Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современное состояние проблемы. цель и задачи исследования 10
1.1. Основные дефекты цементобетонних покрытий автомобильных дорог в регионах с суровым климатом
1.2. Анализ способов ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог
1.3. Цель и задачи исследований 39
Глава II. Обоснование способа ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий с использованием порошковых полимеров 41
2.1. Требования к свойствам материалов для ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий 4'
2.2. Исследование структурообразования полимерно- минерального покрытия на основе поливинилбутираля 52
2.3. Выводы 61
Глава III. Исследования физико-механических свойств и технологических параметров устройства покрытий на основе поливинилбутираля 63
3.1. Определение прочности материала полимерного покрытия на растяжение при изгибе 63
3.2. Определение прочности сцепления с цементобетоном полимерно-минерального покрытия 65
3.3. Определение износостойкости материала полимерно-минерального покрытия 70
3.4. Определение технологических параметров ремонта поверхностного слоя бетона 72
Глава IV. Опытно-экспериментальные работы по ремонту цементобетонных покрытий с использованием порошковых полимеров 87
4.1. Ремонт поверхностного слоя цементобетонного покрытия 87
4.2. Оценка качества ремонта цементобетонного покрытия 91
4.3.0храна окружающей среды при производстве ремонтных работ 93
4.4. Выводы 95
Глава V. Эффективность результатов исследований 97
5.1. Методика расчета экономической эффективности 97
5.2. Уровень эффективности результатов исследований 101
Заключение 106
Литература 108
Приложение.
- Анализ способов ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог
- Исследование структурообразования полимерно- минерального покрытия на основе поливинилбутираля
- Определение прочности сцепления с цементобетоном полимерно-минерального покрытия
- Оценка качества ремонта цементобетонного покрытия
Введение к работе
Актуальность работы. Концепцией развития дорожной отрасли России на современном этапе является сохранение и поддержание транспортно-эксплуатационного состояния существующей сети автомобильных дорог.
Получившие широкое распространение в период освоения промышленных территорий регионов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера автомобильные дороги с цементобетонными покрытиями эксплуатируются уже более 30 лет. Неблагоприятные воздействия суровых природно-климатических факторов, тяжелых транспортных нагрузок привели к существенному износу и образованию различных повреждений дорожных покрытий, одними из которых являются разрушения поверхностного слоя бетона. Следствием этого является рост потребности в выполнении и увеличение объемов ремонтно-восстановительных дорожных работ.
Опыт эксплуатации автомобильных дорог с цементобетонными
покрытиями показывает, что существующие способы ремонта
поверхностных разрушений недостаточно эффективны, особенно в
регионах с суровым резко континентальным климатом. В условиях
постоянного роста осевых нагрузок транспортных средств и
интенсивности движения актуальной задачей является
совершенствование методов восстановления поверхностного слоя бетона с целью повышения надежности и работоспособности жестких покрытий автомобильных дорог.
Основная идея работы заключается в использовании полимерно-минеральных композиций на основе поли винил бутирал я (ПВБ) для повышения эффективности ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог в условиях сурового климата.
Целью диссертационной работы является разработка и научное обоснование способа ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог в условиях сурового климата путем его обработки полимерно-минеральными композициями на основе пол ивинил бутираля.
Для достижения поставленной цели предусмотрено решение следующих задач:
Обосновать требования к свойствам материалов для ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий применительно к условиям сурового климата.
Подобрать оптимальные составы композиций на основе поливинилбутираля (ПВБ). Определить физико-механические характеристики полимерно-минеральных покрытий, установить технологические параметры их устройства.
Разработать технологию ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог.
Оценить эффективность разработанного способа ремонта поверхностного слоя цементобетонных дорожных покрытий.
Методы исследований. Работа выполнена с использованием комплексных методов исследований, включающих: патентно-информационный анализ; физико-механическую оценку свойств получаемых покрытий; проверку качественных характеристик ремонтных слоев покрытий в натурных условиях; методы математического и физического моделирования. Использованы методы математической статистики и программные средства расчетов на ЭВМ.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждается достаточным объемом теоретических, лабораторных и опытно-экспериментальных исследований, выполненных в результате изучения явлений и
процессов, лежащих в основе предлагаемого решения, с использованием современных методов и приборов, позволяющих провести эксперименты с допустимой погрешностью; применением ЭВМ при обработке полученных в ходе исследований данных; проверкой результатов исследований при ремонте поверхностного слоя цементобетонных дорожных покрытий.
