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

Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Высоцкий Алексей Васильевич

Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА
<
Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

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

Высоцкий Алексей Васильевич. Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.05 : Белгород, 2004 215 c. РГБ ОД, 61:04-5/3815

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса 9

1.1. Влияние природы и поверхности минеральных материалов на их взаимодействие с битумом 9

1.2. Опыт использования кислых и железосодержащих минеральных материалов в дорожном строительстве 25

1.3. Теоретические предпосылки исследований 34

2. Характеристика исследуемых материалов и методы исследований 36

2.1. Характеристика материалов, принятых для исследований 36

2.2. Методы исследований 58

2.2.1. Методы исследования применяемых материалов 58

2.2.2. Методы исследования взаимодействия минеральных материалов с битумом 59

2.2.3. Методы исследования свойств асфальтобетона 65

3. Взаимодействие железосодержащих минеральных материалов с битумом 72

3.1. Влияние поверхностных свойств минеральных материалов на их взаимодействие с битумом 72

3.2. Сцепление битума с исследуемыми минеральными материалами . 75

3.3. Свойства асфальтовяжущего и процессы структурообразования в нём 88

95

4. Свойства асфальтобетона на железосодержащих минеральных порошках из техногенного сырья кма . 96

4.1. Влияние минеральных порошков на физико-механические характеристики асфальтобетона 96

4.2. Коррозионная устойчивость асфальтобетона на железосодержащих минеральных порошках 105

4.3. Старение битума в асфальтобетоне на исследуемых минеральных порошках 113

4.4. Стойкость асфальтобетона на исследуемых минеральных порошках из техногенного сырья к воздействию природно-климатических факторов 124

5. Влияние количества оксидов железа в минеральных материалах на взаимодействие с битумом и на физико-механические характеристики асфальтобетона 130

6. Эффективный асфальтобетон с использованием техногенного сырья кма 149

7. Производственные испытания и экономическая эффективность применения минеральных материалов из техногенного сырья кма .. 154

Общие выводы 158

Список литературы 160

Приложения 180

Введение к работе

Актуальность проблемы. Увеличение в последние годы грузоподъемности транспортных средств и интенсивности их движения негативно отразилось на дорожной сети, которая проектировалась и строилась без учёта подобных темпов роста интенсивности, уровня нагрузки и скоростей движения. Появилась необходимость ремонта старых и строительства новых автомобильных дорог, а, следовательно, потребность в большом количестве строительных материалов. С другой стороны, встала проблема утилизации отходов промышленности, ухудшающих экологическую обстановку.

Особенно это актуально для Белгородской области - центра горнорудной промышленности, т.к. с учётом изменений в геополитическом положении области, основные поставщики дорожно-строительных материалов оказались за границей.

Постоянно растущие требования к повышению качества асфальтобетонных покрьпий ставят задачи более глубокого и всестороннего исследования свойств асфальтобетонных смесей и факторов, определяющих надежность и долговечность асфальтобетона. Это особенно важно при использовании в асфальтобетонных смесях новых разновидностей минеральных материалов, обладающих рядом особенностей в сравнении с традиционными минеральными компонентами асфальтобетона. К числу таких материалов относятся отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов (отходы ММС), малорудные кварциты, породы сланцевой толщи и др. Все эти материалы являются кислыми и отличаются от традиционных минеральных материалов повышенным содержанием в своем составе оксидов железа.

В литературе встречаются противоречивые данные о влиянии оксидов железа на коррозионные свойства асфальтобетона и интенсивность процессов старения битума в асфальтобетоне.

В свете этого актуальным является экспериментальное подтверждение возможности использования железосодержащего техногенного сырья при производстве асфальтобетонных смесей, влиянии его на физико-механические характеристики и долговечность асфальтобетона.

Работа выполнена в рамках НТП "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", шифр 02.01.138.

