализ литературных источников позволяет сделать вывод о том, что область использования битумных эмульсий на данный момент представляет собой следующие дорожные системы:

1. Подгрунтовка. Применяется быстрораспадающаяся водо-битумная эмульсия с 50% содержанием битумной фазы. Эмульсия разбрызгивается равномерным слоем на предварительно очищенную дорожную поверхность со средним расходом 0,20-0,30 л/м2. После распада эмульсии дорожное полотно покрывается равномерным тонким слоем битума для обеспечения сцепление инертных материалов.

2. Укрепление грунта повышает прочность и несущую способность основания дорожной одежды. С этой целью применяют анионные медленнораспадающиеся водо-битумные эмульсии. Содержание и марка используемого битума зависит от влажности грунта, подвергающегося обработке.

3. Шламовое уплотнение используется для ремонтных и профилактических работ, например, предотвращение окисления битумных вяжущих, заделка трещин на поверхности дорожного полотна. Шлам наносится

слоем толщиной 3-6 мм. Применяются средне- и медленнораспадающиеся эмульсии с содержанием битумной фазы 60-65%.

4. Связывание пыли битумной эмульсией применяется на грунтовых дорогах для решения проблемы образования пыли. Используются медленнораспадающиеся эмульсии с содержанием битумной фазы, равным 60%. Расход эмульсии зависит от поверхности дороги и колеблется в районе 0,5-2.0 л/м2.

5. Холодный ресайклинг характеризуется высокой эффективностью и в среднем на 20% дешевле традиционного ремонта. Применение холодного ресайклинга на 40-50% сокращает сроки выполнения строительных работ. С этой целью используются средне- и медленнораспадающиеся водо-битумные эмульсии с содержанием битумной фазы около 60-65%. Процесс предполагает наличие этапов предварительного фрезерования и непосредственного смешения каменного материала с различными вяжущими материалами прямо в ходе дорожных работ.

6. Ямочный ремонт методом струйно-инъекционным заполнения подразумевает под собой заполнение выбоины мелким щебнем, предварительно обработанным водо-битумной эмульсией. Укладка материала осуществляется с высокой скоростью за счет подачи щебеночного материала вместе с воздушным потоком, что приводит к хорошему уплотнению. Для данной технологии применяются быстрораспадающиеся катионные или анионные водо-битумные эмульсии с содержанием битумной фазы 65-70%.

7. Холодные асфальтобетонные смеси - это эмульсионно-минеральная смесь из каменного материала необходимого гранулометрического состава, битумной эмульсии и воды. Для данной технологии применяются водо-битумные эмульсии с контролируемым временем распада. Покрытия данного типа обладают способностью к самовыравниванию, высокой стабильностью. Благодаря увеличенному сопротивлению к деформациям, водонепроницаемость подобного покрытия, а также хорошему сцеплению стоимость выполнения дорожного ремонта уменьшается на 38%. Существует разновидность данной технологии укладки - микросюрфейсинг, использование которой создает возможность

укладывать асфальтобетонные смеси более толстым слоем. Использование данной технологии позволяет исправить незначительные деформации, а также способствует решению проблемы колейности из-за укладки в несколько слоев.

8. Шероховатая поверхностная обработка осуществляется поверх основного покрытия в виде тонкого слоя с последующим заполнением щебня необходимого размера и формы и трамбовкой органоминеральной смеси.

Стоит добавить, что область применения битумных эмульсий не ограничивается только отраслью дорожного строительства. Например, в строительной отрасли битумные эмульсии находят применение для гидроизоляционной защиты бетонных сооружений, а также создания водонепроницаемых грунтов под строительство путем его пропитки. В тяжелой промышленности битумные эмульсии широко применяются при производстве тепло- и электроизоляционных материалов.

Все это показывает важность практического применения битумных эмульсий, что увеличивает значимость научных исследований в области разработки новых методов и технологий получения качественного продукта из исходных компонентов. Важными компонентами битумной эмульсии являются нефтяной битум, вода и эмульгатор.

Битум представляет собой смесь высокомолекулярных органических соединений углеводородного и гетероатомного характера. Дело в том, что в составе битума помимо углерода и водорода, содержатся такие гетероатомные соединения, как азот, кислород и сера, а также металлы (Л^, №, Ре, V и др.).

Свойства битума и битумных материалов находятся в зависимости от соотношения основных групп: масел, смол и асфальтенов, изменение соотношения между которыми изменяет и малакометрические свойства битумных материалов. Кроме того, в составе битума в незначительном количестве могут содержаться:

- асфальтгеновые кислоты и их ангидриды, которые оказывают существенное влияние на степень сцепления пленки битума с поверхностью

каменного материала, а также участвуют в стабилизации коллоидной структуры битума;

- карбены и карбоиды представляют собой продукт дальнейшей конденсации ароматических углеводородов. Карбены не растворимы в четыреххлористом углероде, карбоиды - в сероуглероде [19].

