Дьогтеполімерні бетони підвищеної довговічності на основі в’яжучих, модифікованих відходами виробництва стиролу та полістиролу - Автореферат

В останні десятиріччя на мережі доріг України спостерігається зростання інтенсивності руху транспортних засобів та їх вантажопідйомності, що призводить, спільно із впливом погодно-кліматичних факторів, до передчасного руйнування покриттів автомобільних доріг. дьогтеполімерний дорожній покриття камяновугільний Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт ХНАДУ і ДЕРЖДОРНДІ та планів науково-дослідних і проектно-конструкторських робіт Державної служби автомобільних доріг України, у рамках виконання науково-дослідних робіт за темами № 81-33-02 “Провести дослідження сучасних полімерних, поверхнево-активних, геосинтетичних, пластифікуючих, повітровтягуючих і інших добавок для виробництва дорожньо-будівельних матеріалів” (номер держреєстрації 01034002605), № 32 “Переробити ТУ “Дьогті камяновугільні, модифіковані полімерами” замість ТУ У В.7.03465774.206-94 “Вяжучі дьогтеполімерні. Дослідити властивості дьогтів, модифікованих відходами виробництва стиролу і полістиролу та дьогтеполімербетонів на їх основі. Здійснити виробничу перевірку результатів дослідження при влаштуванні покриттів автомобільних доріг, розробити рекомендації з технології приготування і застосування камяновугільних дьогтів, модифікованих відходами виробництва стиролу і полістиролу, дати економічне обґрунтування доцільності застосування відходів виробництва стиролу та полістиролу у складі дьогтеполімерних вяжучих. Процеси взаємодії камяновугільних дьогтів з відходами виробництва стиролу і полістиролу вивчали із застосуванням фізико-хімічних методів дослідження - інфрачервоної спектроскопії та диференційно-термічного аналізу.У першому розділі викладено результати аналізу та узагальнення літературних джерел, які стосуються складу камяновугільних дьогтів, їх структури, властивостей та способів їх регулювання з метою підвищення довговічності шарів дорожніх одягів, побудованих з їх використанням. Критеріями структурного стану приймаються: наявність або відсутність границі зсувної міцності, границі текучості, величина відношення границі зсувної міцності до напруження зсуву на ділянці сталої течії, рівень тиксотропії, критична амплітуда деформації, коефіцієнт аномалії вязкості. Дьогті типу гель характеризуються високою аномалією вязкості, незначною протяжністю лінійної області деформування, значним тиксотропним руйнуванням структури, величиною відношення границі зсувної міцності до напруження зсуву на ділянці сталої течії, яка перевищує одиницю, наявністю границі текучості. Границями вказаних зон є температура механічного склування, яка відповідає максимуму модуля втрат на температурній залежності, та температура переходу у вязкопластичний стан, яка відповідає значенню модуля втрат у точці перетину дотичних, проведених до лінійних ділянок температурної залежності модуля втрат у області високих температур (20...50°С), температура механічного склування та температура переходу у вязкопластичний стан зростають при переході від дьогтів типу золь до типу гель. При модифікації камяновугільних дьогтів кубовими залишками ректифікації стиролу необхідно встановити таке концентраційне співвідношення компонентів у системі КЗРС - камяновугільний пек та забезпечити такі технологічні режими реалізації процесу полімеризації стиролу у розчині пеку по радикальному механізму, з наступним розрідженням композиції маловязким камяновугільним дьогтем, при яких у дьогтеполімерному вяжучому формується надмолекулярна структура, представлена термофлуктуаційною полімерною сіткою.Теоретично обгрунтовано і експериментально доведено, що ефективним способом забезпечення підвищеної еластичності і розтяжності дьогтеполімерних вяжучих при низьких температурах та їх теплостійкості при плюсових температурах і, як наслідок, довговічності дьогтеполімербетонів на їх основі, є застосування кубових залишків ректифікації стиролу для їх модифікації та створення умов для полімеризації стиролу і формування надмолекулярної структури, яка представлена просторовою сіткою полімеру, міцність якої залежить від міцності звязків у вузлах сітки та їх кількості, а еластичність - від гнучкості ланцюгів між вузлами при низьких температурах. Експериментально визначені параметри технологічних режимів модифікації камяновугільних дьогтів кубовими залишками ректифікації стиролу, які вводяться та полімеризуються у складі камяновугільного пеку за двостадійним температурним режимом з наступним розчиненням отриманої композиції камяновугільною смолою або маловязкими дьогтями. Встановлено, що інтенсивність зростання вязкості, еластичності та розтяжності композиції у процесі полімеризації кубових залишків ректифікації стиролу у середовищі камяновугільного пеку спостерігається при збільшенні концентрації КЗРС до 50 % та підвищенні до 140 °С температури першої стадії полімеризації. Встановлено, що дьогтеполімерним вяжучим на основі кубових залишків ректифікації стиролу характерні менша інтенсивність втрати маси та зростання величини показника температури розмякшення і температури крихкості у процес

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