Цели и задачи исследований. Цель работы - разработка
эффективных асфальтобетонов на основе

железосодержащихпопутнодобываемых горных пород и отходов обогащения для покрытий автомобильных дорог.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

(

РОС национальная} БИБЛИОТЕКА

изучение свойств железосодержащих минеральных материалов и взаимодействия их с битумом;

исследование влияния железосодержащих минеральных материалов на коррозионную стойкость и интенсивность старения битума в асфальтобетоне;

определение рациональных пределов содержания оксидов железа в минеральных материалах с целью получения эффективных органоминеральных композитов;

разработка асфальтобетонов, отличающихся высокими физико-механическими характеристиками и долговечностью;

подготовка нормативно-технической документации для внедрения в производство результатов работы;

апробация результатов лабораторных исследований в промышленных условиях и обоснование экономической эффективности применения минеральных материалов из железосодержащих попутнодобываемых горных пород и отходов промышленности зоны КМА. Научная новизна. Установлено активное взаимодействие и структурирующее влияние железосодержащих минеральных порошков, особенно отходов ММС, при контакте с битумом, что позволило получить эффективный асфальтобетон и расширить сырьевую базу минеральных материалов.

Установлена взаимосвязь между количеством центров адсорбции на поверхности минеральных материалов, сцеплением их с битумом и физико-механическими характеристиками асфальтобетона.

Доказано положительное влияние железосодержащих минеральных материалов на прочность, коррозионную устойчивость, сдвигоустойчивость асфальтобетона, что позволяет прогнозировать более продолжительные сроки службы асфальтобетонных покрытий дорог, построенных с использованием исследуемых минеральных материалов.

Показано, что железосодержащие минеральные материалы замедляет интенсивность процессов, приводящих к старению битума за счет ингибирования окислительно-полимеризационных процессов.

Установлено влияние количества магнетита в составе минерального порошка на прочность, коррозионную стойкость асфальтобетона, интенсивность старения битума. На основании этого обоснованы рациональные пределы содержания оксидов железа в минеральных материалах.

Практическая ценность. Расширена номенклатура минеральных компонентов для производства асфальтобетона за счет использования железосодержащих горных пород и отходов промышленности зоны КМА.

Вопреки существующему мнению о негативном влиянии железосодержащих материалов на долговечность асфальтобетона доказано,

что исследуемые железосодержащие попутнодобываемые горные породы и отходы промышленности не являются катализаторами процессов коррозии асфальтобетона.

Показано, что железосодержащие минеральные материалы замедляют интенсивность старения битума, поэтому могут быть использованы для получения эффективных асфальтобетонов.

Доказана экономическая целесообразность применения железосодержащих горных пород и отходов промышленности для приготовления асфальтобетонных смесей.

Для широкомасштабного внедрения результатов диссертационной работы при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог разработан пакет нормативных документов:

Технические условия "Порошок минеральный из отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Лебединского горнообогатительного комбината" ТУ 5711-001-02066339 - 2004;

Технические условия "Песок из отсева дробления кварцитопесчаника Лебединского месторождения для асфальтобетонных смесей" ТУ 5711-Ю 16-02066339-2003;

Технические условия "Щебень из кварцитопесчаника Лебединского месторождения для асфальтобетонных смесей" ТУ 5711-015-02066339-2003.

Внедрение результатов исследований. Результаты проведенных исследований позволили апробировать и внедрить в производство составы асфальтобетонов на заполнителях и наполнителях из техногенного сырья КМА

С использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов в качестве минерального порошка была выпущена опытная партия асфальтобетонной смеси в объеме 165 т. Асфальтобетонная смесь использовалась: при строительстве участка автомобильной дороги «Песчаный карьер - Нижний Олыпанец»; при ремонте и реконструкции городских улиц. За опытными участками установлены систематические наблюдения.

Апробация работы. Основные положения, разработанные в
диссертации, представлены на Международной интернет - конференции
"Архитектурно-строительное материаловедение на рубеже веков" (г.

Белгород, 2002 г); Всероссийской научно-технической конференции
"Новые технологии, конструкции и материалы в строительстве,
реконструкции и ремонте автомобильных дорог" (г. Краснодар, 2002 г);
Международном конгрессе "Современные технологии в промышленности
строительных материалов и стройиндустрии" (г. Белгород, 2003 г);

Международная научно-практическая конференция «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» " (г. Белгород, 2004 г).

Публикации, По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и приложений, содержит 215 страниц машинописного текста, 36 рисунков и фотографий, 34 таблицы, библиографический список, включающий 190 наименований.

