WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Черных Дмитрий Сергеевич

ЦВЕТНЫЕ ПОЛИМЕРБЕТОНЫ НА МОДИФИЦИРОВАННОЙ

КАУЧУКОМ И ВТОРИЧНЫМ ПОЛИЭТИЛЕНОМ

НЕФТЕПОЛИМЕРНОЙ СМОЛЕ

Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2013 2

Работа выполнена на кафедре «Автомобильные дороги» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Илиополов Сергей Константинович

Официальные оппоненты: Ядыкина Валентина Васильевна, доктор технических наук, профессор, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, профессор каф. «Автомобильные и железные дороги»

Юндин Александр Николаевич, кандидат технических наук, профессор, Ростовский государственный строительный университет, профессор каф.

«Строительные материалы»

Ведущая организация: ОАО Дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ»

(Северо-Кавказский филиал)

Защита диссертации состоится «23» мая 2013 г. в 10 часов в ауд. 232 на заседании диссертационного совета Д 212.207.02 в Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул.Социалистическая,162,т/ф 8(863)201-91-65,E-mail: dis_sovet_rgsu@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

Автореферат разослан «22» апреля 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Налимова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Цветной полимер- или пластбетон находит все более широкое применение в мировом градостроительстве и при сооружении автомагистралей не только благодаря своим внешне весьма привлекательным характеристикам, но и в результате ценных потребительских и функциональных качеств.




В первую очередь это вымощенные цветным полимербетоном площади и улицы, которые делают выразительнее красоту памятников архитектуры (дворцов, музеев, скульптурных композиций), кроме того, такие покрытия являются действенным инструментом для обеспечения безопасности дорожного движения. Цветные покрытия используют для зонирования территорий промышленных предприятий, устройства спортивных площадок, полов в складских и заводских помещениях. Такие покрытия не дают «потеряться» остановкам общественного транспорта, парковкам, велосипедным дорожкам, пешеходным зонам, помогают ориентироваться на современных многоуровневых с множеством развязок автострадах, структурируют площадки автозаправочных станций. Этот материал делает более эффективным освещение в тоннелях и на эстакадах, позволяет легче «читать» дорожную разметку. Цветной полимербетон облегчает навигацию по рулежным дорожкам и взлетно-посадочным полосам аэродромов, территориям морских портов и грузовых терминалов.

В нашей стране созданию цветных покрытий ранее не уделялось должного внимания, оно имело эпизодический характер и на сегодняшний день ограничивается применением дорогостоящих зарубежных материалов и технологий.

В настоящее время среди материалов, используемых для цветных покрытий, лидирующее положение занимают цементобетоны. Это обусловлено быстрым освоением технологий производства тротуарной плитки и относительной простотой придания цементобетону нужного цвета. Однако цементобетон имеет ряд существенных недостатков, таких как низкая морозостойкость, неоднородность окраски, скользкость, большая трудоемкость, преимущественное использование ручного труда, также его использование приводит к тому, что покрытие из асфальтобетона прерывается небольшими, плохо сочетающимися с ним участками из цветной тротуарной плитки.

Широкое и многоцелевое применение цветных покрытий возможно лишь на основе использования материалов, отвечающим требованиям, предъявляемым к нежестким покрытиям, т.е. к асфальтобетонам. Такие материалы могут быть получены за счёт применения в них термопластичных вяжущих, близких по своим свойствам к битумам, но обладающих светлой окраской дающей возможностью окрашивать их в различные цвета за счет введения пигментов.

Поэтому разработка такого полезного и практичного материала, как цветной полимербетон, является задачей важной и актуальной.

Цель диссертационной работы: разработка комплексного полимерного вяжущего на основе нефтеполимерной смолы, модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом, с требуемыми реологическими свойствами и долговечных, трещиностойких цветных полимербетонов, с требуемыми физико-механическими характеристиками.

Для достижения поставленной в работе цели были решены следующие задачи:

- теоретически обоснован и экспериментально подтвержден выбор компонентов комплексного полимерного вяжущего (КПВ) для получения цветного полимербетона;

- выявлены механизмы воздействия на свойства разработанного вяжущего;





- исследованы процессы структурообразования в комплексном полимерном вяжущем и полимербетоне на его основе, а также динамика их старения;

-разработаны составы цветных полимербетонов и исследованы их тепло-, морозо-, водо- и трещиностойкость;

- установлена экономическая целесообразность использования цветных полимербетонов на основе КПВ;

- проведена опытно-производственная проверка полученных полимербетонных смесей;

- разработаны технические рекомендации по приготовлению цветных полимербетонных смесей на основе комплексного полимерного вяжущего и устройству цветного покрытия.

Объект исследования – комплексное полимерное вяжущее (КПВ) и цветные полимербетоны на его основе.

Предмет исследования – получение комплексного полимерного вяжущего и цветных полимербетонов с требуемыми физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.

Научная новизна:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения вяжущего для цветных полимербетонов, обладающего требуемым комплексом реологических свойств, с использованием каучукополиолефиновых компонентов, нефтеполимерной смолы и пластифицирующего компонента;

- выявлен механизм воздействия каучука и вторичного полиэтилена на процессы структурообразования и физико-механические свойства разработанного вяжущего и полимербетонов на его основе;

- получен новый цветной полимербетон для устройства покрытий с высокой прочностью, трещиностойкостью, устойчивый к колееобразованию и процессам старения;

- установлено усиливающее влияние полиэтилена и пигмента на физико-механические свойства цветных полимербетонов, а также положительное влияние каучука на трещиностойкость полимербетона;

- исследованиями установлена ингибирующая роль каучука и полиэтилена в процессе старения разработанного вяжущего и цветных полимербетонов.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке комплексного полимерного вяжущего (КПВ) и цветных полимербетонов на его основе;

- полученные зависимости свойств комплексного полимерного вяжущего от количественного содержания его компонентов;

- результаты моделирования и прогнозирования физико-механических свойств цветного полимербетона в зависимости от содержания каучука и полиэтилена в составе комплексного полимерного вяжущего;

- экономическая целесообразность использования разработанного вяжущего в производстве цветных полимербетонов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний, соответствием результатов лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных с использованием современных поверенных приборов, оборудования и методов испытаний, в том числе экспериментально-статистических методов математического планирования эксперимента и теории математической статистики.

Практическое значение работы:

- разработан состав и технология получения комплексного полимерного вяжущего (КПВ), а также показана возможность направленного регулирования его свойств путем варьирования содержания исходных компонентов;

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения цветных полимербетонов на основе КПВ с показателями физико-механических свойств, не уступающих традиционным асфальтобетонам;

- получены экспериментально-статистические модели изменений свойств полимербетона в зависимости от состава вяжущего;

- установлены технологические режимы приготовления и требования к показателям качества цветного полимербетона на основе КПВ;

- по результатам проведенных исследований получены патенты РФ: № 2340641 от 10 декабря 2008г., № 2426754 от 20 августа 2011 г., № от 10 мая 2011 г., № 2447035 от 10 апреля 2012г.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на международных научнопрактических конференциях Ростовского государственного строительного университета (Строительство 2007 – 2012 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 22 публикациях, включая 4 в ведущих рецензируемых научных журналах рекомендуемых ВАК, и 4 патента.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы из 172 наименований, в том числе на иностранных языках, 4 приложений.

Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу и 25 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели, научная новизна, практическая значимость работы, а также приведены сведения об апробации.

В первой главе проведен анализ опыта применения цветных асфальто- и полимербетонов в отечественной и мировой практике дорожного строительства. Показаны достоинства и недостатки различных видов полимербетонов. Наибольшую известность в этой области получили работы Г.К.

Сюньи, В.Д. Ставицкого, О.В. Хозинской, С.М. Багдасарова, Р.Б. Гуна, Р.К.

Мулладжанова, Д.В. Золотарева и др.

На основании анализа литературных сведений показано, что высокая долговечность полимербетонов может быть обеспечена в случае, если они по физико-механическим свойствам будут подобны традиционным асфальтобетонам; придание цветному полимербетону насыщенной окраски может быть обеспечено за счет использования каменных материалов близких по цвету к применяемым минеральным пигментам; лучшими вяжущими для цветных полимербетонов являются осветленные битумы, высокие показатели свойств которых могут быть обеспечены модификацией полимерами.

Рассмотрено влияние полимерных модификаторов на структуру и свойства асфальтобетонов и битумов. Установлен характер воздействия на битум и асфальтобетон полимеров различных групп. Отмечается, что высокая сдвигоустойчивость достигается при применении термопластов, в то время как эластомеры и термоэластопласты значительно повышают трещиностойкость. Показано, что улучшение важнейших свойств битумных вяжущих при минимальных затратах можно достичь за счет комплексного применения термопластов и эластомеров с максимальным использованием вторичного сырья.

Вышеизложенное позволило сформулировать рабочую гипотезу: получение цветных полимербетонов с физико-механическими свойствами, аналогичными традиционным асфальтобетонам, возможно за счет применения комплексного полимерного вяжущего, сочетающего в себе преимущества термопластов и эластомеров.

Во второй главе рассмотрены теоретические предпосылки получения комплексного полимерного вяжущего (КПВ) путем компаундирования его исходных компонентов. Определен наиболее рациональный компонентный состав разрабатываемого вяжущего для цветных полимербетонов из числа возможных и доступных вариантов полимерных соединений, имеющих светлую окраску. Такой состав включает полибутадиеновый каучук СКД и вторичный полиэтилен (ПЭ) совместно с нефтеполимерной смолой пиропласт-2К (НПС) и пластификатором - индустриальным маслом (ИМ).

