Введение к работе
Актуальность работы. Дегтебетоны в сравнении с асфальтобетонами характеризуются более узким интервалом вязкоупругого поведения. Невысокие температуры перехода дегтебетона в вязкопластическое состояние приводят к накоплению пластических деформаций (наплывы, волны, коллейность) на дорожных дегтебетонных покрытиях в летний период эксплуатации. В то же время, высокие температуры перехода в упруго-хрупкое состояние бетонов на каменноугольных вяжущих приводят к образованию трещин в покрытии в зимний период.
В связи с тем, что реологическое поведение дегтебетона определяется, прежде всего, свойствами дегтевяжущего вещества (ДВВ), то необходимо разрабатывать такие способы направленного воздействия на структуру каменноугольного дорожного дегтя и поверхность минерального порошка (МП), которые бы позволили расширить интервал пластичности ДВВ, понизить температурную чувствительность его реолопгческих свойств и обеспечить высокую прочность адгезионных взаимодействий на поверхности раздела фаз органическое вяжущее -минеральный порошок. Это можно достичь модификацией каменноугольного вяжущего отсевом полившшлхлорида и использованием в качестве минерального порошка серного шлама. Однако, до настоящего времени теоретические и технологические основы получения и применения модифицированных таким образом дегтебетонов не изучены.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Основные исследования теоретического и прикладного характера были выполнены в рамках госбюджетной научно-исследовательской работы 4.94.29. «Разработать физико-химические основы и технологии производства модифицированных каменноугольных вяжущих взамен нефтяных битумов для производства дорожных бетонов, кровельных и гидроизоляционных мастик повышенного качества из отходов производств» по заданию Государственного комитета Украины по вопросам науки и технологий 1994-1996.
Целью исследования является теоретическое и экспериментальное обоснование получения дегтебетона с широким интервалом вязкоупругого поведения, приближающегося по качеству к асфальтобетону, на основе установления закономерностей формирования микроструктуры дегтебетона, представленной дегтеполивинилхлоридным вяжущим и серосодержащим минеральным порошком (серный шлам).
Задачи исследований:
исследовать процессы структурообразования в каменноугольных дорожных дегтях с построением стохастической модели, устанавливающей взаимосвязь между свойствами каменноугольных вяжущих и их групповым составом;
определить область оптимальных концентрационных соотношений в системе деготь - отсев поливинилхлорида;
исследовать свойства и особенности формирования структуры дегтеполимерсеробетона и дать рекомендации по рациональной технологии производства дегтеполимерсеробетонных смесей;
построить экспериментально-статистические модели и оптимизировать состав дегтеполимерсеробетона;
исследовать температурные режимы укладки и уплотнения модифицированных дегтебето ных смесей, деформационно-прочностные свойства и коррозионную устойчивость дегтеп лимерсеробетона оптимального состава;
осуществить опытно-производственную проверку исследований, дать экономическое обо нование целесообразности применения дегтебетонных смесей, приготовленных на дегтеп ливинилхлоридном вяжущем и серном шламе.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
теоретически и экспериментально доказана возможность получения долговечных дегтего лимерсеробетонов с широким интервалом вязкоупругого поведения для строительст] верхних слоев дорожных одежд;
дополнены представления о процессах структурообразования в каменноугольных дорожнь дегтях; количественно описана взаимосвязь между физическими свойствами и групповы составом каменноугольных вяжущих;
экспериментально-статистическим моделированием установлена область оптимальных с< ставов дегтеполивиншгхлоридных вяжущих;
выявлены особенности структурообразования в системе деготь - поливинялхлорид - cej ный шлам;
получены уравнения регрессии, описывающие зависимость прочности дегтеполимерсеробі тона от вязкости дегтя и массовой концентрации отсева шливиншшюрида; установлена о( дасть оптимальных составов дегтеполимерсеробетонов;
показано, что дегтеполимерсеробетоны оптимальных составов по деформационш прочностным характеристикам и коррозионной устойчивости приближаются к асфальтоб тонам.
Практическое значение полученных результатов:
разработаны рекомендации по производству и применению дегтеполимерсеробетонов с ші роким интервалом вязкоупругого поведения;
дегтеполимерсеробетоны внедрены в Марьинском райавтодоре Донецкого объединения о( лавтодор в количестве 530 т.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на мея дународной научно-технической конференции "Розвиток технічної хімії в Україні" (г.Харької 1997 г.); на международной научно-технической конференции "Современные проблемы строї тельства" (г.Донецк, 1997 г.); на академических чтениях Донбасской государственной академи строительства и архитектуры (г. Макеевка, 1997 г., 1998 г.); на XXXV и XXXVII междунароі ных семинарах по проблемам моделирования и оптимизации композитов (г.Одесса, 1996, 199 гг.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 статей (3 в жуг налах и 10 в сборниках научных трудов) и 2 тезиса докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти гла выводов, списка литературы из 196 наименований на 18 страницах и 2 приложений на 6 стр; ницах. Содержит 126 страниц основного текста, включая 35 рисунков (9 страниц) и 26 таблі (8 страниц).