Опыт использования кислых и железосодержащих минеральных материалов в дорожном строительстве

Отечественный и зарубежный опыт строительства асфальтобетонных покрытий свидетельствует о том, что наилучшими являются минеральные порошки, получаемые в результате тонкого измельчения известняков и доломитов. Наряду с ними в качестве минерального порошка находят применение цемент, цементная пыль, металлургические шлаки, золы, отходы асбестоцементного, шлакового производств [60-62].

Применение отходов промышленности в качестве минерального порошка позволяет решить ряд важнейших проблем, связанных с повышением качества асфальтобетонных покрытий автодорог, поиском путей снижения стоимости минерального порошка, следовательно и стоимости асфальтобетона, а также решает вопрос утилизации пылевидных отходов промышленности.

Многочисленными исследованиями показана возможность использования различных отходов в качестве минерального порошка, например, отходов регенерации отработанных смесей металлургических заводов [63], отходов гальванического производства [64-67], пыли уноса асфальтобетонных заводов [68,69], золошлаковых отходов ТЭЦ [70-72], отходов минераловатного производства [73], сланцезольных минеральных порошков [74], осадков очистных сооружений моек автотранспорта [75], осадков очистки сооружений ливнестоков [76] .

Применение этих отходов позволяет повысить прочность и водостойкость дорожного покрытия [60,77,78], теплоустойчивость и морозостойкость [79], снизить пористость, битумоемкость [77].

Исследования Я.Н. Ковалева и А.В. Буссела показывают возможность применения минеральных порошков из кислых горных пород в асфальтобетоне [80,81].

К широко распространенным видам вторичного сырья, имеющим кислую природу и перспективным для использования в дорожном асфальтобетоне, по мнению [80,81] относятся отсевы песчано-гравийных смесей, зола переработанных горючих сланцев, золы-уноса ТЭС [82-84], и другие кремнесодержащие породы [85].

По данным работы [86] мелкие пески с модулем крупности 1,4-1,7 без каких-либо изменений гранулометрического состава могут применяться в песчаном асфальтобетоне, а при модуле менее 1,4 требуют обогащения более крупным песком.

С целью повышения сцепления битума с кварцевым минеральным порошком, СБ. Балашов [87] предлагает при мокром помоле природного кварцевого песка вводить известь-пушонку в количестве 5% от массы песка.

В.К. Некрасов [88] считает, что для использования месторождений горных пород, которые не отвечают техническим требованиям и имеют низкие марки по прочности и морозостойкости, необходимо проведение специальных мероприятий либо по улучшению их качества, либо по конструированию таких дорожных одежд, в которых наилучшим образом были бы использованы положительные свойства материала и снижено влияние отрицательных.

И.А. Рыбьев [2] в качестве одного из важнейших и обязательных условий использования кислых минеральных материалов (кварцевых песков и др.) в асфальтобетоне называет необходимость проведения особых мер по их активированию или активированию битума.

На заводах асбоцементных изделий при производстве асбоцементных труб ежегодно образуется около 5-6 тыс. т. отходов. Использование этих отходов в качестве минерального порошка при производстве асфальтобетона позволяет повысить по сравнению с известняковым минеральным порошком предел прочности при сжатии при 5С и коэффициент длительной водостойкости, что весьма положительно с точки зрения тепло- и морозостойкости асфальтобетона [89].

По данным [90], минеральные порошки из отходов коксовой промышленности, шлакового производства и шлакопемзы, а также ферропыли [91] соответствуют требованиям ГОСТ 16557-78 и не нуждаются в активизации.

С целью повышения прочности при сжатии, трещиностойкости и водостойкости асфальтобетона предлагается использовать в качестве минерального порошка хвосты флотации первой стадии мокрой магнитной сепарации железной руды с содержанием магнетита в количестве 2-6% [92], отходы обогащения железной руды [93], отходы шлифования металлообрабатывающих предприятий [94], отходы чугунолитейного производства [95], продукты производства талько-магнезитовой руды [96].

Показана возможность использования шлаков машиностроительных заводов [91], отходов сахарных производств, мелких некондиционных песков и др. [97-99]. Для обеспечения максимального структурирующего эффекта исследованные отходы и побочные продукты промышленности подвергались домолу с целью обнажения свежих поверхностей.