Масла являются низкомолекулярной частью битума. Увеличение содержания масел в битуме способствует увеличению глубины проникания иглы, т.е. показателя пенетрации при 25 °С, и уменьшению растяжимости и эластичности. Масла состоят в основном из парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов, по элементному составу состоят из кислорода, серы и в незначительном количестве азота. Молекулярная масса масляной части битума находится в районе 240-800. В битумах содержится от 45 до 60 % масел.

Смолы представляют собой высокомолекулярные органические соединения циклической и гетероциклической структуры с высокой степенью конденсации, Как правило, конденсированные структуры в молекулах смол связаны между собой алифатическими мостиками. В среднем в составе битума в зависимости от природы и способа его получения содержится от 15 до 30 % смол.

Смолы занимают промежуточное звено между маслами и более высокомолекулярными компонентами битума, асфальтенами. В ряду смолы -асфальтены наблюдается дальнейшее увеличение степени конденсированности ароматических структур, а также увеличение доли атомов углерода в них, что подтверждается возрастанием соотношения С:Н.

Наиболее высокомолекулярной частью нефтяных битумов являются асфальтены, которые представляют собой твердые вещества бурого или черного цвета. В битумах в зависимости от природы и способа его получения содержится от 8 до 30 % и более асфальтенов. Увеличение содержания молекул асфальтенов в составе битуме способствует повышению вязкости, уменьшению показателя пенетрации, растяжимости и эластичности. При этом наблюдается уменьшение теплостойкости и увеличение температуры размягчения за счет увеличения твёрдости битума.

Для получения битумов, легко эмульгируемых с водой с образованием стабильных водо-битумных эмульсий, используются смолистые нефти с большим содержанием смол и асфальтенов. Однако, данный подход к определению критерия эмульгируемости является эмпирическим, и до сих пор не существует строго определенного критерия эмульгируемости. При использовании одного и того же эмульгатора разные битумы могут показывать разные результаты по эмульгируемости. Так, битумы из высокосмолистых уфимских и бакинских нефтей хорошо эмульгируются коллоидными мельницами и гомогенизаторами Гурреля при помощи анионных эмульгаторов [10, 20].

Напротив, битумы из ромашкинской и туймазинской нефтей при применении эмульгаторов и современных эмульгирующих механизмов не образуют стабильной эмульсии. Такая же картина наблюдается при эмульгировании битумов, получаемыми путем глубокого окисления крекинг-остатков [21], поскольку подобные окисленные битумы характеризуются повышенным соотношением асфальтенов к смолистым соединениям в битумах, что в свою очередь приводит к уменьшению поверхностной активности на границе раздела фаз.

Асфальтогеновые кислоты и ангидриды способствуют значительному повышению показателя поверхностной активности битумов, особенно при смешении с щелочными растворами. Большое содержание асфальтогеновых кислот и ангидридов способствует увеличению чисел кислотности и омыления. За счет увеличения содержания кислот и ангидридов битумы проявляют способность к самопроизвольному эмульгированию в щелочной среде без использования эмульгаторов. Это объясняется тем, что в процессе взаимодействия асфальтогеновых кислот битума с компонентами щелочного раствора создаются предпосылки к образованию мыла, которое начинает действовать как эмульгатор, что и способствует образованию стабильной битумной эмульсии. При этом наблюдается тенденция к уменьшение межфазного поверхностного натяжения [22].

Авторы [23] считают, что кислотное число может быть рассмотрено как один из критериев эмульгируемости битумов. Но известны битумы с большим кислотным числом, которые эмульгируются плохо или вовсе не эмульгируются даже при использовании очень эффективных эмульгирующих установок и эмульгаторов. Таки образом, при использовании кислотного числа в качестве критерия эмульгируемости весьма важную роль играют такие показатели, как содержание кислых компонентов, их природа и химическое строение. К тому же не стоит забывать о наличии компонентов, обладающих значительным антагонистическим действием на процессы эмульгирования.

Существует несколько теорий и представлений о коллоидной структуре битумов. Согласно теории Нелленштейна, выдвинутой им в 1923 году, лиофобные части битума окружены лиофильными частицами, что защищает их от слияния друг с другом, от масляной фазы или дисперсионной среды. Данные коллоидные структуры носят название мицелл [24]. Тракслер предполагал, что по мере удаления от ядра коллоидной мицеллы происходит снижение молекулярной массы компонентов со снижением степени ароматичности. Далее осуществляется переход в межмолекулярную среду без ярко выраженной границей раздела фаз [25].

