Регулирование процессов структурообразования и свойств дорожных битумов добавками дивинил-стирольных термоэластопластов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.00.00, кандидат наук Гохман, Леонид Моисеевич

• Гохман, Леонид Моисеевич
• кандидат наук
• 1974

Оглавление диссертации кандидат наук Гохман, Леонид Моисеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАМ I. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

§ I. Цель работы и задачи исследований

§ 2. Применяемые полимерные добавки, свойства полимерно-би-

тумных композиций и опыт их применения

§ 3» Представления о структуре полимерно-битумных композиций #

§ Выбор класса полимера

§ 5. Выбор технологического способа приготовления полимерно-

битумной КОМПОЗИЦИИ

ГЛАВА 2, МАТЕРИАЛЫ,ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ, И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

§ I. Химический состав и стандартные свойства битумов

§ 2. Физико-механические свойстве и структура дивинилетироль-

ных термоэластопластов (ДСТ;

§ 3. Гранулометрические составы асфальтобетонной смеси и исходных минеральных материалов

§ Приборы и методы для оценки свойств, методика приготовления образцов

а) Испытания в условиях простого сдвига

б) Испытания в условиях изгиба

в) Определение акустических характеристик асфальтобетона №

г) Испытания в условиях чистого сдвига

д) Определение уплотняемости асфальтобетонных смесей 57 ГЛАВА 3. СТРУКТУР00БРА30ВАНИЕ В БИТУМАХ ПРИ ВВЕДЕНИИ ДСТ

§ 1« Исследование реологических свойств ПБВ в статическом режиме деформирования

§ 2. Исследование влияния концентрации ДСТ на реологические

свойства ПБВ

§ 3. Представление о структуре ПБВ в зависимости от типа исходного битума

Выводы

ГЛАВА fr. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНО-БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО

§ I. Исследование реологических свойств ПБВ при динамическом режиме нагружения в диапазоне эксплуатационных температур

от структурного типа исходного битума

§ 3. Прочность сцепления ПБВ с поверхностью минеральных материалов

§ Старение йЪа

§ 5. Влияние углеводородного состава растворителя на свойства ПВВ

Выводы

ГЛАВА ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЕВ

§ I. Исследование влияния молекулярного веса ДСТ и содержаний связанного стирола на свойства ПБВ

§ 2. Сопоставление свойств ПЕВ, полученных разными способами § 3. Режимы приготовления ПБВ и асфальтобетона на его основе iW

§ Разработка требований к ПЕВ

Выводы

ГЛАВА 6. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНА НА ОСНОВЕ ПБВ

§ I. Деформационная устойчивость асфальтобетона с применением ПЕВ в диапазоне эксплуатационных температур

§ 2. Уплотняемость асфальтобетонных смесей с применением ПЕВ § 3. Водо- и морозоустойчивость асфальтобетона с применением пкв

§ 4. Старение асфальтобетона с применением ПБВ

§ 5. Фрикционные свойства песчаного асфальтобетона с применением ПЕВ

Выводы

ГЛАВА 7. ОПЫТНЫЕ РАБОТЫ

ШВА 8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ПЕВ ю5

Общие выводы

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Регулирование процессов структурообразования и свойств дорожных битумов добавками дивинил-стирольных термоэластопластов»

ВВЕДЕНИЕ

Рост грузонапряженности и интенсивности движения автомобилей на дорогах нашей страны обусловливает повышенные динамические воздействия на покрытия автомобильных дорог, в том числе на асфальтобетонные. Это предъявляет повышенные требования к асфальтобетонным покрытиям в отношении деформационной устойчивости во всем диапазоне эксплуатационных температур (устойчивости против образования трещин-при отрицательных, волн и сдвигов-при положительных температурах), а также динамической устойчивости.

Одним из способов выполнения этих требований может служить повышение деформационной устойчивости битумов во всем диапазоне, как положительных, так и отрицательных эксплуатационных температур. Для этого необходимо так изменить структуру битума, чтобы он обладал способностью развивать высокоэластические деформации. Это мажет быть достигнуто введением в битум добавок полимеров.

Условия работы дорожных битумов в покрытии, а также некоторые теоретические положения о структуре битумов и полимеров позволили сформулировать требования к классу полимеров.

Предъявленным требованиям удовлетворяют термоэластопласты. Это новый класс полимеров, которые сочетают в себе одновременно высокую прочность, присущую пластмассам,до ф80°С и эластичность, свойственную эластомерам,до -80°С. Из этого класса полимеров выбраны дивинил-стироль ные термоэластопласты (ДСТ).

Б результате введения ДСТ, растворенного в углеводородных фракциях нефти, в битум, нагретый до 90-П0°С, был получен качественно новый вяжущий материал - полимерно-битумное вяжущее^(ПБВ), отличающийся от битумов способностью развивать высокоэластические деформации.

Исследования свойств ПЕВ, содержащих ДСТ с 30,40,50% связанного

^ *' Г---7Т' с

стирола, различных молекулярных весов в диапазоне от 4»10 . до 2,5*10 позволили выбрать оптимальный тип дСх, который содержит 30^ стирола, средний молекулярный вес дот около 9.Ю4. и результате этих исследований совместно с воронежским филиалом ШИйСК составлены технические ус-

ловия на ДСТ-30 для дорожного строительства (ТУ 384013-72).

Вопросу улучшения свойств битумов добавками различных полимеров посвящены многочисленные работы, как в СССР, так и за рубежом. В связи с тем, что в этих работах недостаточное внимание уделено структуре битумов,существуют крайне противоречивые мнения о влиянии природы нефти, технологии получения битумов и свойств полимеров на свойства полимерно-битумных композиций и их структуру. Однако во всех случаях подчеркивается, что свойства битума оказывают существенное влияние на свойства этих композиций.