Защищаемые научные положения:
І.При эксплуатации автомобильных дорог влияние природно-климатических факторов на работоспособность поверхностного слоя жестких покрытий в районах с суровым климатом значительно выше, чем в условиях умеренного климата, что предопределяет особые требования к физико-механическим характеристикам материалов для ремонта: высокой механической прочности, сцеплению с цементобетоном, повышенной деформативной способности, износостойкости и морозоустойчивости.
Повышение эффективности ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог достигается применением полимерно-минеральных композиций на основе поливинилбутираля, обладающих высокими прочностными, деформативными и адгезионными свойствами.
Высокие физико-механические свойства ремонтных слоев покрытий обеспечиваются при соблюдении оптимальных технологических параметров их устройства, а именно, толщины наносимого слоя, температуры и продолжительности нагревания полимерно-минеральной композиции.
Разработанная технология ремонта поверхностных разрушений цементобетонных покрытий автомобильных дорог с использованием композиций на основе ПВБ позволяет создавать покрытия с высокими эксплуатационными качествами, а также сократить трудоемкость и повысить экологическую безопасность выполнения работ.
Научная новизна работы:
обоснованы требования к свойствам материалов, используемых для ликвидации поверхностных разрушений бетона дорожных покрытий, применительно к условиям сурового климата;
разработан способ ремонта поверхностного слоя цементобетони ых покрытий автомобильных дорог, заключающийся в нанесении на ремонтируемую поверхность полимерно-минеральной композиции на основе ПВБ с последующей высокотемпературной обработкой;
подобран оптимальный состав композиции ПВБ с природным песком, обеспечивающий при наименьшем содержании полимера высокие физико-механические характеристики получаемых покрытий;
разработаны параметры обработки и технологические схемы ремонта поверхности цементобетонных дорожных покрытий полимерно-минеральными композициями на основе ПВБ.
Практическая ценность работы заключается в обосновании нового метода ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог и разработке технологии устройства тонкослойных покрытий из полимерно-минеральных композиций на основе поливинилбутираля, которая обеспечивает сокращение трудоемкости работ, высокое качество, быстрый ввод в эксплуатацию и увеличение срока службы отремонтированного покрытия.
Апробация работы. Представленная работа выполнена в соответствии с Межвузовской научно-технической программой «Архитектура и строительство» Министерства образования Российской Федерации; раздел 9.3.1.5 «Разработка методов повышения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог в условиях Забайкалья».
Основные положения диссертационной работы и практические результаты обсуждались на 1-й Международной научно-практической конференции «Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса», Ростовский государственный строительный университет, 1998 г.; 1-й Международной научно-технической конференции «Реконструкция и ремонт транспортных сооружений в климатических условиях Севера», Архангельский государственный технический университет, 1999 г.; Н-й Межрегиональной научно-технической конференции «Развитие городской инфраструктуры и земельной реформы в условиях перехода к рыночной экономике», Хабаровский государственный технический университет 2000г.; научно-технических конференциях Читинского государственного технического университета 1998,1999,2000 гг.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 работах, в том числе: 5 научных статей, 3 доклада на научно-технических конференциях. Получен патент на изобретение № 2101414 РФ, МКИ 6 Е 01 С 7/35, 7/10, 11/24. «Способ обработки цементобетонного покрытия» от 10.01.1998 г.
Структура диссертационной работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы более _100_ наименований и включает 130 страниц машинописного текста, _33_ табл., 14_ рисунков и приложение.
Анализ способов ремонта поверхностного слоя цементобетонных покрытий автомобильных дорог
Назначение метода ремонта цементобетонных дорожных покрытий зависит от величины их износа, интенсивности распространения и глубины разрушений. Соответственно, виды ремонтных работ можно подразделить по следующим признакам: по виду, глубине и характеру распространения разрушений; по применяемым материалам; по способам их нанесения (рис. 1.2).
До недавнего времени мероприятия по улучшению транспортно-эксплуатационных качеств и устранению разрушений дорожных покрытий сводились к капитальному ремонту посредством укладки новых слоев усиления. Принимая во внимание, что мелкие неглубокие повреждения поверхностного слоя бетона ускоряют процесс его разрушения, проф. Виноградовым А.П. была разработана новая современная концепция восстановления работоспособности покрытий, направленная на устранение возникающих повреждений, не допуская их развития и накопления. Своевременное выполнение ремонтно-профилактических работ на ранней стадии появления поверхностных разрушений позволит продлить срок службы дорожных покрытий и потребует значительно меньших затрат на ремонт [19, 45].
