Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. Состояние вопроса по разработке составов и методов
ремонта дорожных покрытий 9
Виды деформаций и разрушений асфальтобетонных покрытий, причины их образования 9
Современное состояние методов ремонта дорожных покрытий 14
Применение композиционных составов из сухих строительных смесей в ремонтностроительных технология. 18
Анализ, цель и задачи исследования 26 ГЛАВА 2. Применяемые материалы и методы исследования 28
2.1. Применяемые материалы в составах композиций для ремонта
асфальтобетонных покрытий 28
Зола-унос 28
Портландцемент 3 О
Речной песок 31
Добавки 32
2.2. Методы экспериментальных исследований 35
Методика исследования свойств сырьевых материалов 35
Методика исследования свойств растворной смеси
и раствора 37
ГЛАВА 3. Разработка состава композиции для заделки трещин
на дорожном покрытии 39
Теоретическое обоснование выбора состава композиции 39
Влияние расхода песка на свойства зольно-песчаной композиции 47
Разработка состава зольно-цементно-песчаной композиции 48
3.4. Влияние добавок на свойства ремонтной композиции 50
3.4.1. Влияние расхода шлама на свойства зольно-цементной
композиции 50
3.4.2. Влияние расхода полимерной добавки Виннапас RE524Z
на свойства зольно-цементной композиции 54
3.4.3. Влияние химической добавки Бермоколл Е 230 на
свойства зольно-цементной композиции 57
Выбор оптимального состава композиции для заделки трещин методом математического планирования эксперимента 59
Исследование фазового состава затвердевшей ремонтной композиции 67
Оптимизация состава и свойств ремонтной композиции органической добавкой эмульбит 79
3.7.1. Влияние расхода органической добавки эмульбит на
свойства ремонтной композиции 80
ВЫВОДЫ ПО ТЕТЬЕЙ ГЛАВЕ 8 8
ГЛАВА 4. Разработка состава композиции для заделки выбоин в
дорожном покрытии 90
Обоснование состава ремонтной композиции 90
Влияние добавок на свойства ремонтной композиции 95
Зависимость свойств ремонтной композиции от минеральной добавки микрокремнезем 95
Зависимость свойств ремонтной композиции от полимерной добавки Виннапас RE 524 Z 102
Зависимость свойств ремонтной композиции от химической добавки реламикс 109
Выбор оптимального состава композиции методом математического планирования эксперимента 113
Исследование фазового состава затвердевшей ремонтной композиции 120
Оптимизация состава свойств композиции с органической добавкой эмульбит 131
-4-4.5.1. Влияние расхода комплексной добавки эмульбит на
свойства ремонтной композиции 132
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ 13 8
ГЛАВА 5. Технология получения и экономическая эффективность
изготовления и применения сухих ремонтных композиций 140
5.1. Обоснование выбора технологической схемы завода по
производству сухих ремонтных смесей 140
5.2. Выпуск опытной партии сухих смесей для ремонта дорожных
покрытий и проведение ремонтных работ 143
5.3. Технико-экономическая эффективность от внедрения
разработанных составов ремонтных композиций и технологии
производства работ 146
5.3.1. Экономическая эффективность состава композиции по
заделке трещин на дорожном покрытии 146
5.3.2 Экономическая эффективность состава композиции по
заделке выбоин на дорожном покрытии 152
ВЫВОДЫ ПО ПЯТОЙ ГЛАВЕ 15 8
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 159
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 161
Приложение 1 174
Приложение 2 176
Приложение 3 177
Приложение 4 179
Приложение 5 182
Приложение 6 183
Приложение 7 184
Введение к работе
Актуальность работы. Дорожное покрытие в процессе эксплуатации воспринимает механические и климатические воздействия.
Эти факторы обуславливают большое разнообразие дефектов в виде деформаций и разрушений на покрытии. Своевременная локализация разрушенных участков, особенно в период повышенной влажности и знакопеременных температур, позволит избежать значительного объема разрушений.
Учитывая климатические условия Сибирского региона, деформационные свойства мастик и асфальтобетона несовместимы при отрицательных температурах, что приводит к преждевременному разрушению мастичных композитов.
Подбор материалов и разработка композиций, сочетающихся в определенной степени с положительными параметрами мастичных составов и исключающие их негативные свойства, является актуальной задачей для ремонта дорожных покрытий.
Широкие перспективы в этой области имеет технологическое направление с применением сухих строительных смесей заводской готовности на основе минеральных вяжущих.
Разработка конкурентоспособных ремонтных композиций с использованием местных отходов теплоэнергетики, металлургии и корректирующих гидрофобных добавок, обеспечивающих техническую, экономическую и экологическую целесообразность, является одним из приоритетных направлений развития производства сухих строительных смесей в практике дорожного строительства.