По модели, предложенной З.И. Сюняевым, нефть, нефтяные остатки, в том числе и битумы, состоят из сложных структурных единиц (ССЕ) - надмолекулярных структур (ассоциатов) различной толщины сольватной оболочки, прочности связей и упорядоченности [25, 26].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Идрисов, Марат Ринатович, 2014 год

Список литературы

1. Карпеко, Ф.В. Битумные эмульсии. Основы физико-химической технологии производства и применения / Ф.В. Карпеко, A.A. Гуреев. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1998.- 192 с.

2. Петухов, И.Н. Дорожные эмульсии. Т.1 / И.Н. Петухов. - Минск.: ЕАДЭ, 1997. - 230 с.

3. Маркова, Т. А. Применение эмульсий в дорожном деле / Т. А. Маркова. -М. - Л.: Гострансиздат, 1936. - 110 с.

4. Bibette J., Leal-Calderon F., Schmitt V., Poulin P. Emulsion Science. Basic Principles. An Overview // S. Springer Tracts in modern physics. - 2002. - Vol. 181. -140 p.

5. Карпенко, Ф.В. Регулирование свойств катионных битумных эмульсий: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.17.07 / Ф.В. Карпенко. - М., 1998. - 28 с.

6. Егоров, C.B. Битумные эмульсии, исследование и их применение в дорожном строительстве: автореф. дис. ... канд. тех. наук / C.B. Егоров. - Киев, 1964.-21 с.

7. Нашиванко, Е.М. Битумные эмульсин на катионоактивных эмульгаторах / Е.М. Нашиванко // Труды первой конференции по получению и применению эмульсий в дорожном строительстве. - Рига, 1963.-С. 115-121.

8. Аветикян, С.М., Гольдберг, Д.О. Влияние природы и концентрации эмульгатора на стабильность битумно-водных эмульсий / С.М. Аветикян, Д.О. Гольдберг // Коллоидный журнал. - 1950. -№ 6. - С. 401-407.

9. Никишина, М.Ф. Выбор нефтяных битумов для производства дорожных эмульсий / М.Ф. Никишина // Пути улучшения свойств асфальтобетонных и других битумо-минеральных смесей. - М., 1971. - Вып. 44.-С. 160-180. - (Тр. Союздорнии)

10. Кучма, М.И. Исследование процессов эмульгирования битумов для дорожного строительства: автореф. дис. ... канд. тех. наук / М.И. Кучма. -Харьков, 1967. - 28 с.

11. Определение содержания воды в нефтяных и битумных эмульсиях / А.Ф. Кемалов, P.C. Катаев, A.A. Чекашов, Р.З. Фахрутдинов и др. // Вестник Казанского государственного университета. - 2000. - № 1-2. - С. 146-149.

12. Кемалов, А. Ф. Исследование структурно-динамических параметров гудронов различной химической природы с помощью импульсного ЯМР / А. Ф. Кемалов, Р. А. Кемалов, Е. А. Гладий // Материалы III международного симпозиума «Нефтяные дисперсные системы» / Мин. образования и науки РФ, РАЕН, РГУ им. Губкина. М., 2004. - С. 84-85.

13. Композиция поверхностно-активных веществ для приготовления битумных эмульсий для дорожных покрытий: пат. 2227126 Рос. Федерация: МПК7 С 04 В 26/26, С 08 L 95/00, С 09 D 195/00 / Т.Г. Мурзабекова, И.Б. Бабков, А.П. Лупанов; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество "АСДОР". - № 2002133087/042002133087/04; заявл. 11.12.2002; опубл. 20.04.2004. -3 с.

14. Строев, Д.А. Влияние неионогенного ПАВ-модификатора оксипав-А.ЗО на дисперсность и устойчивость при хранении катионных битумных эмульсий [Электронный ресурс] / Д.А. Строев, И.В. Мардиросова // Центр развития дорожных технологий. - 2011. - Режим доступа: http://crdtech.ru/index.php/publications/articles/38--30-

15. Абрамзон, А. А. Эмульсии / A.A. Абрамзон. - Л.: Химия, 1972. - 124 с.

16. Карпенко, Ф.В. Битумные эмульсии. Основы физико-химической технологии производства и применения / Ф.В. Карпеко, A.A. Гуреев. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1998. - 192 с.

17. Абдуллин, А.И. Водо-битумные эмульсии / АИ. Абдуллин, Т.Ф. Ганиева, М.Р. Идрисов, Е.А. Емельянычева. - Казань: Изд-во КНИГУ, 2012. -116 с.

18. Emulsion World Congress [Электронный ресурс] / 23-26.09.1997,-Bordaux, France. - Режим доступа: http://www. spidernet.tm./CME97.

19. Грудников, И.Б. Производство нефтяных битумов / И.Б. Грудников. -М.: Химия, 1983. - 192 с.