В настоящее время наиболее широко изучены и используются в дорожном строительстве доменные шлаки, в меньшей степени - шлаки сталеплавильного производства.

Сталеплавильные шлаки подразделяются на 3 группы: мартеновские, электросталеплавильные и конверторные.

Методы исследований

Испытания щебня из гранита и кварцитопесчаника проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 8267-93 "Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ" и ГОСТ 8296.0-97 "Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний".

Испытания отсевов дробления гранита и кварцитопесчаника, а также природного кварцевого песка проводили в соответствии с требованиями, предусмотренными ГОСТ 8736-93 "Песок для строительных работ. Технические условия" и ГОСТ 8735-80 "Песок для строительных работ. Методы испытаний ".

Минеральный порошок испытывали в соответствии с ГОСТ 12784-78 "Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний"

Фазовый состав исследуемых минеральных материалов изучали с помощью рентгенофазового анализа [161-163], сущность которого заключается в изучении дифракционной картины, получаемой при отражении рентгеновских лучей атомными плоскостями в структуре кристаллов. Определение количества какой-либо фазы в многофазных композициях основано на том, что интенсивность дифракционных отражений фазы пропорциональна объемной доле данной фазы в смеси. Анализ основан на количественном сравнении интенсивности линий разных фаз друг с другом или с интенсивностью линии эталона, снимаемого в тех же условиях. Испытания проводились на дифрактометре ДРОН-ЗН.

Взаимодействие битума с минеральными материалами является решающим фактором структурообразования в органоминеральных композитах. С особенностями их взаимодействия тесно связаны важнейшие свойства композитов: прочность, коррозионная устойчивость в изменяющемся влажностном и температурном режиме, тепло-, водо- и морозоустойчивость в широком диапазоне температур, интенсивность процессов старения битума.

Качество сцепления битума с поверхностью минеральных материалов зависит от их чистоты, шероховатости, минералогического состава, превалирующего заряда слагающих частиц, а также вязкости, химического состава и смачивающей способности битума [20]. При взаимодействии битума с минеральными частицами происходят следующие процессы: физическая адсорбция битума поверхностью минерального материала, хемосорбция, избирательная фильтрация компонентов битумам в минеральный материал.

Характер процессов на границе «битум - поверхность минерального материала» изучали по степени адгезии битума к каменным материалам и по влиянию минерального порошка на свойства асфальтовяжущего.

Все существующие методы оценки сцепления битума с минеральным материалом можно условно отнести к трем основным группам [164]: методы, основанные на характеристике смачивания и адсорбции битума на поверхности минерального материала; методы, основанные на определении механического усилия, необходимого для разделения образцов каменного материала, склеенных битумом; методы, основанные на вытеснении битумной пленки с поверхности минерального материала водой и фиксировании изменения площади поверхности, покрытой битумом, или прочности битумоминерального материала.

Влияние свойств минеральных материалов на процессы их взаимодействия с битумом изучали по величине адсорбции минеральными порошками битума из бензольных растворов различных концентраций, а также по величине десорбции из них битума.

Величину адсорбции минеральными порошками битума из бензольных растворов определяли по следующей методике: в стеклянные колбы с притертыми пробками емкостью 200 мл помещали навески по 10 г испытуемых порошков, которые заливали 100 см бензольных растворов принятых концентраций и встряхивали на встряхивающем столике ЭКРОС - 6410м в течение одного часа.

Растворы битума готовились на химически чистом неполярном бензоле 3-х различных концентраций: 1 г/литр, 3 г/литр, 6 г/литр. После встряхивания колбы с содержимым оставляли в покое на 24 часа, затем из каждой колбы отбирали часть раствора и центрифугировали до полного оседания частиц порошка. Из центрифугированных растворов отбирали пробы, для которых определяли концентрацию битума с помощью фотометра марки КФК - 3.

Величину адсорбции вычисляли по формуле: m - навеска материала, г. Количество битума, химически связанного с поверхностью порошков, определяли по разности величин адсорбции и десорбции адсорбированного битума. Десорбцию производили в аппарате Сокслета чистым бензолом до полного осветления растворителя.