Работа выполнялась в рамках краевой целевой программы «Дороги Красноярья» на 2006 - 2008гг
Научная новизна.
Установлено, что композиция комплексного вяжущего, содержащая оксиды и гидроксиды кальция при взаимодействии с компонентом, содержащим фторид натрия, обеспечивает необходимые сроки схватывания и прочность материала для ремонта дорожного покрытия, за счет взаимодействия фторида натрия с кальциевой составляющей вяжущего Образующийся гидроксид натрия взаимодействует с органическими компонентами, что может быть реализовано использованием высококальциевой золы и угольной футеровки электролизеров, которая выполняет положительную роль ускорения твердения и микронаполнителя в асфальтобетоне.
Установлено, что добавка микрокремнезема в количестве 6 - 8% в сухую смесь на основе цементного вяжущего для заделки выбоин обеспечивает ускорение набора прочности за счет связывания гидроксида кальция, образующегося при гидратации цемента, увеличение конечной прочности и повышение водостойкости.
Установлено, что использование полимерной добавки Виннапас в количестве 4 - 6% от массы минерального вяжущего в составе композиций для ремонта дорожного покрытия, увеличивает прочность междуслоиного сцепления между ремонтным материалом и ремонтируемым покрытием в 3,5 раза за счет одновременной гидратации цемента и диспергации полимерного порошка.
Установлено, что дополнительное введение добавки эмульбит совместно с водой затворения в количестве 1%, в состав сухих строительных смесей на органо-минеральных вяжущих, увеличивает прочность при сжатии и изгибе, повышает плотность и морозостойкость за счет взаимодействия гидравлического вяжущего с органическими компонентами смеси.
Практическое значение и реализация работы. Разработаны составы сухих строительных смесей на органо-минеральных вяжущих для ремонта
-7-
дорожных покрытий с использованием отходов теплоэнергетической,
металлургической промышленности и многофункциональных
корректирующих добавок
Разработан состав ремонтной композиции для заделки трещин в асфальтобетонном покрытии, обеспечивающий прочностные свойства при сжатии 6,42 МПа, изгибе 2,26 МПа, прочности сцепления 1,0 МПа, удовлетворяющий требованиям по подвижности, водоудерживающеи способности и морозостойкости.
Разработан состав ремонтной композиции для заделки выбоин в асфальтобетонном покрытии с прочностью при сжатии и изгибе, а также с прочностью сцепления соответственно 19,60 МПа, 6,42 МПа, 0,83 МПа, с водоудерживающеи способностью 98,80 %, соответствует марки по морозостойкости F 100, что обеспечивается за счет использования многофункциональных химических добавок.
Разработана технология формирования ремонтного слоя асфальтобетонного покрытия, позволяющая обеспечить надежное сцепление ремонтного материала с покрытием и его долговечность.
Разработанные составы композиций для ремонта дорожных покрытий использованы при выпуске опытной партии сухих строительных смесей на предприятии ООО «Акродекор-К» и при ремонте асфальтобетонного покрытия на федеральной трассе М - 53 «Байкал» 809-810 км.
Техническая новизна подтверждена положительным решением о выдаче патента на изобретение «Ремонтный состав для асфальтобетонных покрытий» №2007119814 / 04 (021592).
На защиту выносятся:
положения по выбору сырьевых материалов для составов, применяемых для ремонта дорожных покрытий, на основе сухих строительных смесей;
влияние компонентов ремонтных составов на реологические,
прочностные и деформационные свойства смесей;
особенности структурообразования и фазового состава новообразований при твердении ремонтных композиций;
составы, ремонтных композиции на основе отходов
теплоэнергетики, металлургии и полифункциональных добавок;
технология ремонтных дорожных работ с использованием сухих строительных смесей;
результаты производственного опробования и экономическая
эффективность получения и применения разработанных композиций на
органо-минеральных компонентах для ремонта дорожных покрытий.
Апробация работы. Результаты научно-экспериментальных исследований доложены и обсуждены на всероссийских научно-технических конференциях и семинарах в Красноярской государственной архитектурно -строительной академии (Красноярск 2005-2006 гг.); всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» ( Рубцовск, 2006 г.); международной научно-технической конференции «Архитектура и экология» (Ростов-на-Дону, 2007 г.).; всероссийской конференции «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции «НАСКР - 2007» (Чебоксары, 2007.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 научных статьях, в том числе в издании рекомендуемым ВАК РФ. «Известия вузов, Строительство»
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и содержит 184 текста, набранного на компьютере, 42 таблицы, 65 рисунков и списка литературы, 139 наименований в списке литературы и 7 приложений.