20. Аветикян, С.М. Влияние природы и концентрации эмульгатора на стабильность водо-битумных эмульсий / С.М. Аветикян, Д.О. Гольдберг // Коллоидный журнал. - 1950. - №6 - С. 401-407

21. Бернштейн, A.B. Физико-химическая механика дисперсных структур / A.B. Бернштейн, Е.М. Нашиванко, М.И. Кучма. - М.: Наука, 1966. - 150 с.

22. Капустин, В.М. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР / В.М. Капустин, С.Г. Кукес, Р.Г. Бертолусини. - М.: Химия, 1995. - 304 с.

23. Технические поверхностно-активные вещества из вторичных ресурсов в дорожном строительстве / И. В. Королев и др. - М.: Транспорт, 1991. - 125 с.

24. Сюняев, З.И. Прикладная физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем / З.И. Сюняев. - М.: МИНХ и ГП им. И.М. Губкина, 1982. - 99 с.

25. Сюняев, З.И. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев, Р.З. Сюняев, Р.З. Сафиева. - М.: Химия, 1990. - 226 с.

26. Сюняев, Р.З. Коллоидные структуры асфальтенов / Р.З. Сюняев, Р.З. Сюняева. - М.: Нефть и газ, 1994. - 49 с.

27. Гуреев, A.A. Технология органических вяжущих материалов / A.A. Гуреев, JIM. Гохман, Л.П. Гилязетдинов. - М.: МИНХ и ГП, 1986. - 112 с.

28. Сюняев, З.И. Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем / З.И. Сюняев. - М.: Химия, 1981. - 89 с.

29. Фукс, Г.И. Проблемы физикохимии контактных взаимодействии / Г.И. Фукс // Исследования по физикохимии контактных взаимодействии. -1971. - №3. - С.3-7.

30. Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.- 170 с.

31. Гун, Р.Б. Нефтяные битумы / Р.Б. Гун - М.: Химия, 1973. - 432с.

32. Руденская, И.М. Реологические свойства битумов / И.М. Руденская, A.B. Руденский. - М.: Высшая школа, 1967.-188 с.

33. Печеный, Б.Г. Физико-химические основы регулирования структурных и фазовых превращений в процессах производства и применения битумов:

автореф. дис. ... докг. техн. наук: 05.17.07 / Б.Г. Печеный. - М., МИНХ и ГП им. И.М. Губкина, 1985. - 48 с.

34. Ребиндер, П.А Высокомолекулярные дисперсные системы / П.А. Ребиндер, И.Н. Влодавец // Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. - М.: Наука, 1978. - С. 61-73.

35. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика / П.А. Ребиндер. - Т.2. - М.: Наука, 1979. - 384 с.

36. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. / П.А. Ребиндер. - М.: Наука, 1978. - 368 с.

37. Волков, М.И. Исследования влияния поверхностно-активных добавок на свойства эмульгированного битума / М.И. Волков, JI.A. Кириллова // Улучшение бшумов добавками высокополимеров, взаимодействие битумов с минеральными материалами, битумные эмульсии. - М., 1971. - Вып. 50. - с. 126 -130. - (Труды Союздорнии).

38. Ковалев, В.М. Технология производства синтетических моющих средств / В.М. Ковалев, Д.С. Петренко. - М.: Химия, 1992. - 272 с.

39. Руане, Ж. Жирные амины, катионные поверхностно-активные вещества / Ж. Руане, К. Бле // Дорожные эмульсии. Энциклопедия в III томах. - Минск.: Евразийская ассоциация дорожных эмульсий. - Т. 3. - С. 38-47.

40. Горнаев, A.A. Строительство и архитектура / A.A. Горнаев. -Новосибирск: Наука, 1972. - 190 с.

41. Плотникова, И. А. Исследование отечественных катионных ПАВ как эмульгаторов / И. А. Плотникова // Исследование и применение дорожных эмульсий. - М.: 1972. - Вып. 57. - С. 5 - 24. - (Тр. Союздорнии).

42. Шенефельд, Н. Неионогенные моющие средства - продукты присоединения окиси этилена. - М.: Химия, 1965. - 488 с.

43. Ланге К. Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение / K.P. Ланге. СПб: Из-во "Профессия", 2007. - 240 с.

44. Фрейдин, А. С. Полимерные водные клеи: учеб. для вузов / А. С. Фрейдин. М.: Химия, 1985. - 144 с.

45. Абрамзон, A.A. Поверхностно-активные вещества / A.A. Абрамзон. -М.: Химия, 1975.-248 с.

46. Griffin, W.C., J.Soc. Cosmetic Chem., (1949), 1, p. 311

47. Griffin, W.C., J.Soc. Cosmetic Chem., (1954), 5, p. 249

48. Davies, J.T., Rideal E.K., Interfacial phenomena, (1963), Academic Press, New York

49. Кучма, М.И. ПАВ в дорожном строительстве / М.И. Кучма. - М.: Транспорт, 1980. - 192 с.

50. Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии / Д.А. Фридрихсберг. - Л.: Химия, 1984. - 368 с.

51. Технические поверхностно-активные вещества из вторичных ресурсов в дорожном строительстве / И. В. Королев и др. - М.: Транспорт, 1991. - 125 с.

52. Костина, З.К. Поверхностно-активные вещества и сырье для них / З.К. Костина // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1980. - №3. - С. 15-17.

53. Ребиндер, П.А. Поверхностно-активные вещества. / П.А. Ребиндер. -М.: Знание, 1961. -46с.

54. Розенберг, Л.Д. Рассказ о неслышимости звука / Л.Д. Розенберг. - М.: Изд. АН СССР, 1961.- 159 с.

55. Кремнев, Л.Я. Новые пути получения высокоустойчивых эмульсий / Л.Я. Кремнев // Л., - 1950. Вып. 17. - с. 96 - 103. - (Труды ЛТИ)

56. Кремнев, Л.Я. О некоторых особенностях эмульгирования структурированных жидкостей / Л.Я. Кремнев, Л. А. Бородина // ДАН СССР. -1960.-№ 2.-с. 131- 136.

57. Коновалов, М.Г. Дорожные эмульсии их приготовление и применение / М.Г. Коновалов, Г.М. Ильяшев. - М.: Изд. Гушосдора, 1938. - 278 с.

58. Эвентов, И.М. Способы эмульгирования битумов / И.М. Эвентов // Исследование битумных эмульсий для строительства автомобильных дорог. -Балашиха., 1970. - Вып. 40. - с. 117 - 128. - (Тр. Союздорнии).

59. Бутт, Ю.М. Вяжущие вещества с поверхностно-активными добавками / Ю.М. Бутт, Т.М. Беркович. - М.: Промстройиздат, 1953. - 247 с.

60. Эвентов, И.М. Эмульсионные машины и установки / И.М. Эвентов, В.В. Назаров. - М. - JL: Машиностроение, 1964. - 144 с.

61. Акустический способ обработки жидкотекучих сред в роторно-пульсационном акустическом аппарате: пат. 2162363 Рос. Федерация: МПК7 В 01 F7/00 / В.М. Фомин, P.C. Агачев и др.; заявитель и патентообладатель В.М. Фомин, P.C. Агачев и др. - № 2000102238/12; заявл. 28.01.2000; опубл. 27.01.2001. -7 с.

62. Кикучи, Е. Ультразвуковые преобразователи / Е. Кикучи. - М.: Мир,

1972. - 424 с.

63. Элышнер, И.Е. Биофизика ультразвука / И.Е. Элышнер. - М.: Наука,

1973.-384 с.

64. Кардашев, Г. А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии / Г. А. Кардашев. - М.: Химия, 1990. - 208 с.

65. Молчанов, Г.И. Ультразвук в фармации / Г.И. Молчанов. - М.: Медицина, 1980

66. Кремнев, Л.Я. Новые пути получения высокоустойчивых эмульсий / Л.Я. Кремнев // Л., - 1950. Вып. 17. - с. 96 - 103. - (Труды ЛТИ).

67. Пынкова Т. И. Ресурсосберегающая и экологически безопасная технология процесса капсулирования твердофазных и жидкофазных продуктов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.17.08 / Т.И. Пынкова. - М., 2014. - С. 21.

68. Колбановская, A.C. Дорожные битумы / A.C. Колбановская, В.В. Михайлов.-М.: Транспорт, 1973.-264 с.

69. Никишина, М.Ф. Выбор нефтяных битумов для производства дорожных эмульсий / М.Ф. Никишина // Пути улучшения свойств асфальтобетонных и других бшумо-минеральных смесей. -М., 1971.-Вып. 44.-С. 160-180.-(Тр. Союздорнии).

70. Никишина, М.Ф. Выбор оптимальных условий приготовления катионных эмульсий в машинах непрерывного действия / М.Ф. Никишина, В.В. Назаров, Г. А. Челухина. - Исследование и применение дорожных эмульсий. - М., 1972. - Вып. 57. - С. 25-37. - (Тр. Союздорнии).

71. Гуреев, A.A. Методы исследования физико-химической механики нефтяных остатков / A.A. Гуреев. - М.: МИНХиГП, 1980. - 48 с.

72. Плетнев, М.Ю. Поверхностно-активные вещества и композиции / М.Ю. Плетнев, E.H. Колесникова, H.A. Глухарева. - М.: ООО «Фирма Клавель», 2002. - 768 с.

73. Гладий, Е.А. Вторичные продукты производства изопрена в качестве модификаторов битумных эмульсий : дис. ... канд. техн. наук: 02.00.13 / Гладий Евгений Александрович. Казань, 2009. - 152 с.