По количеству битума, оставшегося на поверхности минеральных частиц после десорбции, можно судить о химическом взаимодействии битума и поверхностью минерального материала.

Весовой метод определения сцепления битума с минеральными материалами заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на предварительно покрытой им поверхности минерального материала при воздействии воды.

Сцепление битума с исследуемыми минеральными материалами

Сцепление битума с минеральными материалами играет первостепенную роль в процессах структурообразования органоминеральных композитов и с ним тесно связаны важнейшие свойства композитов (прочность в широком интервале температур, коррозионная устойчивость в изменяющихся влажностном и температурном режимах, интенсивность процессов старения битума и др.). Сцепление зависит от природы обоих компонентов, состояния и формы поверхности минерального материала, условий контакта [2,58,81].

Минеральные материалы, применяемые в дорожном строительстве, как правило, гидрофильны, и поэтому вода легко смещает с их поверхности битумную пленку, связанную лишь действием межмолекулярных ван-дер-ваальсовых сил.

Наиболее важным фактором в образовании прочной и устойчивой связи являются процессы химической адсорбции битума на поверхности минерального материала. При этом анионы высокомолекулярных кислот или другие кислородосодержащие группы, имеющиеся в битуме, вступают в химическое взаимодействие с катионами тяжелых или щелочноземельных металлов на поверхности минерального материала, в результате чего образуются нерастворимые поверхностные соединения [50].

Только химические связи, при которых достигается образование новых хемосорбционных соединений на поверхности раздела, обеспечивают прочную связь битума с минеральным материалом [46]. Эта связь не может быть нарушена даже длительным воздействием воды.

Хемосорбция приводит к изменению адсорбированного битума, которое затрагивает мономолекулярный слой, непосредственно прилегающий к поверхности минерального материала.

Наличие тонкого слоя битума, адсорбционно связанного с поверхностью минерального материала и обладающего новыми структурно-механическими свойствами, определяют свойства битумоминерального материала. Свойства этого слоя зависят от химического, минералогического состава и структуры поверхности минерального материала, структуры и свойств битума, а также условий взаимодействия между ними на общей границе раздела.

Для повышения прочности асфальтобетонного покрытия необходимо, чтобы максимальное количество битума было адсорбировано минеральным материалом, а содержание свободного битума сведено к минимуму.

Необходимым условием сцепления минерального материала и вяжущего является способность вяжущего смачивать данный минеральный материал. Смачивание в какой-то степени является первым актом избирательной адсорбции и хемосорбции отдельных компонентов битума поверхностью минеральных материалов. Смачивание вызывает на поверхности твердого тела ряд других процессов, в первую очередь, увеличение концентрации наиболее полярных молекул жидкости. На смоченной поверхностности минерального материала происходит процесс избирательной адсорбции отдельных компонентов, входящих в состав вяжущего, в первую очередь, поверхностно-активных веществ.

Способность поверхности дисперсной фазы связывать воду адсорбционными силами оценивается ее лиофильностью.

Для сравнительной оценки лиофильных свойств твердых фаз используется коэффициент лиофильности (Кф)

Кф = Qi/Q2, где Qi - теплота смачивания поверхности полярной жидкостью, КДж; Q2 - теплота смачивания поверхности неполярной жидкостью, КДж.

Коэффициент фильности характеризует отношение всей свободной поверхностной энергии к энергии, выделяющейся при адсорбции: для гидрофильных поверхностей Кф 1, для гидрофобных Кф 1.

С целью определения гидрофильно-гидрофобных свойств поверхности исследуемых минеральных материалов, на дифференциальном микрокалориметре была определена теплота смачивания поверхности минеральных материалов полярной и неполярной жидкостью.

На рис.3.1 представлены результаты по определению теплоты смачивания поверхности исследуемых минеральных материалов водой и бензолом.

