Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Мухаматдинов Ирек Изаилович

Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой
<
Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой
>

Диссертация - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мухаматдинов Ирек Изаилович. Битумные вяжущие, модифицированные катионоактивной адгезионной присадкой: диссертация ... кандидата технических наук: 02.00.13 / Мухаматдинов Ирек Изаилович;[Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»].- Казань, 2015.- 163 с.

Введение к работе

Актуальность работы. Современный уровень развития автомобильного транспорта связан с непрерывным увеличением доли грузоперевозок, интенсивностью движения грузовых транспортных средств, приводящие к росту динамических нагрузок на дорожное покрытие. Эти и другие объективные факторы требуют дальнейшего повышения качества дорожного битума через поиск новых технико-технологических решений для достижения высоких физико-механических характеристик асфальтобетонных покрытий и, тем самым, обеспечения их долговечности.

Необходимыми условиями повышения качества битума как вяжущего материала являются высокая адгезия к поверхности минерального материала, расширение интервала пластичности, обеспечивающего высокую степень трещиностойкости покрытия в условиях пониженных температур, устойчивость к образованию пластических деформаций, стабильность свойств при воздействии высоких температур.

Битумы по своей природе не обладают в должной степени адгезионно-прочностными свойствами, т.к. преимущественно склеивают только минеральные частицы основной породы и, кроме того, становятся хрупкими в зимний период. Такое явление наблюдается практически на всей территории Российской Федерации.

Одним из перспективных путей улучшения адгезионных свойств битума является применение специальных присадок и модификаторов, способных обеспечить материалу высокую сцепляемость с минеральным наполнителем и ингибировать процессы старения в асфальтовом покрытии.

По этим причинам проблема создания импортозамещающей технологии производства эффективной адгезионной присадки, оказывающей существенное влияние на сцепляемость битума с поверхностью минеральных материалов и, как следствие, улучшения долговечности асфальтобетона является актуальной задачей.

Цель и основные задачи исследования. Основная цель работы заключалась в разработке технологии получения катионоактивной адгезионной присадки для дорожных битумов и асфальтобетонных смесей на их основе.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- на основе анализа состава, структуры и свойств нефтехимического сырья, провести
выбор компонентов для синтеза катионоактивной адгезионной присадки;

- изучить закономерности влияния разработанной присадки на физико-химические
характеристики, групповой химический состав, дисперсное строение, реологические
свойства исходных и модифицированных битумов, с учетом данных, полученных методами
ИК- и ЭПР-спектроскопии;

- провести исследования влияния разработанной присадки на адгезионно-когезионные
свойства битумов, на степень их старения и оценка физико-механических характеристик
асфальтобетонных смесей;

- разработать и согласовать с ведущими дорожными организациями технические
условия на адгезионную присадку с регистрацией в базе данных «Продукция России» и
выпустить опытную партию реагента;

- осуществить выпуск опытно-промышленной партии модифицированного битума и
на его основе провести укладку опытного участка дорожного полотна с последующим
проведением авторского надзора за состоянием покрытия.

Научная новизна.

Впервые получены исходя из специфических особенностей свойств неклассических
катионных поверхностно-активных веществ 1-(21-алкилимидазолинил-11)-2-[(22-

алкилимидазолинил-12)поли(этилен-N-алканоиламидо)]этаны, способные обеспечить

дорожным битумам повышенную адгезию к минеральным материалам и отличающиеся высокой термической стабильностью.

Установлены закономерности изменения группового химического состава и структурных особенностей модифицированных битумов с использованием адгезионной присадки.

Выявлены значения эффективного диаметра частиц при оптимальном содержании присадки 0,8 % масс., при котором битумная система достигает наиболее активного состояния.

Показано, что уменьшение краевого угла смачивания, поверхностного натяжения битумов, и, как следствие, повышение работы адгезии находится в экстремальной зависимости от содержания адгезионной присадки в битуме.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Разработана катионоактивная адгезионная присадка, отличающаяся высокой термической стабильностью и повышенной адгезией к минеральному материалу асфальтобетонной смеси.

Разработана технология получения модифицированного битумного вяжущего с участием адгезионной присадки.

Разработаны и согласованы с потенциальными заказчиками технические условия на присадку «Адгезолин» (ТУ 0257-007-02066730-2013) с регистрацией в БД «Продукция России».

На производственной базе ОАО ХК «Татнефтепродукт» в соответствии с техническими условиями выпущена опытная партия присадки «Адгезолин» в количестве 400 килограмм.

На основе битума марки БНД 60/90 производства ОАО «ТАИФ-НК» в 2012 году на
промышленной базе ЗАО «Трест Камдорстрой» выпущена опытная партия

модифицированного битума с участием присадки «Адгезолин» в количестве 40 тонн, произведена укладка опытного участка дорожного полотна общей площадью 7900 кв.м. на объекте - мостовой переход через р. Мелекеска в г. Набережные Челны, осуществлен авторский надзор за состоянием опытного участка дороги. Целесообразность производства модифицированного битума и асфальтобетона на основе присадки «Адгезолин» обоснована технико-экономическими расчетами.

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач исследования, выборе объектов и методов исследования, непосредственном участии в проведении экспериментов, обобщении и обсуждении полученных результатов, формулировке основных научных положений и выводов, в опубликовании полученных результатов и апробации материалов диссертационной работы.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования были выбраны полиэтиленполиамины, олеиновая кислота, толуол (для синтеза присадки), окисленные битумы производства ОАО «ТАИФ-НК», ОАО «Сызранский НПЗ» и полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) на их основе, неокисленный битум Елховского НПУ НГДУ «Елховнефть», а также битумы, модифицированные присадкой «Адгезолин».

Для изучения структурно-группового состава, особенностей химического строения, физико-химических характеристик битумов в работе были применены инструментальные методы анализа, такие как ИК-, ЭПР-спектроскопия, рентгенографический анализ, метод определения смачивания, динамического светорассеяния, адсорбционно-жидкостной хроматографии, динамической вязкости, испытание битумов на старение по ASTM D 2872, стандартные методы анализа битумов по ГОСТ 22245-90.

Публикации и апробация работы. Основные результаты диссертации изложены в 4 статьях, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК, 1 учебном пособии, а также тезисах 6 международных и всероссийских конференций. Получен патент РФ на изобретение. Материалы диссертационной работы докладывались на Международной заочной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности» (Тамбов, 2013); Международном научном форуме «Ломоносов-2013» (Москва, 2013), диплом ректора МГУ за лучший доклад; 51-ой Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2013), диплом 1 степени; международной научной школе «Международное сотрудничество в области химии и химической технологии: образование, наука, производство» (Казань, 2013), VI Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (Уфа, 2013), конференции

молодых ученых «Молодежь и инновации Татарстана» КФТИ КазНЦ РАН (Казань, 2015), итоговых научных конференциях К(П)ФУ (Казань, 2013, 2014, 2015 гг.), в финале «Республиканского молодежного форума» (Казань, 2015), а также на Молодежном форуме «iВолга-2015». Работа прошла в суперфинал конкурса «Intellect2All» агентства стратегических инициатив «Лифт в будущее» (Москва, 2015).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу, 42 рисунка. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающая 199 ссылок на публикации отечественных и зарубежных авторов и 4 приложений. В первой главе представлен обзор литературных данных, характеризующий современное состояние и пути совершенствования производства нефтяных битумов, а также теоретические и прикладные основы модификации битумов. Во второй главе представлены объекты и методы исследований. В третьей главе даны результаты исследований по модификации битумных вяжущих катионоактивной адгезионной присадкой. В четвертой главе изложены результаты опытно-промышленных испытаний модифицированных битумов и асфальтобетонных смесей на их основе.

Автор выражает глубокую благодарность к.х.н., доценту Казанского

(Приволжского) федерального университета Фахретдинову П.С. за содействие и научную консультацию при выполнении и оформлении диссертационной работы.