74. Борисов, С.В. Композиционные битумные вяжущие в производстве гидроизоляционных и кровельных материалов : дис. ... канд. техн. наук: 02.00.13 / Борисов Сергей Владимирович. Казань, 2009. - 190 с.

75. Петров, С.М. Модификаторы полифункционального действия для получения окисленных дорожных битумов с улучшенными свойствами : дис. ... канд. техн. наук: 02.00.13 / Петров Сергей Михайлович. Казань, 2009. - 187 с.

76. ГОСТ Р 55422-2013 Дороги автомобильные общего пользования. Эмульсии битумные дорожные катионные. Метод определения скорости распада. - М.: Росстандарт, 2013. - 14 с.

77. ГОСТ Р 52128-2003. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. - М.: Госстрой России, 2003. - 22 с.

78. Абдуллин, АИ. Битумные вяжущие / АИ. Абдуллин, Е.А Емельянычева, Т.Ф. Ганиева, М.Р. Идрисов. - Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. - 100 с.

79. Айропетов, Г.А. Строительные материалы / Г.А. Айрапетов, Г.В. Несветов. Ростов н/Д: Феникс, 2004. - 608 с.

80. Курс коллоидной химии [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.А. Волков. - Электрон, текстовые дан. - М, 2001.

81. Сверхстабильные водо-битумные эмульсии [Электронный ресурс] / М.Р. Идрисов, А.И. Абдуллин/ - Российская академия естествознания, 2012. -URL: http://www.rae.ru/forum2012/15/2429

82. Идрисов, М.Р. Разработка рецептур медленнораспадающихся водо-битумных эмульсий для холодных литых асфальтобетонов / М.Р. Идрисов, А.И. Абдуллин // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2012. - № 9. - С. 34-37

83. Идрисов, М.Р. Влияние природы битума на стабильность водо-битумных эмульсий на основе проксанолов / М.Р. Идрисов, А.И. Абдуллин // Вестник Казанского гос. технол. ун-та. - 2012. - № 3. - С. 134-138

84. Никишина, М.Ф. Выбор оптимальных условий приготовления катионных эмульсий в машинах непрерывного действия / М.Ф. Никишина, В.В. Назаров, Г. А. Челухина // Исследование и применение дорожных эмульсий. - М., 1972. - Вып. 57. - С. 25-37. - (Тр. Союздорнии).

85. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. - М.: Химия, 1975.- 512 с.

86. ГОСТ Р 52029-2003 Вода. Единица жесткости. - М.: Госстандарт России, 2003. - 4 с.

87. Ультразвуковой ингалятор [Текст]: пат. 2070062 Российская Федерация: МПК6 А61М15/02, А61М11/00 / Хмелев В.Н., Гавинский Ю.В., Котов Б.С.; заявитель и патентообладатель Котов Борис Степанович; Хмелев Владимир Николаевич; Гавинский Юрий Витальевич. - № 93021377/14; заявл. 20.04.93; опубл. 10.12.96, Бюл. № 15. -4 е.: ил.

88. Ниппер, Д. Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами / Д. Ниппер. - М.: Мир, 1986. - 488 с

89. Адгезионная добавка к битуму для повышения сцепления с кислыми горными породами [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http : //www. ntpo. com/patents_building_materials/building_materials_ 1 /buildingmateri als_2. shtml, свободный.

90. Brule В. Liants modifies par des polymeres pour enduits et enrobes spéciaux // Rapp. Lab. Min. urban, logem. ettranp. ser. Phys. et chem. - 1986. - № 12. - P. 5-58.

91. Грудников, И.Б. Производство нефтяных битумов / И.Б. Грудников. -М.: Химия, 1983. - 192 с.

92. Кемалов, Р. А. Получение окисленных битумов на основе модифицированного гудрона / Р. А. Кемалов, С. М. Петров, А. Ф. Кемалов, // Нефтепереработка и нефтехимия, 2008. -№ 7. - С. 21

93. Кортянович K.B. Диэлектрическая проницаемость как показатель, характеризующий адгезионные свойства битумов / К.В. Кортянович, Н.Г. Евдокимова, Б.С. Жирнов // Нефтегазовое дело. - 2006. Т. 4, №1. - С. 1-9.

94. Абдуллин А. И. Оценка адгезии битума к минеральному материалу в асфальтобетоне на основе его смачивающих свойств / А.И. Абдуллин, Е.А. Емельянычева, И.Н. Дияров // Вестник Казанского технологического университета. - 2009. - ч.2. - С. 256-259.

95. Поконова, Ю.В. Нефтяные битумы / Ю.В. Поконова. - СПб.: Санкт-Петербургская издательская компания «Синтез», 2005,- 154с.

