Дослідження фізико-хімічних і механічних властивостей другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва. Вивчення процесів структуроутворення в комплексному і компаундованому органічних в"яжучих. Розробка технічних умов на виробництво бетонів.
Аннотация к работе
При сучасному рівні матеріального споживання дорожнім будівництвом значення чинника повноти використання і залучення, насамперед, відходів виробництва нафтохімічного синтезу та переробки вугілля, зокрема, другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва (ДКЗФАВ) та кубових залишків дистиляції фталевого ангідриду дозволить: зменшити ресурсну залежність України за рахунок використання для дорожнього будівництва вторинних ресурсів як основи органічних вяжучих; знизити витрати нафтового бітуму; значно зменшити техногенний вплив ДКЗФАВ на навколишнє середовище і відповідно - площу землі, що використовується для захоронення даного відходу; одержати прибуток у результаті реалізації органічних вяжучих, основу яких складає ДКЗФАВ. Основні дослідження теоретичного і прикладного характеру були виконані у відповідності до державної науково-дослідної теми № 0100U000930 “Встановлення закономірностей модифікування поверхневих властивостей мінеральних дисперсій за допомогою речовин органічного складу з метою поліпшення структури будівельних матеріалів і виробів конгломератного типу” (замовник - Міністерство освіти і науки України, 2001-2002 рр.), а також науково-дослідної роботи № 99-2 СМ / 2 - 154 “Виробництво і застосування компаундованого органічного вяжучого - КОВ. Задачі дослідження: - сформулювати теоретичні положення про закономірності формування структури і властивостей комплексного і компаундованого органічних вяжучих, основу яких складають другорядні кубові залишки фенольно-ацетонового виробництва; вивчити фізико-хімічні і механічні властивості другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва; виконати виробничу перевірку і впровадження результатів досліджень; розробити технічні умови на виробництво і застосування компаундованого органічного вяжучого; економічно обґрунтувати доцільність переробки другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва в органічні вяжучі для виробництва дорожніх бетонів, призначених для будівництва конструктивних шарів дорожніх одягів.У першому розділі розглянуто сучасний стан питання щодо використання в дорожньому будівництві вяжучих, одержаних на основі органічних продуктів нафтохімічного синтезу та камяновугільного походження, а саме: “Дослідження вязкопластичних продуктів переробки камяного вугілля для одержання органічних вяжучих”; “Здобуття другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва і раціональні галузі їх застосування"; “Існуючі способи структурування маловязких камяновугільних органічних вяжучих”; “Компаундовані органічні вяжучі, основою яких є продукти переробки камяного вугілля та нафти”. Одним із вязкопластичних відходів, утворюваних при спільному виробництві фенолу і ацетону методом кумольного синтезу є другорядний кубовий залишок фенольно-ацетонового виробництва, що містить у своєму складі до 50 % продуктів осмолення і конденсації, димери і летучі компоненти: ?-метилстирол, фенол, ацетофенон (В.А. Бетони, приготовлені на вязкопластичному і пекоподібному ДКЗФАВ, характеризуються низькими значеннями тріщиностійкості і динамічної міцності. Kuhnel та іншими доведено, що ефективним способом структурування органічних вяжучих коксохімічного виробництва є їх термоокиснення, філеризація, модифікація олігомерами, полімерами і комплексними добавками, які містять полімер і активний дисперсний наповнювач; найбільш ефективною вважається комплексна добавка, що складається з відсіву полівінілхлориду і кубового залишку дистиляції фталевого ангідриду. Marty показано, що компаундовані органічні вяжучі, зокрема, дьогтебітумні перевершують за деякими показниками аналогічні властивості вихідних компонентів: відрізняються високою адгезією до поверхні мінеральних матеріалів різноманітного петрографічного складу; бетонні суміші виробляють при низчих температурах, ніж асфальтобетонні; бетони на дьогтебітумах характеризуються кращою деформативною спроможністю і погодостійкістю за дьогтебетони.Доведено, що ефективним способом переробки вязкопластичних і пекоподібних другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва в органічні вяжучі є модифікація вязкопластичного ДКЗФАВ комплексною добавкою, поданою відсівом полівінілхлориду, і кубовими залишками дистиляції фталевого ангідриду, а пекоподібного ДКЗФАВ сплавленням з нафтовим дорожнім бітумом III структурно-реологічного типу. Встановлено, що в залежності від температурного режиму ректифікації первинного кубового залишку фенольно-ацетонового виробництва і ступеня відбору складних фенолів утворюються вязкопластичний (умовна вязкість = 5-20 с; вміст альфа-, бета-і гамма-фракцій 3 %, 9,8 % і 87,2 % відповідно; температура крихкості Ткр =-10 °С; розтяжність при 25°С, D25 = 0,37 м; при 0 °С, D0 = 0,7 м;) і пекоподібний ДКЗФАВ (глибина проникання голки пенетрометра при 25 °С, П25 = 2 град., температура розмякшення Тр = 62 °С, температура крихкості Ткр = - 5 °С, вміст ?, ? і ?-фракцій 6 %, 14,3 % і 79,7 % відповідно). Встановлено, що пекоподібний ДКЗФАВ і нафтовий дорожній бітум III струк