Исследования А.С.Колбановской с сотрудниками показали, что нефтяные дорожные битумы, независимо от природы нефти и технологии их получения по своей структуре могут быть трех типов - в I типе имеется непрерывный каркас из асфальтенов, во П - этот каркас отсутствует, Ш тип представляет собой промежуточную структуру. Учет структурных особенностей битумов позволяет на единой основе регулировать процессы структу-рообразования и свойства битумов путем введения различных добавок, в том числе и полимеров, что является задачей данной работы.

В результате исследования процессов структуройбразования при введении ДСТ в битумы трех типов дисперсной структуры были определены оптимальные содержания ДСТ в каждом случае и составлены представления о ... структуре ПБВ в зависимости от типа битума. Для битумов 1,11 и П типов дисперсной структуры оптимальное содержание ДСТ составляет соответственно около 1%; 2-2,556;^около 3,5^. Структура ПБВ определяется наличием пространственной структурной сетки макромолекул ДСТ и типом дисперсной структуры битума, а битумах I и Ш типов сетка ДСТ развивается в межкаркасной среде, при этом коагуляционный каркас из асфальтенов действует на сетку ДСт как дополнительные сшивки, препятствуя развитию эластических деформаций. В оитумах и типа сетка дСТ играет доминирующую роль л системе.

Тип дисперсной структуры битума оказывает решающее влияние на структуру и свойства ПБВ. При одном и том же содержании ДСТ в битумах разных типов получаются ПБВ, резко отличающиеся по эластичности. Для

оценки абсолютной величины эластичности ПЕВ предложен показатель $лас-

йсследование реологических свойств ПЕВ, приготовленных на основе битумов трех типов с оптимальным содержанием ДСТ, в диапазоне эксплуатационных температур (от -50°С до +80°С) показало, что наиболее целесообразно готовить ПЕВ на основе битумов Ш типа. Это позволяет повысить деформационную устойчивость битума как в диапазоне отрицательных, так и положительных температур - переход в хрупкое состояние смещается в область более низких отрицательных температур, а в вязкое-в область более высоких положительных температур, что соответствует задаче, поставленной в данной работе.

Анализ полученных данных показывает, что влияние сетки ДСТ наиболее эффективно в системах со слабо структурированной смолами дисперсионной средой без коагуляционного каркаса из асфальтенов, что является теоретической основой получения ношх вяжущих, превосходящих по своим свойствам ПЕВ. Это позволяет обоснованно регулировать свойства ПБВ не только содержанием ДСТ, но и изменением группового химического состава битума или соответствующей фракции нефти.

Этот вывод также объясняет значительное улучшение качества остаточных битумов при введении добавок ДСТ. В настоящее время это имеет большое практическое значение в связи с недостатком качественных дорожных битумов в стране, так как позволяет предполагать значительное увеличение ассортимента дорожных битумов за счет применения остаточных, не удовлетворяющих требованиям,предъявляемым к дорожным битумам.

Однако в связи с тем, что наиболее целесообразно, с точки зрения поставленной задачи, вводить ДСТ в битумы Ш типа, они рекомендованы для приготовления ПБВ и с ними проведений дальнейшие исследования.

Для того, чтобы регламентировать получение оптимальной структуры НЕБ на производстве и обеспечить контроль его качества, предложен комплекс условных характеристик, представляющий технические требования к ПБВ. Наряду с принятыми для битумов услг ен

тичности К .

новый условный показатель - эластичность

скво, присущее при данных условиях испытания только ПЕВ - способность к высокоэластическим деформациям. Техническим требованиям удовлетворяют ПЕВ, полученные с применением в качестве растворителя ДСТ, как в основном ароматических (сольвент, ксилол), так и парафино-нафтено-вых углеводородов (бензин, дизтопливо, керосин). Этим требованиям не удовлетворяют ПЕВ, содержащие ДСТ меньше оптимального количества, неоднородные ПЕВ и ПЕВ, полученные без применения растворителя.

ПЕВ по сравнению с исходным битумом отличаются более ярко выраженными тиксотропными свойствами, что позволяет повысить удобоуклады-ваемость и уплотняемость асфальтобетонной смеси и несколько изменить поровую структуру асфальтобетона - повысить содержание замкнутых пор в материале.

В результате исследований реологических свойств асфальтобетона с применением ПЕВ (в статическом и динамическом режимах деформирования) в диапазоне эксплуатационных температур показано, что повышается прочность, теплоустойчивость, упругость асфальтобетона при положительных температурах по сравнению с применением вязкого битума и, одновременно, деформативность при отрицательных температурах по сравнению с применением разжиженного битума. Модуль упругости асфальтобетона с применением ПЕь при -20°Св пять раз меньше по сравнению с применением исходного вязкого битума, а при 40°С - в 1,5 рэза больше. Исследование водо- и морозостойкости показало, что асфальтобетон с применением ПБй отличается повышенной устойчивостью к старению, повышенной во-до- и морозоустойчивостью по сравнению с применением битумов.

ПЕВ относится к классу разжиженных вяжущих, а асфальтобетонные смеси о его применением по режимам приготовления, укладки и уплотне-ния-к теплым. Асфальтобетонные смеси с применением ПЕВ отличаются повышенной уплотняемостью по сравнению со смесями на разжиженных битумах, а асфальтобетон удовлетворяет всем требованиям,,предъявляемым к горячему асфальтобетону по ГОСТ 9128-67.

