Содержание к диссертации
с.
Введение 4
1 Теоретические основы, технологии производства и применения водо-
битумных эмульсий 6
Водо-битумные эмульсии, области применения 6
Общие сведения о битумных эмульсиях 10
Эмульгаторы битумных эмульсий 13
Битум 16
Особенности эмульгирования битумов 18
Устойчивость водо-битумных эмульсий 23
Способы приготовления и разрушения водо-битумных эмульсий 29
Подбор оптимальных составов битумных эмульсий различного назначения 37
2 Получение и оценка качества водо-битумных эмульсий 40
Выбор объекта исследования 40
Методика приготовление водо-битумных эмульсий 42
Оценка качества водо-битумных эмульсий 44
Определение воды в водо-битумных эмульсиях методом ЯМР 49
Получение и оценка качества водо-битумных эмульсий на основе эмульгаторов Peral 414 и Diiioram SL 58
Синтез катионоактивного эмульгатора для получения водо-битумных эмульсий 67
4.1 Методы синтеза катионоактивных ПАВ 67
Синтез поверхностно-активных веществ 70
Получение и оценка качества водо-битумных эмульсий на основе синтезированных эмульгаторов 76
5 Модификация водо-битумых эмульсий полиалкилбензольной смолой 85
Исследование состава полиалкилбензольной смолы 85
Водо-битумные эмульсии на основе полиалкилбензольной смолы 93
6 Разработка технологии производства водо-битумных эмульсий 111
6.1 Технология производства эмульгаторов для водо-битумных
эмульсий 111
6.2 Технология производства водо-битумных эмульсий 114
Заключение И 7
Список использованных источников литературы 118
Приложение 1. Акт о проведении опытно-промышленных испытаний
водобитумных эмульсий в ГУ «Волговятскуправтодор» 128
Введение к работе
Нефтяные и природные битумы широко используются в качестве эффективных вяжущих при строительстве и ремонте дорожного полотна, укреплении откосов дорог и дамб, а также в качестве различных защитных покрытий. Применение битума в виде водной эмульсии многократно повышает эффективность его использования. Водо-битумные эмульсии (ВБЭ) имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными «горячими» технологиями, связанные с продлением строительного сезона, улучшением сцепления битума с поверхностью минерального материала, экономией вяжущего до 20-30%, возможностью проведения работ с влажными каменными материалами.
В практике дорожного строительства ВБЭ преимущественно используются для поверхностной обработки, ямочного ремонта, под грунтовки и обработки щебня методом пропитки.
Приготовление во до-битум ных эмульсий заключается в диспергировании нагретого выше температуры размягчения битума в дисперсионной среде, как правило в воде, стабилизации при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ) и использовании различного рода технологических добавок.
Важным параметром, характеризующим пригодность ВБЭ для использования в тех или иных условиях, является индекс распада (ИР) и сцепляе-мость битума, выделенного из эмульсии, с поверхностью минерального наполнителя.
В процессе применения водо-битумных эмульсий возникает острая проблема использования эмульсий с различными эксплуатационными свойствами. Это диктуется различными целями использования их в дорожном строительстве и приводит к тому, что для каждого конкретного случая приходится использовать различные по классу эмульсии. Для решения данной задачи в процессе производства битумных эмульсий приходится использо-
вать разные эмульгаторы или использовать различные по природе битумы, что приводит к усложнению технологии производства эмульсий. Данная проблема частично решается с использованием модифицирующих добавок.
Работа выполнялась в соответствии с подпрограммой «Автомобильные дороги» федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 гг.)».
В связи с изложенным целью работы является подбор модифицирующей добавки, которая позволяла бы изменять свойства эмульсий, в первую очередь скорость распада, в широком диапазоне при одной и той же природе, как битума, так и эмульгатора. Синтез и разработка технологии производства катионоактивных эмульгаторов.
Научная новизна заключается в установлении закономерностей влияния полиалкилбензольной смолы (ПАБС) на коллоидные характеристики водо-битумных эмульсий в зависимости от концентрации, условий и способа введения смолы. Дана оценка влияния ПАБС на эксплуатационные свойства ВБЭ, на свойства битума, выделенного из эмульсии. Установлено, что увеличение скорости распада связано с уменьшением дисперсности эмульсий, а также повышением адгезии дисперсной фазы к поверхности минерального материала.
Практическая ценность заключается в разработке рецептур, позволяющих получать медленно-, средне- и быстрораспадающиеся эмульсии с использованием битума и эмульгатора одной природы. Результаты исследований подтверждены актами испытаний, проведенных в ГУ «Волговятск-управтодор». На основе нецелевых фракций а-олефинов С20-С28 синтезирован и испытан эффективный эмульгатор для водо-битумных эмульсий. Разработана методика экспресс-анализа содержания воды в битумных эмульсиях методом импульсной техники ЯМР.