Восстановление слоя износа, ликвидацию участков с разрушением поверхностного слоя цементобетона выполняют путем устройства тонкослойных покрытий. Тонкие и сверхтонкие ремонтные слои не только улучшают транспортно-эксплуатационные показатели дорог и устраняют дефекты проезжей части, но и обеспечивают защиту верхнего слоя бетона от быстрого повреждения.
Проблемой разработки способов ремонта поверхностного слоя цементобетона занимались многие научно-исследовательские организации: Союздорнии, МАДИ, МИИТ, КАДИ, СибАДИ, Белдорнии, Мордовский государственный университет, Аэропроект и др. За рубежом аналогичные исследования проводили англоголландский концерн «Shell», фирмы «Scholten Рохпо1»(Германия), «Сальвиан»(Франция) и др. В большинстве своем они вели разработку принципиально новых или модификацию традиционных вяжущих материалов с целью улучшения свойств покрытий на их основе.
В условиях совместного воздействия природно-климатических факторов и транспортных нагрузок ремонтные слои покрытий должны обеспечивать эксплуатационные качества в течение максимально длительного периода эксплуатации дорог. Они должны обладать высокими физико-механическими свойствами и удовлетворять целому комплексу технологических, эксплуатационных и социально-экономических требований, зависящих от назначения ремонтного слоя и условий эксплуатации дорог [22,45,83].
В первую очередь, разработка новых методов ремонта поверхностного слоя обусловлена ограниченной возможностью использования для этих целей самого цементобетона. Бетонные смеси применяют при замене вышедших из строя отдельных плит или при ремонте замкнутых повреждений - раковин, выбоин, сколов кромок и отколов углов. Участки с глубиной разрушений до 3 см заделывают мелкозернистым бетоном методом торкретирования. При большей глубине разрушений используют песчаные или щебенистые бетоны с предельной крупностью щебня до 20 мм [18, 85].
Применяемые для ремонта бетоны должны иметь прочность на растяжение при изгибе и морозоустойчивость не ниже значений для ремонтируемого бетона. Для обеспечения сцепления слоев поврежденную бетонную поверхность предварительно грунтуют цементно-коллоидньш клеем (ЦКК) с использованием цемента марки не ниже М500 [18,24,43,85]. Значительно повышает сцепление нового слоя со старым покрытием добавка в бетонную смесь и в ЦКК 0,025 % водорастворимого полимера ВРП-31 и 2 % СаСЬ [54]. Также известен способ грунтовки раствором нитрит нитрата калия, предложенный специалистами Ленинградского ВВИСКУ им. А.Н. Комаровского [56]. Применение способа грунтовки предполагает предварительное вскрытие частиц крупного заполнителя, и в зависимости от глубины вскрытия (до 5-10 мм) сцепление слоев нового и старого бетона составляет от 53 до 86 % от прочности контрольных образцов бетона на срез. При этом при глубине вскрытия до 5 мм срез происходил по контакту слоев. Существенным недостатком ремонта покрытий цементобетонными смесями является длительный набор бетоном необходимой прочности (5-7 сут) [18,85]. Закрытие движения на этот период в условиях высокой интенсивности на дорогах I-III технической категории практически не возможно.
Для более быстрого ремонта замкнутых повреждений применяют мелкозернистый бетон на жидком стекле [18,24,43,85], включающий: жидкое натриевое стекло - 13 % по массе; феррохромовый шлак - 4 6 %; гранулированный доменный шлак - 20 22 %; песок крупностью частиц более 2 мм - 59 63 %. Укладка и уход за покрытием осуществляется также, как в случае применения цементобетона. Смесь характеризуется быстрым схватыванием (20-50 мин), в результате чего движение по отремонтированному участку можно открывать через 5-7 ч после окончания работ. Однако быстрый срок схватывания лишь дает возможность использования смесей на жидком стекле в небольшом количестве при ремонте отдельных очагов поверхностного разрушения.
Для ремонта цементобетонных покрытий автомобильных дорог при сплошном послойном разрушении в большинстве случаев применяют битумосодержащие материалы. В зависимости от глубины повреждений средне - и крупношероховатые покрытия устраивают из горячих многощебенистых асфальтобетонных смесей типа А или Б (при замене природного песка дробленым), а также путем двойной поверхностной обработки [18,34,44,85,91].
На автомобильных дорогах Новосибирской и Кемеровской областей, а также Алтайского края путем устройства тонких асфальтобетонных слоев толщиной 2,5 5 см отремонтировано более 15000 м" цементобетонных покрытий. Рекомендуемая для ремонта смесь содержала: щебень (фр. 5 20 мм) - 66 70 %, песок - 19 28 % или
Исследование структурообразования полимерно- минерального покрытия на основе поливинилбутираля
Формирование ремонтного покрытия предусматривает адгезионное закрепление слоя полимерно-минерального материала на поверхности бетона. Ключевую роль в этом играет процесс оплавления самого полимера. Как и все аморфные порошковые полимеры, ПВБ обладает тремя физическими состояниями: стеклообразным, высокоэластичным и вязкотекучим [10,98]. Переход из одного состояния в другое не сопровождается фазовыми превращениями, а характеризуется лишь разными скоростями релаксационных процессов и вязкого течения. Переход из одного состояния в другое осуществляется в некоторых температурных интервалах. Средние температуры, определяющие область перехода, получили название температуры стеклования Тс и текучести Тт. Верхний температурный предел формирования покрытий из расплавов ограничивается температурой деструкции Тр (разложения). Нижний предел эксплуатации покрытия ограничивается температурой хрупкости Ткр. Для поливинилбутираля характерны следующие интервалы температур (табл. 2.3) [10, 98].
Оплавление порошка ПВБ является сложным физико-химическим процессом, включающим следующие стадии: переход порошка в вязкотекучее состояние, смачивание подложки и растекание расплава полимера, монолитизация (сплавление) частиц между собой, удаление из расплава газовых включений.
При контакте капли расплава с бетонной поверхностью системастремится к термодинамическому равновесию, т.е. к уменьшениюповерхностной энергии. Скорость смачивания и растекания vp связана спараметрами расплава и подложки следующим уравнением [6]:где атг , а и ажг - поверхностное натяжение на границах раздела твердое тело - жидкость - газ, мДж/м2; а - краевой угол смачивания;/ - сила, противодействующая растеканию и имеющая размерность поверхностного натяжения.
Смачивание и растекание, согласно уравнению (2.17), ускоряется при уменьшении вязкости расплава л, а также поверхностного натяжения с на границах раздела бетон-расплав и расплав-воздух.
Процесс формирования покрытия предусматривает полное самослипание частиц полимера. Сплавление частиц порошка происходит в начале за счет самодиффузии (взаимного проникновения и переплетения звеньев макромолекул), а затем в результате действия вязкого течения материала [ 10,21,98]. «Сшивка» молекул ПВБ осуществляется как по линейной схеме (рис. 2.4а), так и с образованием трехмерного полимера (рис. 2.46). Трехмерное сшивание макромолекул ПВБ происходит при температуре нагрева выше 200 С и способствует значительному повышению прочности, химической атмосферостойкости получаемых покрытий по сравнению с неструктурированными [10,98]. Механизм вязкого течения расплава полимера имеет аналогию со слиянием капель жидкости (рис. 2.5). Движущей силой процесса является капиллярное давление р.
Время полного слияния частиц (захлопывания поры) т определяется уравнением Френкеля Я.Щ98]:
Недостатком большинства покрытий, получаемых из порошковых полимеров является наличие газовых включений. Их основными источниками в покрытиях являются воздух, блокируемый вязко-текучими частицами порошка и продукты термоокислительной деструкции полимера. Исследования показали, что удаление газовых включений происходит по механизму диффузии газа через расплав полимера [10,11,98]. Движущей силой этого процесса также является стремление системы к уменьшению своей поверхностной энергии. Заполнение полости пузыря расплавом осуществляется вследствие вязкого течения материала. Время удаления газовых включений тг соизмеримо со временем сплавления частиц порошка и определяется:где Ro - радиус газовой поры, мкм.
Исследования удаления газовых включений из расплава ПВБ позволяют отметить влияние на данный процесс температурных условий [10]. Скорость удаления газовых включений растет с повышением температуры термостатирования ( 225С). С повышением температуры ( 250С) происходит увеличение объема газовых включений в следствие образования продуктов термоокислительной деструкции.
Как и все вязкие жидкости, при растекании расплавы полимеров одновременно заполняют углубления поверхности подложки и проникают в тело бетона. Шероховатость цементобетонного покрытия увеличивает истинную площадь контакта меду полимером и подложкой по сравнению с гладкой поверхностью [10]. Капиллярно-пористая структура бетона уменьшает краевой угол смачивания а и способствует пропитке бетонной поверхности расплавом полимера. В начале процесса происходит быстрое насыщение крупных пор, капилляров и прилегающих к ним участков, а затем постепенное заполнение мельчайших капилляров и пор [9]. Это находит свое отражение на типичных кривых кинетики капиллярной пропитки (рис. 2.6).