В период 1968-1971 гг. проведено широкое опытное строительство участков покрытий автомобильных дорог с применением ПБВ в различных

климатических зонах страны, на объектах Главдорстроя Минтрансстроя

СССР, Министерства строительства и эксплуатации автомобильных дорог РСФСР, Минавтодорэ Казахской ССР (6 районах городов: Мурманск, Бели-кие Луки, Ногинск, Электросталь, Краснодар, Алма-Ата). ПББ применяли для приготовления асфальтобетонов типа "А", "Г", "Д" в соответствии с ГОСТ 9123-67, а также песчаного битумоминерального материала. Построено 10 опытных участков общей протяженностью около 9 км (при ширине 7 м).

Опытные работы показали, что асфальтобетонные смеси с примешни-ем ПБВ хорошо распределяются укладником при 50-60°Си укатываются при 30-40°, сохраняют удобообрабатываемость при транспортировке в течение длительного времяни (7 часов). Устраивать покрытия с применением ПБВ можно при температурах воздуха до минус Ю°С.Применение ПБВ позволяет повысить производительность асфальт обе тонных заводов в результате снижения температуры нагрева материалов, удлинить строительный сезон, уменьшить расход битума.

Результаты обследования опытных участков дорожных покрытий из песчаного асфальтобетона с применением ПБВ показали, что они характеризуются более высоким сцеплением колеса автомобиля с покрытием, чем построенные с применением битума. Все опытные участки по с ле^3-б_лет ^ эксплуатации находятся в хорошем и удовлетворительном состоянии. В условиях с тяжелым интенсивным движением (до 7 тыс.автомобилей в сутки; после 2-3 лет эксплуатации трещин на покрытии с применением ПБВ в 2-3 раза меньше, чем нё^сТодным битумом.Повышенная деформационная устойчивость, морозостойкость и динамическая устойчивость асфальтобетона позволяют предполагать повышение долговечности дорожных покрытий за счет применения ПБВ на основе ДСТ.

В мае 1972 г. Государственная приемочная комиссия рекомендовала широкое применение ПБВ во всех климатических зонах. Союздорнии выпущены "Методические рекомендации по приготовлению и применению ПБВ (на основе ДСТ) при строительстве асфальтобетонных покрытий".

В 1973 г. начато внздрение ПБВ в тресте "ЮждорстроЙ" и продолжа-

ется б двух строительных управлениях треста (г.Усть-Лабинск и станица Каневская). Намечено внедрение ПБВ еще в двух строительных управлениях этого треста (гг.Кореновск и Тихорецк).

В 1974 г, начато внедрение ПБВ (на основе ДСТ) в тресте "Каз-дорстрой" (г.Азнакаево). в тресте "Латавдормост" изготовлено оборудование для приготовления ПБВ и намечен его монтаж в строительном управлении № 5 (г.Тукуме).

Союздорнии выпущены "Методические рекомендации по выбору битумов для строительства дорожных одежд в различных климатических условиях" (1974 г.), где ПБВ (на основе ДСТ) рекомендуется применять во всех кли-матических|зонах.

В последние годы успешно проверена целесообразность применения ПБВ (на основе ДСТ) для аэродромных покрытий Министерством Гражданской авиации. В результате научно-исследовательским институтом "Аэро-проект" совместно с Союздорнии подготовлены "Рекомендации по повышению эксплуатационной надежности асфальтобетонных аэродромных покрытий" (1974 г.;.

Начато внедрение ПЕв (на основе дСТ; для асфальтооетонных облицовок гидротехнических сооружений под методическим руководством ьНИИГ им.Веденеева. I ^

Настоящая работа выполнзна в лаборатории органических вяжущйх материалов отдела черных покрытий Союздорнии под повседневным, неу|стйн-ным руководством доктора технических наук А.и.Колбановскои. с

Выражаю олагидарность за помощь оказанную мне на разных этапах проведения представленной работы доктору технических наук, профессору В.В.Михайлову, доктору технических наук, профессору Л.Б.Гезенцвею, кандидатам технических наук А.В.Руденскому, Г.М.Толстопятову, кандидату физико-математических наук О.Ю.Сабсаю. Экспериментальная часть работы выполнена при участии лаборанта Н.Г.Прусаковой.

ГЛАВА I. ЦЕЛЬ й ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В данной главе изложены теоретические предпосылки работы, основан ные на современных представлениях о структуре битумов и полимеров.Сфор мулированы требования к классу полимеров, исходя из теоретической пред посылки работы, условий работы битума в дорожном покрытии и технологии их устройства. Дано обоснование технологии введении добавки полимера в битум. Часть главы посвящена критическому обзору литературных данных по вопросу улучшения свойств битумов добавками полимеров, опыту применения полученных композиций и технологии ж получения.

§ X. Цель работы и задачи исследований

Повышение грузонапряэкениости и интенсивности движения на современ ных автомагистралях обусловливает высокие динамические воздействия на дорожные покрытия, что предъявляет повышенные требования к асфальтобетону в отношении деформационной устойчивости.

Одним из путей получения асфальтобетона, удовлетворяющего предъяв ленным к нему требованиям, может быть использование битумов с повышенной деформационной устойчивостью во всем диапазоне эксплуатационных температур. Необходимо расширить температурный диапазон, в котором битум находится в рабочем состоянии, как в области отрицательных, так и в области положительных эксплуатационных температур, повысить его динамическую устойчивость. Это является практической задачей, основной целью данной работы и развитием работ, проведенных под руководством А.С.Колбановской и а.В.Михайлова в Союздорнии /I/.

для выполнения поставленной задачи необходимо так изменить структуру битума, чтобы он обладал способностью развивать высокоэлзстичес-кие деформации. Это может быть достигнуто введением в битум полимеров.

Вопросу улучшения свойств битумов добавками различных полимеров посвящены многочисленные работы, как в СССР, так и за рубежом - Н.В.Ми хайлова, Г.И.Горшениной, А.А.Козловской, А.И.Лысихиной, И.А.Рыбьева, Н.В.Горелышева, И.А.ДибровоЙ, С.Н.Попченко, Н.В.Стабникова, А.Н.Киси-ной, Д.Д.Сурмели, Н.Н.Сониной, О.А.КрасновскоЙ, Н.Ф.НикишиноЙ и Б.А.За харова, В.Л.Лаврухина, Фола и Бойла, Вуда, Вальтера, Томпсона, Нейвель

12.