Рассмотренные особенности состава, структуры и свойств выбранных компонентов для КПВ позволяют считать, что вяжущее, приготовленное на их основе, благодаря образованию свойственной полимерам пространственной структурной сетки, будет отличаться технологичностью, необходимыми реологическими свойствами (вязкостью, теплоустойчивостью и трещиностойкостью) и когезией. Использование пиропласт-2К в составе вяжущего должно способствовать повышению его адгезионных свойств по отношению к минеральным материалам, а также технологичности при объединении с каучуком и полиэтиленом.

Установлена усиливающая и структурирующая роль минеральных пигментов в цветных полимербетонах.

В третьей главе представлены характеристики применяемых материалов, изложены методы экспериментальных исследований, приведены результаты экспериментальных исследований по разработке составов и технологии приготовления КПВ и цветных полимербетонов на его основе.

В работе использовались минеральные материалы кислого характера:

красный гранитный щебень фр. 5-10 мм, соответствующий марке по прочности 1200, отсев дробления, активированный минеральный порошок, окрашивающие минеральные пигменты (окись хрома -зеленый, железооксидный красный, железооксидный желтый FeO(OH)) и КПВ, представляющее собой термопластичное полимерное вещество светлого цвета, прозрачное в тонкой пленке, приготовленное путем механического смешения НПС пиропласт – 2К, индустриального масла марки И-40, вторичного полиэтилена и полибутадиенового каучука СКД (марка II).

В соответствии с целью работы, важнейшей задачей является разработка светлого вяжущего для цветного полимербетона. Для получения долговечного бетона необходимо, чтобы свойства КПВ были близки к требованиям для дорожных битумов.

Приготовление комплексного полимерного вяжущего (КПВ) в лабораторных условиях производилось путем механического перемешивания исходных компонентов в лабораторной лопастной мешалке для приготовления полимерно-битумных вяжущих, со скоростью вращения вала 1490 об/мин.

Приготовление КПВ в среднем занимает 80 минут, этого достаточно, чтобы добиться необходимой однородности для всех вариантов состава вяжущего.

Для установления влияния компонентов КПВ на его свойства и выбора оптимальных соотношений компонентов при разработке вяжущего содержание каучука и полиолефина находилось в пределах 0 – 12 % каждого из них сверх 100 % от суммарного содержания нефтеполимерной смолы и индустриального масла, при постоянном соотношении между которыми НПС: ИМ как 70: 30; такое соотношение было определено опытным путем и связано с технологическими причинами производства КПВ. Каучук вводился в смесь в количестве 0, 6, 9 и 12 %, а полиэтилен - 0, 3, 6, 9 и 12 %. На рисунке 1 представлены зависимости показателей свойств полученных составов вяжущего от содержания каучука и полиэтилена.

В результате проведенных исследований установлено, что благодаря добавке полиэтилена повышается температура размягчения КПВ, чего не удалось добиться увеличением содержания пиропласт-2К и каучука. Также полиэтилен положительно влияет на устойчивость полимербетона к воздействию высоких летних температур и, как следствие, улучшаются такие характеристики полимербетона, как сдвигоустойчивость и пределы прочности при 50С и 20С.

Полученные вяжущие для цветных полимербетонов обладают эластичностью. Этот показатель в исследуемых составах повышается с ростом концентрации каучука, за счет его способности формировать в вяжущем полимерную структурную сетку. Ввиду высоких температур размягчения и пониженных температур хрупкости полученное вяжущее имеет повышенный интервал пластичности (рис. 1 е).

По показателям свойств разработанных составов для дальнейшего исследования и приготовления цветного полимербетона был выбран вариант вяжущего, соответствующего, в основном, по физико-механическим показателям битумному вяжущему марки БНД 90/130 (см. рис. 1 а - е).

Глубина проникания иглы 0,1мм, при 25С Температура размягчения, Эластичность, % Рисунок 1. Зависимость физико-механических показателей КПВ для цветных полимербетонов от содержания каучука и полиэтилена:

а – глубины проникания иглы; б – растяжимости; в – температуры размягчения; г температуры хрупкости; д – эластичности; е – интервала пластичности.

Этот состав содержал 6% полиэтилена и 9 % каучуковой добавки сверх % нефтеполимерной смолы и индустриального масла (70 % НПС и 30 % ИМ). Глубина проникания иглы выбранного состава составила 1200,1 мм при 25°С, растяжимость - 61 см при 25 °С, температура размягчения - 53 0С и хрупкости минус 40 0С, эластичность – 61% и интервал пластичности - Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что варьирование составом КПВ позволяет направленно регулировать свойства вяжущего, задавая их в зависимости от условий применения и климатических условий района строительства.