Проникая внутрь поверхности подложки, полимер заклеивает дефекты структуры цементного камня, заполнителя и контактной зоны, повышая тем самым сопротивление нагрузкам и трещиностойкость верхнего слоя бетона, предотвращая его разрушение. При этом устанавливается адгезионное взаимодействие (сцепление) между расплавом полимера и подложкой. Термическое расширение бетона при высокотемпературном нагревании приводит к увеличению объема пор и капилляров, что благоприятствует процессу кольматации за счет повышения содержания полимера в бетоне.
Определение прочности сцепления с цементобетоном полимерно-минерального покрытия
Для определения сдвигоустойчивости полимерно-минерального покрытия и его прочности сцепления с цементобетоном в качестве образцов использовали бетонные кубики размером 100x100x100 мм класса В35. При изготовлении образцов полимерных покрытий толщиной более 5 мм на поверхность бетона предварительно наносили чистый поливинилбутираль расходом 200-=-300 г/м2, а затем полимерно минеральный состав. Нагрев основного и грунтовочного слояосуществляли одновременно. Для сравнения проводили испытания наотрыв и сдвиг с образцов покрытий на основе эпоксидно-минеральной
Схема проведения испытания на отрыв представлена на рис. 3.2а. На поверхность полимерно-минерального покрытия 2 при помощи синтетического клея наклеивали штамп 3 - стальную металлическую пластину квадратной формы размерами 50x50 мм. Бетонный кубик 1 при помощи специально изготовленной металлической обоймы 4 закрепляли на верхней неподвижной опоре 5 разрывной машины Р-5 так, чтобы испытуемая поверхность была перпендикулярна оси усилия отрыва.. Штамп закрепляли на нижней подвижной опоре.
Испытание тонкослойных покрытий на сдвиг проводили аналогично испытанию на отрыв, за исключением того, что образец закрепляли на опоре разрывной машины так, чтобы испытуемая поверхность была параллельна оси усилия отрыва. Схема проведения испытания на сдвиг представлена на рис. 3.26.
Значения сцепления между слоями и сопротивления сдвигу определяли соответственно по усилию отрыва и сдвига полимерно-минерального материала от поверхности цементобетона. После проведения испытания определяли вид разрушения - по телу полимерного материала, по контакту между слоями или по телу цементобетона. При этом указывали площадь того или иного вида разрушения.
Полученные результаты испытаний (табл. 3.2) свидетельствуют о том, что величина сцепления покрытий на основе ПВБ с цементобетоном соответствует допускаемым значениям по условиям эксплуатации ремонтных слоев полимерных покрытий (п.2.1) и в большинстве случаев превышает показатель для эпоксидно-минерального материала. Использование композиций с соотношением ПВБ к заполнителю 1:10 обеспечивает полимерному покрытию толщиной до 5 мм наибольшее сопротивление касательному сдвигу и сцепление с цементобетоном. При устройстве покрытий толщиной до 10 мм повышение их адгезионной прочности с уменьшением содержания ПВБ в композиции происходит незначительно, что обусловлено наличием и степенью полимеризации грунтовочного слоя.
С учетом особенностей сурового климата были проведены исследования прочности полимерно-минерального материала на отрыв при попеременном замораживании и оттаивании. Условия испытаний, а также количество образцов устанавливали в соответствии с нормативными требованиями по определению морозостойкости бетона [15]. Контрольные образцы покрытий в количестве 6 шт. перед испытанием на прочность сцепления с бетоном, а основные образцы перед замораживанием насыщали 5 %-ным водным раствором хлористого натрия в течении 4 суток. Контрольные образцы через 2 ч после извлечения из ванны испытывали на прочность сцепления слоя полимерного материала с бетоном.
Замораживание основных образцов осуществляли в морозильной камере в воздушной среде при температуре минус 18±2 С в течении 2,5 ч. После каждого замораживания образцы оттаивали в ванне с 5 %-ным водным раствором хлористого натрия в течении 2 ч. Температуру жидкости в ванне контролировали в пределах 18+2 С и после каждых 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания меняли водно-солевой раствор.
Число циклов замораживания-оттаивания материала задавали в пределах от 50 до 200 с шагом 50 и в пределах от 200 и выше с шагом 100. После проведения каждой серии циклов определяли прочность сцепления слоя полимерной композиции с цементобетоном. В каждой серии промежуточных испытаний использовали по 6 основных образцов. Испытания заканчивали, когда прочность сцепления материала с бетоном после определенной серии циклов замораживай ия-оттаивания уменьшалась более, чем на 5 % по сравнению со средними показателями для контрольных образцов.
Оценка качества ремонта цементобетонного покрытия
Качество ремонта цементобетонного дорожного покрытия было оценено следующим образом: - проведен визуальный осмотр отремонтированного участка покрытия; - определено сцепление полимерно-минерального покрытия с цементобетоном; -определены ровность и сцепные качества отремонтированного покрытия. Для определения величины сцепления полимерно-минерального покрытия с цементобетоном на его поверхность в нескольких местах наклеивали металлические штампы 0 50 мм. Отрыв штампов от поверхности бетона производили с использованием прибора ППГ-1. По усилию, отнесенному к площади отрыва полимерно-минерального покрытия, устанавливали величину его сцепления с цементобетоном. После отрыва штампа определяли вид и площадь разрушения. Результаты испытаний (табл. 4.1) показали, что средняя величина сцепления ремонтного слоя покрытия с цементобетоном соответствует значению прочности на осевое растяжение бетона класса В30 [12]. Ровность поверхности отремонтированного дорожного покрытия определяли путем дискретного измерения микропрофиля с использованием универсальной 3-метровой рейки КП-231. При этом просветы в местах сопряжения полимерно-минерального и цементобетонного покрытия отсутствовали. Коэффициент сцепления для ремонтного слоя полимерно-минерального материала и соседнего участка проезжей части с цементобетонным покрытием определяли с использованием прибора ППК-МАДИ ВНИИБ. Испытания проводили на мокром покрытии в соответствии с действующей методикой [2,65,86]. Из анализа полученных результатов (табл. 4.2) следует, что коэффициент сцепления покрытия на основе композиции ПВБ с природным песком соответствует нормативным требованиям и по значениям не отличается от показателей цементобетонного покрытия соседнего участка. Следовательно при ремонте предлагаемым способом обеспечивается однородность дорожного покрытия по сцепным качествам.
Большинство порошковых полимеров, в том числе и поливинилбутираль, в исходном и готовом виде безвредны, и не опасны для здоровья [59]. ПВБ является однокомпонентним полимером, способным формировать покрытия без участия отвердителей и модификаторов. Тем самым, исключается основной источник выделения вредных веществ, образуемых в результате взаимодействия добавок с полимером. Поэтому, покрытия на основе ПВБ по сравнению с традиционными полимерными смолами более безопасны.
Тем не менее, превышение оптимальной температуры пленкообразования ПВБ создает условия для выделения продуктов его термоокислительной деструкции, таких как масляный альдегид или кислота, окись углерода, непредельные углеводороды, которые обладают раздражающим действием на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, а в больших концентрациях способны вызвать нарушение дыхания и наркоз [98]. Принимая во внимание оптимальные температурно-временные условия нагрева и небольшой расход вяжущего в композиции ПВБ с песком, можно утверждать, что содержание продуктов термоокислительной деструкции полимера в окружающем воздухе будет незначительно.
Токсичность процесса формирования полимерно-минерального покрытия может быть вызвана также продуктами сгорания теплоносителя установки инфракрасного излучения. Наибольшему токсическому воздействию подвергается оператор ручной малогабаритной нагревательной установки при выполнении ремонтных работ на небольших по размерам участках, так как он практически находится в непосредственной близости рабочей зоны разогревателя. В остальных случаях конструкции нагревательных установок обеспечивают достаточное удаление оператора от места нагрева.
В ходе выполнения работ по ремонту участка дороги сразрушением поверхностного слоя бетона предполагали определить содержание продуктов сгорания в атмосфере при нагревании покрытия и сравнить полученные показатели с их предельно-допустимыми значениями (ПДК). Содержание выделяемых газов в атмосфере определяли с использованием универсального газоанализатора УГ-2 [17]. Его принцип работы основан на изменении длины окрашивающей части столбика индикаторного порошка в результате просасывания через индикаторную трубку определенного объема воздуха (100 см ), содержащего вредные примеси. Определение концентрации каждого отдельного вида выделяемых веществ осуществляли путем измерения по специальной шкале длины окрашенной части соответствующего реагента. Замеры производили в различных точках в пределах зоны работы горелок в уровне дыхательных органов человека (170 см от поверхности покрытия дороги). Значение концентрации вредных выбросов определяли по среднему показателю замеров.