да, Байты и Шлер, Эссера, Экхарда, Вердермеера, Гундермана, Вильдбоера и Смита, Льюиса и Уэлборна и др.

Анализ литературных данных показывает, что существуют крайне противоречивые мнения о влиянии природы нефти, технологии получения битумов и свойств полимеров на свойства полимерно-битумных композиций и их структуру. Это объясняется тем, что недостаточное внимание было уделено структуре битумов. Однако во всех случаях подчеркивается, что свойства битума оказывают существенное влияние на свойства этих композиций.

Исследования А.С.Колбановской с сотрудниками показали, что нефтяные дорожные битумы, независимо от природы нефти и технологии их получения по своей структуре могут быть трех типов - в I типе имеется непрерывный каркас из эсфальтенов, во П типе этот каркас отсутствует, Ш тип представляет собой промежуточную структуру. Учет структурных особенностей битумов позволяет на единой основе регулировать процессы структурообразования и свойства оитумов путем введения различных дооа-вок, в том числе и полимеров, что является задачей данной работы, поэтому для исследования выбраны битумы трех типов.

Улучшение свойств битумов и типа, не удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к дорожным оитуыам,имеет самостоятельное большое практические значение, особенно в настоящее время, в связи с дефицитом дорожных битумов. Поэтому в данной работе наряду с основной задачей должно быть уделено внимание и этому вопросу.

Из существующих представлений о структуре полимерно-битумных композиций наиболее правильным представляется мнение о них, как о системах, в которых полимер при определенном содержании в системе образует пространственные структурные сетки. Это положение хорошо согласуется с современными взглядами на процессы структурообразования в растворах полимеров.

Исследования А.С.Колбановской показали, что свойства битумов в диапазоне эксплуатационных температур определяются их дисперсной структурой и в первую очередь пространственным коагуляционным каркасом из ас-фальтенов.

Основной теоретической предпосылкой данной работы является ооздание

в битуме иной пространственной структурной сетки, для обеспечения работоспособности вяжущего в тех условиях, где коагуляционный каркас ®же не работает или отсутствует в битуме (битум П типа}. Можно предполагать, что содержание полимера, при котором он образует пространственную сетку в битуме будет определяться способностью макромолекул полимера к ассоциации, при этом прочность сетки определяется причнистью связей в узле сетки и количеством узлов, а эластичность - гибкостью цепей между узлами сетки.

Отмеченное выше позволяет сформулировать общую теоретическую задачу направленного структурообразования в нефтяных битумах путем введения добавок полимеров как исследование процессов структурообразования в нефтяных битумах разной дисперсной структуры при введении полимеров различной природы. Решение этой задачи требует исследования в качестве добавок к битумам огромного количества полимеров, макромолекулы которых характеризуются различной гибкостью, строением, способностью к ассоциации, наличием различных функциональных групп.

В данной работе предпринята попытка решить частный теоретический];

1

вопрос, что является необходимым для выполнения поставленной практичен ской задачи, который формулируется следующим образом: исследование процессов структурообразования в нефтяных дорожных битумах разных дисперсных структур при введении выбранного полимера.

Практическая задача работы и предложенная для ее решения гипотеза определяют следующие задачи исследований. Несмотря на многообразие полимеров, опробованных в качестве добавок в битумы, отсутствие в большинстве случаев сведений о структуре битумов, отсутствие единого комплекса показателей для оценки свойств полимерно-битумных композиций не позволяет по имеющимся в литературе данным выбрать наиболее целесообразный полимер для добавки в битум. Поэтому одной из задач данной работы должен быть выбор полимера. Выбор полимера может быть обусловлен поставленной практической задачей, условиями работы битума в дорожных покрытиях, технологией их устройства, а также научной предпосылкой работы.

в связи с тем, что основная предпосылка работы - образование пространственной структурной сетки полимера в битуме, главная задача исследований - определить содержания полимера в битумах разных типов^ при которых он образует сетку во всем пространстве. Для этого необходимо исследовать процессы отдо^урииоразования в битумах трех типов структуры при введении выбранного полимера. Результаты этих исследований позволят составить представления о структуре полученных композиций. Эти исследования наиболее целесообразно проводить методом "структурной реологии", предложенным и обоснованным академиком П.А.Ребиндером для описания структуры и свойств дисперсных систем. Этот метод был успешно применен А.С.КолбановскоЙ для исследования процессов структурообразо-вания в нефтяных дорожных битумах, а ранее ей же и другими сотрудниками П.А.Ребиндера для исследования структуры и свойств растворов каучуков. 3 настоящее время исследование реологических свойств для описания структуры полимеров успешно развивается в работах Г.В.Виноградова с сотрудниками,РТБартенева с сотрудниками и др. и признано во всем мире, как метод оценки структуры полимеров и других материалов.

В связи с тем, что основная задача работы - придать битуму элас- I тичность, необходимо разработать метод количественной оценки эластич- : ности исследуемых систем. Для этого необходимо учесть все факторы, которые обусловливают эластичность.

важной задачей исследований является определение типа битума, в } который наиболее целесообразно вводить полимер. Для этого необходимо сопоставить поведение полимерно-битумных композиций, приготовленных на основе битумов трех типов с оптимальным содержанием полимера, во всем диапазоне эксплуатационных температур, определить границы перехода из одного реологического состояния в другое. При этом необходимо принимать во внимание в какой области эксплуатационных температур и как сильно влияет сетка полимера на свойства битума. Исследования целесообразно провести в наиболее жестких условиях испытаний - в условиях динамических воздействий по часто—-те приложения нагрузки близких к реальным.

Для того, чтобы рекомендовать полимерно-битумную композицию для внедрения,необходимо, чтобы пространственная сетка полимера была обратима при воздействии реальных температур и напряжений, возможных при приготовлении асфальтобетонной смеси на ее основе. Поэтому важно определить тиксотропные свойства полученной композиции.

Условия работы вяжущего в дорожном покрытии определяют еще две важные задачи исследования полученной композиции: прочность сцепления полимерно-битумной композиции с поверхностью минеральных материалов при воздействии воды и устойчивость к факторам, вызывающим старение.

Анализ литературных данных показывает, что полимер вводят в битум различными способами в зависимости от состояния полимера (твердый, латекс, раствор), битума (расплав, эмульсия) и наличия отвердителя. Выбор технологического способа объединения полимера с битумом, а следовательно состояния полимера и битума (расплав, дисперсия, эмульсия, раствор) определяет структуру полученной композиции, ее свойства. Поэтому весьма важной задачей работы представляется выбор способа объединения полимера с битумом. Выбор способа может быть осуществлен на основе анализа имеющихся литературных данных. Критерием должно служить получение наиболее однородной композиции в течении минимального времени с наибот лее эффективным использованием полимера, а также с учетом теоретической предпосылки работы и условий работы асфальтобетонного завода.

Полимерно-битумную композицию предполагается использовать в первую очередь как вяжущее для асфальтобетона, где оно будет работать в тонких пленках, поэтому весьма важно исследовать физико-механические свойства асфальтобетона, приготовленного на основе полученной композиции. Так как свойства песчаного асфальтобетона в наибольшей степени определяются свойствами вяжущего, то именно его необходимо выбрать для исследований. Предстоит исследовать деформационную устойчивость асфальтобетона с применением полимерно-битумной композиции в диапазоне эксплуатационных температур, особенно в условиях динамических воздействий, старение, водо- и морозостойкость, уплотняемость асфальтобетонных смесей с применением этой композиции.

Таким образом к задачам исследования относятся: выбор полимера; определение оптимального содержания полимера в битумах трех типов; составление представлений о структуре полученных полимерно-битумных композиций в зависимости от типа дисперсной структуры битума; выбор оптимального типа битума для получения полимерно-битумной композиции; определение границ реологических состояний; выбор технологического способа получения композиции; исследование поведения композиции в тонких пленках - в модельном типе асфальтобетона (песчаном), С целью внедрения необходимо опробование полученной полимерно-битумной композиции в производстве. Поэтому необходимо провести опытно-производственные работы по ее приготовлению и применению в различных климатических зонах при строительстве асфальтобетонных покрытий и выполнить технико-экономическое обоснование целесообразности ее применения.

§ 2. Применяемые полимерные добавки, свойства полимерно-битумных композиций и опыт их применения

Впервые битум с добавкой каучука был запатентован в 1899 г. /2/. В 1901 г. во Франции была утверждена фирма по выпуску мастики из битума с добавкой каучука, В 1922 г. каучук использовался при строительстве дорог в Великобритании /3/, В 1930 г. в Голландии было построено несколько заводов по выпуску битумов с добавками каучука.

После второй мировой войны цены на натуральный каучук возросли, появились синтетические каучуки и потребовалось дополнительное исследование и технико-экономическое обоснование их применения и дорожном строительстве. После 194-Ь г. были построены опытные участки дорог в СМ, 1£анаде, Франции, Голландии /V-

15 1962 г. производители синтетического каучука во всем мире через свою ассоциацию ^международный институт промышленников синтетического каучука) начали систематические исследования в о.бласти применения каучука в дорожном строительстве в соответствии со следующей программой /5/: полный обзор всех публикаций и секретных материалов; выбор необходимого сырья и разработка оптимальной-технологии в лабораторных условиях; многофакторный эксперимент на дороге с последующими

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гохман, Леонид Моисеевич, 1974 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Колбоновская A.C., Михайлов В.В. "Дорожные битумы". М.', 1973г.

2. Cohderbcrg, Patent ti6f¿6 December, 10, 189S.

3. Thompson P,Ь.„ Highway Res 1969, v ¿73, 8?-96.

4. Арзмбид I., Дюрье M. "Органические вяжущие и смеси для дорожного строительства". M., 1961, стр.259.

5. Капитани Клито. Доклад на Международном симпозиуме "Применение каучука в асфальте", 1971, США, штат Юта.

6. Centolani Giuseppe , Strode", f970, SO,

7. Fernando M. J., Nado ra Ja h M\ "Use ofnafa га/ rubber /а/ex 'Ъ

road constructions / ora! rep. on Natural Rubber Con f., Knot a /umpur, i960 „ Preprint *

8. Пат.Франции № 2036286.

9. Sorooga Sorgo Ъ. n Pefrof óf gare * 1966, 19,

10. В.Лука. Пат. СРР № 42448.

11. Вайта Л., Байта С., Шлер В. Доклад на симпозиуме "Рилем", Дрезден, 1968г.

12. Трубников И.В., Сурмели Л.Д., Марг И.Л. "Строительные материалы, изделия и конструкции" № 10, 1956, стр.7.

13. Гахенсон Б.Б., Красновская O.A., Сапожников Н.В., Ященко Л.И. •"Труды Союздорнии", сб.К? 50, M., 1971, стр.30.

14. Gunderman £., „ Piaste une/ Haut seña M ? <966, м5, гео-ге*

15. 'Рг. паук. Inst', ÍQ70, t/г, VAS3 ( »альас.)

16. Никишина М.Ф., Захаров В.А. сб."Труды Союздорнии" te 34. M.,

1969.

17. Байт ФФ/ Vun/eid , High ¡vaу s ef Bridges. * fV29/ №. 1961 г. сообщения.

18. Стзбииков H.B. "0 некоторых свойствах битумно-полимерных гер-метиков" в сб."Гидроизоляция и антикоррозионная защита сооружений". Энергия, 1967.

19. Попченко С.Н., Стабншсов Н.В. "Гидротехническое строительство" й? б, 1968.

20. Шинная промышленность США 67-69г. Тематический обзор. ÏI. ,1971г.

21. Кисина А.М., Стабников И.В. "Труды Союздорнии'1 сб Je 50, стр.25. М., 1971г.

22. Ç$ser H. в Cummi - Asbest - KunsHtoffe* 4962,/5, У 7W' 795.

23. 6 Те)! „ воуег Cummi- Ind. ' 1966, vS*/, ¿9-бг.

24. Англ.пат. ë II30385.

25. Покровский В.M., Григорович С.М. "Труды Союздорнии" сб.№ 50, стр.51. M., 1971.

26. Джаназян Э.С. и др. "Промышленность Армении" № 8, 1966.

27. Пат.Швеции 1° 3II607.

28. Пэт.США » 335030.

29.<Zhr/er М.„ Рек rouis е/ acrodt* 197$ m^SS, 4Ç-S6, 6t,

30. Сюньи Г.К. S

31. Сонина И.М., С урчали д.д. "Нефтехимия и нефтепереработка" 1970, № I.

32. Сонина ИЛ,!., Козлов П.В. "Высокомолекулярные соединения" 12 Б.

197 0.

33. Авт.св.СССР, й 238392.

34. Авт.св.СССР 119 210015.

35. Пат.Японии № 19901.

36. Патенты СМ №№ 3144423, 3144424, 3453226.

37. Бахрах Г.С., Косогляд Б.С., Михайлов Н.В. "Труды иоюздорнии" сб.№ 50. М., 1971.

38. Пат.США № 3459695.

39. Пат.США № 3395110.

40. Лаврухин В.В., Долгов АЛ. "Труды Союздорнии" сб. № 50,

стр.53. М., 1971.

41. Материалы совещания по применению полимеров в антикоррозионной технике. Ленинград, 1960.

42. Козловская А.А. "Изоляционные материалы для защиты магистральных трубопроводов от коррозии". Гостоптехиздат, 1962.

43. Пат.СЖ № 3540906.

44. Зкхэрд. Доклад на симпозиуме "Рилем". Дрезден, 1968.

45. Па т.США Ш 3312649.

46. Горшенина Г.И., Михайлов Н.В. "Полимер-битумные изоляционные материзлы"„Недра? М., 1967.

47. Авт.св. СССР № 2307II.

48. F'Sher /Г., Shram Л, „ Erc/ôf uncí Kohlt * У, Bd. iZ, 4959.

W.Ausarf René„ Ann Ins+echn. в о Hm, ef /го i/ publies*, 1968, 2/f h/251, 1639-1664, Diseñas 1664-/666.

50. Той /er 2>. M. „ Petro/, Eng.* & ¡/o!, iô, M'3, Sec. % 4956, p. 20

51. Пат.Японии № 21540.

3Z.G/o^orini C. „ /Р/V. combust. " 19?f, ¿5, л/д, 39/-396,

53. Якубовская Г.Г., Захаров В.А. "Труды Союздорнии" сб.te 50. M., 1971, стр.44.

54. Бебурнашвили Г.А. "Тр.Тбилисского НИИ coop, и гидроэнергет." 197I, вып.З, стр.79-82.

55. Пат.ГДР № 48343.

56. Пат.США К; 3012485 и 3012486.

57. Пат.США te 3338854.

58. Гольденберг Д.й. "Труды Союздорнии" сб.И? 50. M., 1971,стр.47.

59. Гохман Л.М., Колбановская A.C., В.В.Михайлов, Л.Б.ГезенцвеЙ, Г.И.Петров, Г.Н.Толстопятов, Г.А.Кириллова, Н.Ф.Ковалев, Э.Й.РаковскиЙ. Авт.св.СССР № 2I288I.

60. Гохман Л.М. "Труды Союздорнии" f№ 44 и 50. М., 1971г.

61. Колбановская A.C., Гохман Л.М. ст. в ж."Автомобильные дороги" № II, 197I.

62. Смирнов Э.й. "Труды Союздорнии" № 50. Î.Î., 1971.

63. Стабников Н.В., Кочерова В.й. ст.в сборнике "Труды совещаний по гидротехнике", вып.74. Изд-во "Энергия" Л., 1972г.

64.Т. de Herder, I. ¿ei/egue, I\ Curehcx/, „ Rewue generate ef CQouichonc", 40, V 7-8, 1152^1152 /363.

65. Александрова CA. и др. Научно-технические отчеты БАШНИЙ НП за IS70 и 197I гг.

66.fsser H.„ Bitumen, Teere..,...... i7,n9, 319-326(1966)

67. Sinclair £. A.r Bristol K.E.„ Rubber World\ 16jyN3y 67^1(^69)

68. Э.С.Джаназян, В.Г.Баросамян, Р.М.Миладисон. Труды Союздорнии, вып.46.207(1970).

69 .buchtet J,„ P/aste und Kautschuk ", W, ¿5,324 -326 (i967J

70. Vorder meter Erwin t/ 4)er Einfluss von Kautschuk und (jummimehien auf die technologischen Eigenschaften von Bitumen *

5tutgart , 1967.

71. Х.А.Нейвельд. Х.К.Де-Декер, X.A. 1У Международный нефтяной конгресс т.УП.5-11 М., 1957.

12. Wolter ,H,,6itvmen, Teere. ... 12, 41-14(1961) ЧЪ. Wolter И, „ RheoL Acta ' 6, а/2, 157/1967)

74. Esser Н. Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме" май 1971г. штат Юта США.

75. Долгов А.Н., Лаврухин B.II. "Автом,дор,*№ I (I97I), Авт.свид. СССР № 272882.

76.Berkhe/me Henry £. Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме", 197I, май, США.

77 .Wood Рои! ft. „ Rheoicgу of Rubberized Asphalts*, Manga Hrsk.

Chemical division, United States Rubber Co., unpublished report, February, to, i960

78 Л)геду I.E., Ato re W. H.t Proc. Assoc ¡ofton Asphalt Poring

Techno! ogiste, 23? 28? 1954

79.Де* Ucrxy MRA Peek „ Public Roads* 26, 1956

80. Bunderman <5.„ Bitumen, Teere...At 12, 50-58, 1970

81. L ewis , ft/chord; Wellborn, Work,„ Public Roads", 28f 1954

82. We it bom, Vork ; Zabashak John; S/ighroy %'ry Proc. Am. Soc. Civil Eng. 84 Paper 511 1956

83.Crundermon Ev Schmidt H.,Bitumen, Teere, .,." /7, W,2*0-254(196$

84. Пат.США й 2504605.

85 .Lewis R.} Wellborn J. „/loads Bng. Constr. ] 10,92(1934) 86. Gundermon E. ,f Plaste und Kautschuk*, 10,*/8,472-476(196$)

87. Vaifa, Vqííq, Schier Материалы симпозиума "Рилем", I968-.

88. Kaivin Ч).г Sinclair В., Harlow W. Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме, 1971 г., май, США.

89. Sevy Я)а!е . Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме" 1971г., май, США.

90. Мс ¿Donald Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме" 197I г. май, США.

91.Ргозепс Н. Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме", 1971 г., май,'США.

9Z.loí James Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме" 1971 г., май, США.

9Ъ.МиШп$ Leonard Материалы симпозиума "Применение каучука в битуме" 1971 г., май, США.

9''i. Von der в te „ Rubber for Road Ways purposes* Proceeding Vin. Congress Permanent ./''nfemotional /j-ssoc/ofr'on of Rood Congress, report, MA3, 1938

95. Горшеиина Г.И., Михайлов H.B. "Полимер-битумные изоляционные материалы" Издательство "Недра", М., 1967г.

9S. Диброва И.А. ж."Автомобильные дороги" fó 12, 1959, стр.14.

97. Esser Я „ Bitumen, leere.... * 17, л/9, 313 -326 (1966/

98. Gunderman Et//Plaste und Kautschuk", 1961, V/V.

99. Co Hof W.„ Joumo/ of the Society of chemical Industry /

S6, 193?

100.4rand und Shéelnrat „ ßiturnen, Teere."г л/-9, '96?, -зоо-згг

101 .Shut st J., С hod и son W.„e¡tomen und tärwondte Stoffe'iifU,1966

102. В osé fer F. Доклад на симпозиуме "Применение каучука в битуме? май, 197I г. США штат Юта.

103. Hengsten berg Jv <>huc¿ E^MakromcL C/iem 74, SS, iQtk

т. Мордве тц „Макромолекулы в растворе' M.t 1967, стр 332

105. Колбановская A.C. Автореферат кандидатской диссертации. ÍA., 1949 г.

106. Авт.св.СССР № 207100.

107. Авт.св.СССР fö 2307II.

108. Па т. Англии К> II30385.

109. Пат.США № 2809179.

ПО. Франц.пат. № I05633I.

111. Слепая Б.М. Автореферат кандидатской диссертации. М., 1972г.

112. Л.Б.ГезенцвеЙ, Б.М.Слепая, Л.М.Гохман, Авторское свидетельст во СССР й» 35Í673

113. Пат.США » 3254045.

114. Гохман Л.М. Экспресс-информация ДБЙТЙ Минавтодора РСФСР, вып.2, 1974г.

115. Толстопятов Г.М., Петров Г.И. Научно-технический отчет №2553 ВНИЙСК, 1967 г.

116. Пат.Франции й? I354I52.

117. Па т. Англии К? 964478.

118. Коротков A.A., Чеснокова H.H. В.М.С. Ш 3 т.II, I960 г.

119. Сегалова S.S., Ребиндер П.А. Колл.ж. 1948, № 2.

120. Трапезников A.A. Докторская диссертация. М., 1955 г.

121. Н.В.Михайлов, П.А.Ребиндер. Коллоидный журнал, т.17 № 2. 107, 1955 г.

122. Иерлова Н.Б., Колбановская A.C., Ланкина P.M., руденекий А.В Тр.Союздирнии fö 46.

123. Сабсай О.Ю. "Труды Союадорнии", вып.З. 1964, стр.54.

124. Руденская Л.М., Руденекий A.B. "Реологические свойства битумов" Изд-во "Высшая школа". М., 1967 г.

125. Королев И.В., Золотарев В.А., Ступивцев В.А. Асфальтобетонные покрытия. Изд-во "Донбас". Донецк, 1970 г.

126. Питецкий Ю.Н. Кандидатская диссертация. М., 1968 г.

127. Яновский Ю.Г., Дзюра Е.А. вт. в ж."Заводская лаборатория" № I; 12, 1969г. стр.107, 1485.

128. Ребиндер П.А. стр.в сб."Физико-химическая механика дисперсных структур" Изд-во "Наука". М., 1966 стр.3.

129. Колбановская A.C., Давыдова А.Р., Сабсай О.Ю. ст. в сб. "Физико-химическая механика дисперсных структур".

я.гг

130. Колбановская A.C. в сб.Трудов ВВНИИГ Л., 1967г.

131. Колбановская A.C. Труды Союздорнии вып.27. Балашиха, 1965г.

132. Козлов В.П. то им.Менделеева, 9,660 (1964).

133. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. "Краткие очерки по физико-хи-мии полимеров". "Химия". M., 1967 г.

134. Волынский А.Л. Кандидатская диссертация МГУ. M., 1970 г.

135. Тагер A.A., Андреева В.М. Международный симпозиум по макро-молекулярной химии. Прага, 1965 г.

136. Тагер A.A. "Физико-химия полимеров". M., 1969 г.

Тагер A.A., Древаль В.Е. и др. Высокомолекулярные соединения А.10.2044 (1968).

137. Monde!Herr? Л. „ Polymer 5, 6A?, 1964

138. Peter Гт К „J.Po/. Ski t ß31 S21} mS

139. Френкель G.B., Баранов В.Г., Панов Ю.Н. и др. ст.в сб."Ме-ханизм процессов пленкообразования из полимерных растворов и дисперсий"* M., 1966. стр.22.

ViO. Fisher J. Macromotecuhr, 497f, 17,92

141. Краус,Чилдерс, Грювер ст.в сб."Физическая химия полимеров за рубежом". "МИР", M., 1970. стр.221.

142. Малкин А.Я. "Высокоэластичность и вязкоупругость полимеров в текучем состоянии". Докторская диссертация. M., 1971 г.

143. Леонов А.И., Виноградов Г.В. ДАН СССР т.155 стр.406. 1946г.

144. Бережная Г.В. Высокоэластичность и нормальные напряжения при сдвиговом течении растворов полимеров. М.,1973 г. Кандидатская диссертация.

145. Перлова Н.Б. "Труды Союздорнии" вып.34, стр.31. М.,Т969.

146. Козлов В.П. ЗШ.0 им.Менделеева М., 1964г. т.IX № 6с. 660.

147. Виноградов Г.В., Малкин А.Я., Плотникова Ё.П., Сабсай О.Ю.,

ш и

Николаева И.К. ст,в сб."Проблемы тепло- и массообмена, Изд-во Энергия,

V /

M. (1970).

148. Колбановская A.C. и Ребиндер П.А. колл.ж.№ 12,3,194, 1950.

149. Чумаков Л.В., Ребиндер П.А. ДАН, 81,2,1951; Колл.ж.т.18 № 5,

150. Колбэновская A.C., Гохман Jl.M., Давыдова К.И. Коля.ж.ft 4 т.34. 1972 г.

151. Ребиндер П.А. ст.в сб."Физико-химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов" Изд-во "ФАН" Узбекской ССР, Ташкент, 1966.

152. Иванова Л.В., Чуваев В.Ф., Ребиндер Л.А. ДАН СССР, 139,1,83 (1961).

153. Краус, Чилдерс, Грювер ст. в сб."Физическая химия полимеров за рубежом" под ред.Роговина З.А. и Малкина А.Я. Изд-во "Мир". М.,

1970 стр.235.

154. Бартенев и Зеленев, ст.в ж1'Мехаиика полимеров" № I, 1969г.

155. Филиппов В. в кн."Физическая акустика" т.II часть Б,стр.55.

156. Экспресс-информация "Химия и переработка нефти и газа" № 46. 1973 г.

157. Виноградов Г.В., Белкин И.М., Каргин В.А. ДАН, 148,369(1963)

158. 33,1587(1961)

159. Фрейндлих Г. "Тиксотропия" М-л 1939 г. РОНТИ. ре д. хим.лит.

160. Пасынский А.Г. Коллоидная химия под ред.В.А.Каргина. Изд-во "Высшая школа". M., 1968.

161. Колбэновская A.C. Метод красителей для определения сцепления битумов с минеральными материалами. М., "Автотрансиздат", 1959.

162. Турчихин Э.Ф. Автореферат кандидатской диссертации. M., 1958

163. Салль А.О. "Труды Союздорнии" вып.34. Транспорт. M., 1969, стр.102.

164. Никольский Ю.Е., Широков А.Г. Труды Союздорнии, вып.44. М.,

1971 г. стр.77.

165. РуденскиЙ A.B., Руденская И.М. "Реологические свойства биту-мо-мжеральных материалов". Высшая школа, 1971 г.

166. Гохман Л.М. "Труды Союздорнии* вып.34."Транспорт", М.,1969г.

стр.20.

167. Гуль В.Е. и Кулеанев В.Н. Структура и механические свойства

полимеров. M., 1972 г.

168. С.Мак ( Canada ) „ ВН-итеп, Teeref.S 1965,1*1,¿7

169. Ферри Дж. "Вязко-упругие свойства полимеров". Ил, М.1963г.

170. Рыбьев|Д.А. "Асфальтовые бетоны",„Высшая школа". М., 1969г.

171. ГезенцвеЙ Л.Б. "Асфальтовый бетон". М., 1964 г.

172. Гегелия Д.И. Автореферат кандидатской диссертации М.1974г.

173. РыбьеваТ.Г. Автореферат кандидатской диссертации.М.1961г.

174. ГезенцвеЙ Л.Б., Слепая Б.М., Гохман Л.М. ж. "Автомобильные дороги" № II. 1973 г.

175. Jomes J.G. RRL Rep. LR 84 (1967)

176. С he г топ George В. Crooking. Highwoys Res. 19 7/} ¿2576,63-6^

177. Ритов M.H. "Расчет экономической эффективности внедрения

ц

новой техники на дорожном строительстве". Изд-во^Транспорт, Москва, 1966 год.

178. Кдиные нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник № 17 "Дорожные работы" Изд-во "Колос". Москва 1969 г.

179. Прейскурант Ш 04-02 "Оптовые цены".

180. Расчет стоимости машино-смен. Союздорнии, 1970 г.

гг$