96. Глозман, Е.П. Исследование изменений качества и группового состава битумов непрерывного и периодического окисления. / Е.П. Глозман, P.C. Ахметова // ХТТМ. - 1969. - № 6. - С. 23-26.

97. Колбановская, А.С Химический состав и свойства дорожных битумов. / A.C. Колбановская, O.K. Головкина //ХТТМ. - 1962. - № 2. - С. 31-36.

98. Беллами, JI. Инфракрасные спектры сложных молекул / J1. Беллами. -М., 1963.

99. Кемалов, А.Ф. Интенсификация производства окисленных битумов и модифицированные битумные материалы на их основе: дисс. докт. техн. наук: 02.00.13 / А.Ф. Кемалов. - Казань, 2005, 363 с.

100 Борисенко, О. А. Битумоминеральные композиции, модифицированные отсевами дробления керамзита для асфальтовых материалов с повышенными термостабильностью и трещиностойкостъю: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / O.A. Борисенко. - Воронеж: ВГАСУ, 2008. -23 с.

Приложение А (Акты промышленных испытаний)

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер ООО «Чистопольский Авташи

Автодор»

АКТ

О ПРОВЕДЕНИИ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

В период со 2 по 11 сентября 2013 года на участках дороги Чистополь -

Аксубаево - Нурлат, км 20+300 - км 20+850 проводилась укладка дорожного

I

покрытия с применением плотных эмульсионно-минеральных смесей на основе водо-битумных эмульсий. Составы эмульсий были разработаны на

кафедре химической технологии переработки нефти и газа (ХТПНГ)

1

Казанского Национального Исследовательского Технологического Университета (КНЙТУ) при непосредственном участии аспиранта кафедры ХТПНГ Идрисова М.Р.

Строительство дорожного полотна производился методике: плотные эмульсионно-минеральные смеси приготавливались в смесителе, предназначенных для приготовления холодных смесей с принудительным.перемешиванием периодического действия, оборудованных

по следующей

дозирующими устройствами для всех компонентов смеси.[Для уплотнения смеси применяли катки HAMM. Сама медленнораспадающаяся эмульсия приготавливалась по следующей рецептуре (мае. %): битум J- 60, эмульгатор - 0,1, кислота -1,0, проксанол - 2,0, вода - 36,9. Поверхностную обработку на покрытии из плотных эмульсионно-минеральных смесей осуществляли после его формирования, через 5 суток при сухой теплой погоде с использованием

водо-битумной эмульсии следующего состава (мае. %); битум - 50, эмульгатор - ОД, кислота - 0,1, проксанол - 0,8, вода - 49,01

В соответствии с требованиями после укладки была взята вырубка для проведения лабораторных испытаний. Результата испытаний асфальтобетонных образцов из покрытия представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Зерновой состав минеральной части смеси (методом выжигания вяжущего)

Размер сиг, мм 40 20 15 10 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,16 0,071

По результатам испытания вырубки *

Прошло через с;:то, % 100 100 98,2 73,0 53,9 46,9 40,4 35,6 24,9 11,9 7,3

По требованию стандарта для холодного асфальтобетона типа Бх

По ГОСТ 91282009 90100 90100 85100 70100 5060 3346 2138 1530, 1022 916 8-12

|

Таблица 2 - Физико-механические показатели асфальтобетона

№ п/п 1 Предел прочности при сжатии(МПа) Пористость, % Остаточная пористость, % ]Водонасыщ ение, %, по | объему 1 Сложив аемость

К-сух^О "С & вод. 20 *С Ягох после дополнительного водонасыщения

Результаты испытаний образцов из покрытия до прогрева

1 2,80 2,30 1,50 10 7,8 7,5 9

2 3,10 2,10 1,50 11,2 8,6 1 6,9 9

3 2,90 2,10 1,60 9,8 8,3 7,2 8

По ГОСТ 91282009 Не менее 1,5 МПа Не менее 1,1 МПа Не менее 0,8 МПа Не более 18 6-10 ! 5-9 ( Не более 10

Результаты испытаний об разцов из покрытия после прогрева

1 3,60 3,20 2,40 11 7,2 1 7,9 8

2 3,40 3,10 2,46 12,5 8,1 1 7,2 9

3 3,50 3,30 2.60 11,5 „ 7,5 7.3 8

По гост 91282009 Не менее 1,8 МПа Не менее 1,6 МПа Не менее 1,3 МПа Не более 18 6-10 > 5-9 ! Не более 10

Результаты испытаний показали, битумных эмульсий позволяет получать пределы прочности которых примерно в

что использование данных водо-холодные смеси и асфальтобетоны, 1,5-2 раза превышают аналогичные

требования ГОСТ 9128-2009, что в свою очередь может положительно сказаться на качество дорожного полотна. )

Использование представленных выше составов) водо-битумных

1

эмульсий позволяет: j

- сократить расход вяжущего материала на 13-15%;

t

- упростить дозировка эмульсии за счет меньшей узкости;

- улучшить показатель адгезии пленки битумного вяжущего к поверхности каменного материала (до 99% поверхности щебня покрыто битумной плёнкой).

Все вышеописанные преимущества приводят к тому, что физико-механические свойства образцов, отобранных из покрытия, превосходят требования СНиП 3.06.03-85.

Проведенный 6 марта 2014 года осмотр дорожного| полотна показал отсутствие каких-либо повреждений. j

Проведенные испытания свидетельствуют, что плотные эмульсионно-минеральные смеси для устройства дорожного покрытия с использованием

разработанных водо-битумных эмульсий могут быть использованы для

|

|

Сайфуляин P.P.

!

!

Зверева С. А.

I

j

i

Абдуллин А.И.

I

Ндрисов М.Р.

i

I t

строительства качественного дорожного полотна.

Главный инженер ООО «Чистопольский Автодор» Техник-лаборант дорожной лаборатории ООО «Чистопольский Автодор»

к т.н., доцент кафедры ХТПНГ КНИТУ

аспирант кафедры ХТПНГ КНИТУ

УТВЕРЖДАЮ:

О ПРОВЕДЕНИИ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ВОДОБИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В ЛБЗ

В период с « 16 » сентября 2013г. по « 19__» сентября 2013г. на Рогачевском шоссе Дмитровского района Московской области в районе д. Удино проводилось приготовление плотных эмульсионно-минеральных смесей для устройства дорожного покрытия (на расстоянии 2км 150м) с использованием водо-битумных эмульсий полученных на битумно-

s

эмульсионной установке с производительностью 5т/ч. Составы эмульсий были разработаны на кафедре химической технологии переработки нефти и газа (ХТПНГ) Казанского Национального Исследовательского Технологического Университета (КНИТУ) при непосредственном участии аспиранта кафедры ХТПНГ Идрисова М.Р.

i

Строительство дорожного полотна производился согласно пособию по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03-85): плотные эмульсионно-минеральные смеси приготавливались в смесителе, предназначенных для приготовления холодных смесей с

принудительным перемешиванием периодического действия, оборудованных

* i

дозирующими устройствами для всех компонентов смеси. Для уплотнения смеси применяли катки HAMM. Сама медленнораспадфощаяся эмульсия приготавливалась по следующей рецептуре (мае. %) : битум - 60, эмульгатор - 0,1, кислота -1,0, проксанол - 2, вода - 36,9. Поверхностную обработку на покрытии из плотных эмульсионно-минеральных смесей осуществляли после

его формирования, через 5 суток при сухой теплой погоде ;с использованием водо-битумной эмульсии следующего состава (мае. %): битум - 50, эмульгатор - 0,1, кислота - 0,1, проксанол - 0,8, вода - 49,01.

В соответствии с требованиями после укладки была взята вырубка для проведения лабораторных испытаний. Результаты испытаний асфальтобетонных образцов из покрытия представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Свойства плотных щебеночных смесей

Наименование показателей Норма для образцов из плотных смесей Результаты испытаний переформованных образцов 1

плотных 1 ! 2 3

Водонасыщение в вакууме, % по объему, не более 4,5 2,20 ¡2,12 2,08

Набухание, % по объему, не более 2 1,02 , 1,05 0,94

Предел прочности при сжатии, МПа при 20 °С, не менее 1,2 2,60 | 2,78 1 2,84

Коэффициент водостойкости, не менее 0,8 1,00 ' 1,01 1,01

Коэффициент длительной водостойкости, не менее 0,7 1,04 ! 1,04 ! 1,05

Результаты испытаний показали, что использование данных водо-битумные эмульсии имеют преимущества по сравнению (с использованием литого асфальтобетона, в частности:

- Расход вяжущего сократился на 17%; |

- Упростился розлив и дозировка вяжущего за счет меньшей вязкости эмульсий;

- Улучшилась адгезии вяжущего к поверхности Асфальтобетона (до 99% поверхности щебня покрыто битумной плёнкой)!.

Все вышеописанные преимущества приводят к тому, что физико-механические свойства образцов, отобранных из покрытия, превосходят требования СНиП 3.06.03-85. I

Проведенный « 19 » марта 2014г. осмотр показал (отсутствие каких-либо повреждений полотна. '

Проведенные испытания показали, что плотные эмульсионно

с использованием

минеральные смеси для устройства дорожного покрытия разработанных водо-битумных эмульсий могут быть использованы для строительства качественного дорожного полотна.

Научный

От КНИТУ: руководитель,

К.Т.Н.,

доцент кафедры ХТПНГ

_А.И. Абдуллин

аспи [/ант/кафедры ХТПНГ

м

А

М.Р. Идрисов

От АБЗ: Главный инженер