Влияние процесса старения на свойства разработанного КПВ исследовали по американской методике TFOT (Thin Film Oven Test) согласно стандарту ASTM D 1754. Эксперимент проводился в течение 6 часов при температуре 1620С на КПВ и битуме БНД 90/130. Проведенные исследования позволили выявить изменения свойств КПВ и битума БНД 90/130 в результате процессов старения. Для более объективной оценки влияния процесса старения на свойства КПВ использовались коэффициенты, введенные в работе Н.Б. Урьева при исследовании процессов старения модифицированных битумных вяжущих.

Значения приведенных коэффициентов старения КПВ и БНД 90/130 говорит о том, что выбранный состав вяжущего с содержанием каучука 9% и полиэтилена 6% устойчив к термоокислительному воздействию и не уступает дорожному битуму, а увеличение каучука и полиэтилена приводит к замедлению процесса старения, происходящего в КПВ, но полностью не исключает его.

С целью установления фазового состава и процессов структурообразования, происходящих при приготовлении комплексного полимерного вяжущего, в настоящей работе были проведены исследования ИК-спектров исходных компонентов и конечного продукта. Образование каких-либо новых полос поглощения в ИК - спектре разработанного вяжущего, соответствующих новообразованиям между компонентами смеси, не наблюдается, а просматриваются частоты валентных колебаний исходных компонентов.

Разработанное вяжущее с участием полибутадиенового каучука, полиэтилена, «Пиропласт – 2» и пластифицирующего компонента индустриального масла представляет собой однородную вязкую смесь исходных веществ. На основании проведенных ранее исследований и результатов анализа вяжущего методом ИК-спектроскопии можно говорить о том, что каждый компонент, входящий в состав вяжущего, выполняет свою особую структурообразующую роль:

Важным критерием выбора вяжущего для цветного полимербетона является его прозрачность в тонком слое, без чего невозможно получение ярких цветов полимербетонов. Прозрачность компонентов КПВ оценивали по светопропусканию их растворов на приборе UNICO 2800 при длине волны =814 нм. Пропускание определялось по сравнению с эталонным образцом, которым являлся чистый n-ксилол. Метод светопропускания позволил выбрать композицию вяжущего, обеспечивающую пропускание 89,9%, что близко к пропусканию мальтеновой фракции битума. На вяжущем с таким светопропусканием возможно получение цветных полимербетонов ярких цветов.

До недавнего времени использование цветных полимербетонов на органическом вяжущем рекомендовалось преимущественно для пешеходных участков, соответственно рассматривались песчаные бетоны. Однако, данные, приведенные в работах Д.В.Золотарева и С.В. Оксака, по прочностным свойствам полимербетонов свидетельствуют о том, что они могут быть рекомендованы для устройства покрытий промышленных территорий, полов грузовых терминалов, морских портов и аэропортов, а также для устройства проезжей части автодорог, которые подвергаются значительным нагрузкам от тяжелого подвижного состава. Поэтому были исследованы свойства полимербетонов с гранулометрическими составами подобранными по требованиям к асфальтобетонам типа А, Б, В и ЩМА в соответствии с классификацией ГОСТ 9128-2009 и ГОСТ 31015-2002.

Приготовление полимербетонных смесей в лабораторных условиях осуществлялось путем механического перемешивания разогретого до 180 – 190 0С минерального материала с минеральным порошком, пигментом и оптимальным количеством комплексного полимерного вяжущего. Технология приготовления не отличалась от приготовления асфальтобетонной смеси по ГОСТ 12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний».

Изучены стандартные свойства полимербетонных смесей различных типов на КПВ. Анализ результатов проведенных испытаний показал (рис.

2), что полимербетоны исследуемых типов, приготовленные на основе КПВ, удовлетворяют всему комплексу физико-механических показателей по ГОСТ 9128-2009 и 31015-2002.

Оптимальное количество КПВ для всех типов исследуемых смесей лежит в пределах 6,0-7,5%: для полимербетона с гранулометрическим составом по типу А - 6,0%, Б – 6,5%, В – 7,5% и ЩМА-10 – 7,5%.

Анализ полученных результатов позволяет заключить, что особенности работы КПВ в составе полимербетонов, а также влияние его структуры на физико-механические свойства согласуются с основными положениями о процессах, происходящих при изготовлении и эксплуатации традиционных асфальтобетонов.

Для экспериментально-статистических исследований моделирования свойств полимербетонных смесей в работе был спланирован и проведен полный трехфакторный эксперимент по плану Бокса и получены математические модели, адекватно описывающие зависимость функций отклика от варьируемых факторов: количества ПЭ, количества каучука и количества НПС. Установлены рациональные области значений для исследованных факторов. Получена теоретическая модель оценки и прогнозирования свойств полимербетона.

Рисунок 2. Показатели свойств полимербетонов и требования ГОСТ к асфальтобетонам различных типов.

Устойчивость цветного полимербетона к накоплению остаточных деформаций и образованию колеи представляет особый интерес, так как эти данные являются важными в условиях воздействия на цветные покрытия промышленных территорий и автомобильных дорого тяжелого грузового транспорта. С целью проведения испытаний дорожно-строительных материалов ГК «Автодор» был разработан прибор, позволяющий проводить лабораторные исследования устойчивости различных материалов для слоев покрытий к динамическому воздействию нагрузки.

Анализ результатов, полученных при испытании полимербетона и асфальтобетона типа А, показал (рис.3), что значение деформаций после 800000 приложений нагрузки у полимербетона составило в среднем 1,6 мм, что в 3 раза меньше, чем у образцов из асфальтобетона, деформации которого составили в среднем 4,85 мм.

Рисунок 3. График накопления остаточных деформаций в образцах полимербетона и асфальтобетона (с гранулометрическим составом тип А) Для исследования работоспособности полимербетона в зимний период, который характерен многократным переходом через 0 °С, были проведены сравнительные испытания по определению морозостойкости на полимербетонных образцах (с гранулометрическим составом подобранным по типу А) и на асфальтобетонных образцах типа А, результаты которых представлены на рис. 4. Полученные результаты испытаний показали, что потеря прочности у полимербетонных образцов после 50 циклов замораживания и оттаивания на 2,5% больше чем у образцов из асфальтобетона, это говорит о том, что полимербетон является устойчивым к циклам замораживанияоттаивания и практически не уступает асфальтобетону в морозостойкости.

Рисунок 4. График зависимости потери прочности при сжатии R,% от количества циклов замораживания и оттаивания Как показали результаты исследований разработанное КПВ позволяет получить полимербетоны различных типов с физико-механическими характеристиками, соответствующими требованиям ГОСТ 9128-2009 и 31015Однако, водостойкость при длительном водонасыщении находится в пределах 0,85 - 0,86 для полимербетонов с гранулометрическим составом типа А, Б и ЩМА-10, при требовании ГОСТ - 0,85 в III ДКЗ и 0,90 в I ДКЗ для данных типов асфальтобетонов, а следовательно и полимербетонов. Такие меры, как увеличение содержания вяжущего и корректировка гранулометрического состава смеси, не дали ожидаемого результата, вследствие чего в состав вяжущего была введена поверхностно-активная добавка катионного типа КАДЭМ-ВТ. В результате эксперимента установлено, что длительная водостойкость увеличилась на 7 – 14% и составляет 0,91-0,97, что полностью удовлетворяет требованиям ГОСТ 9128-2009 и 31015-2002 для типов А,Б марки I и ЩМА-10 в любой климатической зоне.

Выше было показано, что рассматриваемое здесь вяжущее, благодаря содержанию в них каучука и полиэтилена, являются высокоустойчивыми против старения. В то же время, было неизвестно, как на старение полимербетона повлияет наличие пигмента и минерального порошка, поэтому для определения устойчивости цветного полимербетона к старению был применен предложенный Ю.И. Калгиным ускоренный метод оценки термоокислительной устойчивости асфальтобетона.

Анализ полученных результатов (рис. 5) показал, что падение прочности для асфальтобетона на БНД 90/130 начинается после 10 часов прогрева, в то время как для полимербетона на КПВ это падение началось после часов. Кроме того, за 15 часов после начала падения прочность асфальтобетона уменьшилась на 63%, а полимербетона – на 48%.

Таким образом, на основании полученных данных время старения асфальтобетона на БНД 90/130 составило 33 часа, а цветного полимербетона на КПВ с содержанием 1% пигмента 45 часов, что характеризует его устойчивость к термоокислительному воздействию.

Рисунок 5. Зависимость предела прочности на сжатие при температуре 200С асфальтобетона на битуме БНД 90/130 и полимербетона на КПВ от времени выдерживания в заданном режиме старения В чевертой главе приведены результаты производственной проверки возможности использования КПВ и цветных полимербетонов на его основе, на улицах в г.Ростове-на-Дону. Разработаны рекомендации по изготовлению цветных полимербетонных смесей и устройству цветного покрытия.

Сравнительная оценка стоимости показала, что цветная полимербетонная смесь на КПВ с гранулометрическим составом по типу В, (в ценах г) в 2 раза дороже чем аналогичная традиционная асфальтобетонная смесь, но при этом дешевле, чем цветная асфальтобетонная смесь тип В от «NCCRoads» в 3 раза.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработано комплексное полимерное вяжущее (КПВ), на основе нефтеполимерной смолы пиропласт -2К модифицированной каучуком и вторичным полиэтиленом и пластифицирующего компонента (индустриального масла), с требуемыми реологическими свойствами.

2. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения цветных полимербетонов различных типов на основе разработанного КПВ, отвечающих требованиям, предъявляемым к традиционным асфальтобетонам.

3. Установлено, что разработанное КПВ в основном отвечает требованиям, предъявляемым к вязким дорожным битумам (ГОСТ 22245-90), что достигается рациональным соотношением компонентов. Вяжущее обладает высоким светопропусканием 89,9 %, что подтверждает прозрачность в тонком слое, и обеспечивает получение полимербетонов яркой окраски и обладает эластичностью - 61%.

4. Выявлены закономерности воздействия различных компонентов вяжущего на его свойства. Методом ИК-спектроскопии установлена структурообразующая роль компонентов КПВ и подтверждается образование пространственной каучуко-полиолефиновой решетки.

5. Показано, что разработанное КПВ и полимербетоны на его основе обладают высокой стойкостью к термоокислительному воздействию, что обусловлено особенностями структуры разработанного вяжущего, а именно, образованием пространственной полимерной решетки из каучука и полиэтилена, связывающей легкие углеводородные фракции НПС и ИМ с предотвращением их испарения.

6. Установлены зависимости прочности цветного полимербетона от его типа, т.е. от содержания щебня, они согласуются с зависимостями, которые наблюдаются для традиционных асфальтобетонов. Прочностные показатели полимербетона в 1,5 – 2 раза выше, чем у асфальтобетона. Определены закономерности влияния каучука, полиэтилена и нефтеполимерной смолы на физико-механические показатели свойств полимербетонов.

7. Экспериментально подтверждена устойчивость полимербетона к накоплению остаточных деформаций величина которых после расчетного числа приложений динамической нагрузки в 3 раза меньше чем у асфальтобетона, что является показателем обеспечения устойчивости к колееобразованию. Также установлена стойкость цветного полимербетона к многократному воздействию циклов замораживания и оттаивания, что характеризует трещиностойкость покрытия при отрицательных температурах.

8. Отмечено повышение длительной водостойкости цветного полимербетона с введением добавки КАДЭМ-ВТ на 7-14%, что подтверждает его стойкость в дорожном покрытии против шелушения и выкрашивания.

9. Разработанные составы КПВ и цветных полимербетонов, а также технология их производства, были проверены в производственных условиях. Стоимость 1 тонны цветной полимербетонной смеси составляет 5840, рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, Черных Д.С., Мардиросова И.В. Цветной пластбетон для дорожного строительства / Д.С. Черных, И.В. Мардиросова: Строительство и реконструкция. –ОрелГТУ 2010. -№ 2. - С. 73-77.

Черных Д.С., Илиополов С.К., Мардиросова И.В. Модифицированный цветной пластбетон для дорожного строительства / Д.С. Черных, С.К. Илиополов, И.В.Мардиросова: Наука и техника в дорожной отрасли. – МАДИ ГТУ. 2010. - № 4. - С. 24- Мардиросова И.В., Черных Д.С. Исследование методом ИКспектроскопии полимерного вяжущего для цветных пластбетонов / Д.С.

Черных, И.В. Мардиросова: Наука и техника в дорожной отрасли. – МАДИ ГТУ. - 2012. - №2. - С. 26-28.

Черных Д.С., Задорожний Д.В., Горелов С.В., Колев В.Г. Комплексное полимерное связующее для цветных пластбетонов [Электронный ресурс] / Д.С. Черных, Д.В. Задорожний, С.В. Горелов, В.Г. Колев // «Науковедение» интернет-журнал. – М., 2012. – № 4 (13) – Режим доступа: www http: // naukovedenie.ru 5. Пат. 2340641 РФ, МПК С08L95/00. Битумная композиция для ремонта влажного асфальтобетонного покрытия / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, С.А. Чернов, А.В.Каклюгин, К.А.Дьяков, Д.С. Черных, Д.А. – 2007126029/04 заявлено 09.07.2007; опубл. 10.12.08. Бюл. №34. приоритет 09.07.07. – С.6.

6. Пат. 2418019 РФ, МПК С08L95/00 C04B26/26 Вяжущее для дорожных пластобетонов / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Д.С. Черных, Д.Д.

Булатов, А.В. Каклюгин, С.А. Чернов, Н.Х.Чан, Е.В. Леконцев. – 2009145232/04 заявлено 07.12.09; опубл. 10.05.11. приоритет 07.12.09. – С.8.

7. Пат. 2426754 РФ, МПК C08L95/00. Битумно-резиновая мастика / С.К.

Илиополов, И.В. Мардиросова, Е.В. Леконцев, С.В. Горелов, А.В. Каклюгин, И.В. Ивановская, Д.С.Черных, О.А. Балабанов. – 2010105357/04 заявлено 15.02.10; опубл. 20.08.11. приоритет 15.02.10. – С.6.

8. Пат. 2447035 РФ, МПК С04В26/26 C08L95/00 C04B111/20 Плотная органоминеральная смесь / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Д.А. Строев, С.А. Чернов, Н.Х. Чан, Д.С. Черных, М.В. Максименко. – 2010143025/03 заявлено 20.10.10; опубл. 10.04.12. приоритет 20.10.10. – С.8.

9. Илиополов С.К., Задорожний Д.В., Черных, Д.С. Исследование факторов влияющих на эксплуатационные свойства защитных слоев дорожных покрытий из ЩМА / С.К. Илиополов, Д.В. Задорожний, Д.С. Черных.// «Строительство - 2005» : мат-лы междунар. научн.-практ. конф. – Ростов-наДону: РГСУ, 2005. – С. 17-18.

10. Заднепровская И.А., Строев Д.А., Черных Д.С. Оценка пригодности КАДЭМ-ВТ в качестве адгезива при длительном воздействии повышенных температур / И.А. Заднепровская, Д.А. Строев, Д.С.Черных// «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог.Охрана окружающей среды» : мат-лы 3-й Всерос. научн.-технич. конф. – Пермь : ПГТУ, 2005. – С. 9-11.

11. Мардиросова, И.В., Чубенко Е.Н., Черных Д.С. Модификация щебеночно-мастичных смесей / И.В. Мардиросова, Е.Н. Чубенко, Д.С.Черных // «Строительство - 2006»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2006. – С. 14-15.

12. Черных Д.С., Чубенко Е.Н., Ульянова И.В. Процессы старения вяжущего для ЩМА-смесей с использованием резинополимерного стабилизатора / Д.С. Черных, Е.Н. Чубенко, И.В. Ульянова// «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений»: мат-лы 1-й Всерос. науч.-практич. конф. Студентов, аспирантов и молодых учёных. – Омск: СибАДИ, 2006. –книга 3. –С. 175-177.

13. Илиополов С.К., Черных Д.С., Кучеров В.А. Цветные асфальтобетонные дорожные покрытия / С.К. Илиополов, Д.С. Черных, В.А. Кучеров// «Строительство - 2007»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростовна-Дону: РГСУ, 2007. – С. 6-7.

14. Черных Д.С. Модификация щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-20 / Д.С.Черных.: Известия РГСУ – Ростов-на-Дону. – 2007. –С. 328.

15. Илиополов С.К., Черных Д.С., Пономаренко Е.А. Вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей с повышенными адгезионными свойствами / С.К. Илиополов, Д.С. Черных, Е.А. Пономаренко // «Строительство мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. –С. 10.

16. Черных Д.С. Гранулированное полимерное вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей / Д.С.Черных.: Известия РГСУ – Ростов-на-Дону.

– 2008. –С. 378.

17. Илиополов С.К. Черных Д.С. Каучуко-полиолефиновое вяжущее для цветных асфальтобетонов / С.К. Илиополов, Д.С. Черных // «Строительство - 2009»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону:

РГСУ, 2009. –С. 7.

18. Черных Д.С. Гранулированное полимерное вяжущее для цветных асфальтобетонных смесей с добавлением отхода производства синтетического каучука. / Д.С.Черных.: Известия РГСУ – Ростов-на-Дону. – 2009. –С.

292-293.

19. Черных Д.С, Мардиросова И.В., Булатов Д.Д. Трещино и сдвигоустойчивый цветной пластбетон / Д.С. Черных, И.В.Мардиросова, Д.Д. Булатов // «Строительство - 2010»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. – С. 9-11.

20. Черных Д.С, Колев В.Г. Влияние пигмента на свойства цветного пластбетона / Д.С. Черных, В.Г. Колев // «Строительство - 2011»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2011. – С. 33-34.

21. Черных Д.С. Рекомендации по изготовлению цветных пластбетонных смесей и устройству покрытия./ Д.С.Черных.: Известия РГСУ – Ростовна-Дону. - 2011 –С. 374-375.

22. Черных Д.С., Мардиросова И.В., Колев В.Г. Длительная водостойкость цветного пластбетона на каучуко-полиолефиновом вяжущем / Д.С.

Черных, И.В. Мардиросова, В.Г. Колев // «Строительство - 2012»: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2012. –С. 51-52.



 
Похожие работы:

«БАРАБАШ ДМИТРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ КОМПОЗИЦИОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЖИДКИХ ОЛИГОДИЕНОВ 05.23.05 – Строительные материалы и изделия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Воронеж – 2009 Работа выполнена в Военном авиационном инженерном университете (Воронеж) и Воронежском государственном архитектурно-строительном университете Научный консультант – доктор технических наук, профессор Ю.Б. Потапов Официальные оппоненты...»

«Никульшина Лия Леонидовна ГРАДОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ Специальность: 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ростовский государственный строительный университет доктор...»

«ЛОСКУТОВА ДИАНА ВЛАДИМИРОВНА ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ УЗЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЛАСТИНАХ В СКВОЗНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2009 2 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель...»

«ХАМЗИН САБИТ КУРАШ-УЛЫ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (УЧЕБНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО) 05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства Автореферат диссертации в виде учебника на соискание ученой степени доктора технических наук Омск-2001 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Постоянное совершенствование организационно-технологических решений в строительстве, определяемое...»

«ГНЕЗДИЛОВА Светлана Александровна УЧЁТ ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД (НА ПРИМЕРЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ) (05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей) Автореферат диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук Москва 2010 2 Работа выполнена на кафедре Строительство и эксплуатация дорог Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета...»

«Гончарова Маргарита Александровна СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИТОВ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОГО И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАЛОИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИИ Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Воронеж – 2012 Работа выполнена в ФГБОУВПО Липецкий государственный технический университет и ФГБОУВПО Воронежский государственный архитектурностроительный университет...»

«Покка Екатерина Владимировна Принципы архитектурно-пространственного формирования многофункциональных пешеходных мостов Специальность 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2014 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ФГБОУ ВПО КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Научный руководитель Агишева Инга Назимовна кандидат...»

«ЖУСИП ТАЛГАТ СЕМБЕКУЛЫ Усовершенствование технологии земляных работ при строительстве магистральных водоводов с использованием англедозера 05.23.04 – Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Республика Казахстан Алматы 2010 1 Работа выполнена в ТОО Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства Научный руководитель доктор технических...»

«Ле Тхи Тху Хуэн ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЙСМОИЗОЛИРУЕМОГО ЗДАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАМЕНЯЕМЫХ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЕЙСМОИЗОЛЯТОРОВ Специальность 05.23.17 - Строительная механика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2010 -2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Мондрус...»

«САЛЛ МАГАТТЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ ДОРОЖНЫЕ БЕТОНЫ С КОМПЛЕКСНОЙ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов - на – Дону 2009 2 Работа выполнена на кафедре технологии вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ростовский...»

«Волынсков Владимир Эдуардович ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2012 г.   Диссертация выполнена в Московском архитектурном институте (государственной академии) на...»

«ТОТУРБИЕВ АДИЛЬБИЙ БАТЫРБИЕВИЧ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПЕНОБЕТОН НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ НА БЕСЦЕМЕНТНОМ КОМПОЗИЦИОННОМ ВЯЖУЩЕМ Специальность: 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ставрополь – 2006 -2 Работа выполнена на кафедре промышленного, гражданского строительства и производства изделий и конструкций Северо-Кавказского государственного технического университета Научный руководитель : доктор...»

«СОЛДАТОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ Специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном...»

«Кокодеева Наталия Евсегнеевна МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В СИСТЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА Специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего...»

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНОГО МАЛЫШЕВДОРОЖНЫХ ОДЕЖД РЕСУРСА Александр Алексеевич Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей Автореферат диссертации на с о и с к а н и е у ч е н о й с т е п е н и д о к т о р а т е х н и ч е с к и х наук Омск -2001 btP* 1 5 2 U 90 Работа выполнена в Сибирской государственной автомооильнодорожной академии (СибАДИ). Научный...»

«БЕЛЕНЦОВ Юрий Алексеевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Белгород – 2010 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова – доктор технических наук, профессор, Научный консультант академик...»

«Чупин Роман Викторович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАПОРНО-БЕЗНАПОРНЫХ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ СТОКОВ В СИСТЕМАХ ВОДООТВЕДЕНИЯ Специальность 05.23.04. – Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иркутск – 2010 Работа выполнена на кафедре городского строительства и хозяйства в Иркутском государственном техническом университете Научный руководитель : кандидат технических наук,...»

«Бучкин Андрей Викторович МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН ВЫСОКОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ, АРМИРОВАННЫЙ ТОНКИМ БАЗАЛЬТОВЫМ ВОЛОКНОМ 05.23.05 – Строительные материалы и изделия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2011 г. 2 Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона имени А.А. Гвоздева (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева) – ОАО НИЦ...»

«МАТАШОВА Марина Александровна ЭКОЛОГО-ГРАДОСТРОИТЕЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИРЕЧНЫХ ТЕРРИТОРИЙ КРУПНОГО ГОРОДА (на примере г. Хабаровска) Специальность 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2011 Работа выполнена на кафедре урбанистики и дизайна городской среды ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель :...»

«Якименко Ольга Владимировна ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ЛЕДОВЫХ ПЕРЕПРАВ, АРМИРОВАННЫХ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ Специальность 05.23.11– Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Омск • 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) доктор технических наук, профессор...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

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