Полученные результаты показывают, что наиболее интенсивно смачивается водой поверхность сланца, далее - песка; наихудшее смачивание -поверхности отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов. Хорошее смачивание водой поверхности минерального материала свидетельствует о низкой интенсивности взаимодействия данной поверхности с битумом, что подтверждается результатами по теплоте смачивания поверхности минеральных материалов бензолом (рис.3.16). Из всех исследованных порошков только отходы ММС обладают большим сродством к бензолу. Коэффициент фильности поверхности отходов ММС меньше единицы и составляет 0,83, коэффициенты других материалов значительно превышают единицу.

Коррозионная устойчивость асфальтобетона на железосодержащих минеральных порошках

Работоспособность асфальтобетонного покрытия, его долговечность в значительной степени зависит от водо- и морозостойкости асфальтобетона [5]. Разрушение происходит, главным образом, при длительном увлажнении и, особенно при попеременном замораживании и оттаивании. Помимо разрушающего действия воды при ее замерзании в порах, адсорбционные слои воды, понижая поверхностную энергию, облегчают образование новых поверхностей в асфальтобетоне при его деформировании. Расклинивающее действие водных пленок, разъединяющих минеральные зерна и отслаивающих битумные слои, усиливают разрушающий эффект.

При длительном увлажнении вода проникает в поры асфальтобетона, частично насыщает битум, проникает через дефектные места битумных слоев к поверхности минеральных зерен. Все это способствует отслаиванию битумных пленок, особенно при недостаточной адгезии их к поверхности минеральных частиц. При этом минеральные материалы с положительным потенциалом заряда поверхности (основные), в большей степени препятствуют вытеснению битумной плёнки водой, чем материалы с отрицательным потенциалом поверхности (кислые). Процесс диффузии усиливается с увеличением количества водорастворимых веществ в битумах. Со временем диффундируемая вода способна частично или полностью вымывать их из битума, придавая при низких температурах битуму кавернозную или пористую структуру [2]. В конечном счете, все эти явления приводят к ослаблению структурных связей в асфальтобетоне, что облегчает его разрушение под действием транспортных средств.

Еще более разрушительно действие воды, замерзающей в порах асфальтобетона или в порах содержащегося в нем каменного материала. Замерзающая вода, увеличиваясь в объеме, вызывает большие напряжения в стенках пор. В результате этого могут возникать микротрещины, заполняющиеся при оттаивании водой. В результате расклинивающего действия, усиливающегося под действием переменных нагрузок транспортных средств, замерзающая в микротрещинах вода способствует развитию процесса разрушения асфальтобетона [5].

Коррозионные разрушения асфальтобетонных покрытий обычно проявляются в виде усиленного выкрашивания асфальтобетона или минеральных частиц, приводящего к большому износу покрытия и образованию значительного количества отдельных разрушенных участков (выбоин). Асфальтобетонные покрытия интенсивно разрушаются от атмосферной коррозии в период длительного увлажнения, а также во время оттепелей, которым предшествовало значительное количество знакопеременных колебаний температур.

Увеличение коррозионной стойкости асфальтобетона в условиях Центрально-Черноземного района имеет большое значение, так как в осенне-зимний период наблюдаются многократные колебания положительных и отрицательных температур при интенсивном выпадении осадков. В это время года асфальтобетонное покрытие работает в самых невыгодных условиях.

На коррозионную устойчивость асфальтобетона большое влияние оказывают: плотность, однородность структуры и водопроницаемость асфальтобетона, а также характер имеющихся в нем пор; характер адгезии битума к поверхности минеральных зерен; водо- и морозостойкость используемых минеральных материалов; интенсивность процессов старения битума в асфальтобетоне [5].

Решающее влияние на коррозионную устойчивость асфальтобетона оказывает его плотность. При недостаточной плотности (повышенной пористости) асфальтобетона резче проявляются любые другие факторы, снижающие его коррозионную устойчивость. Плотность асфальтобетона зависит от пористости его минерального остова, количества битума и степени его уплотнения.

Наряду с общим объемом пор, содержащихся в асфальтобетоне, на коррозионную устойчивость большое влияние оказывают особенности поровой структуры: распределение пор в асфальтобетоне и их преобладающие размеры. Большой объем открытых пор, т.е сообщающихся между собой и доступных действию влаги, естественно, снижает в большей степени коррозионную устойчивость в сравнении с равным объемом замкнутых пор, практически не доступных действию воды.

Похожие диссертации на Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА