Структуроутворення в контактній зоні як основа формування водостійкості асфальтобетонів - Автореферат

Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукНауковий консультант: заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Чернявський Вячеслав Леонідович, Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедрою фізико-хімічної механіки і технології будівельних матеріалів і виробів; доктор технічних наук, професор Братчун Валерій Іванович, Донбаська державна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедрою технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг;Метою роботи є встановлення закономірностей структуроутворення в контактній зоні, а також руйнування плівок нафтових бітумів на поверхні мінеральних матеріалів від дії води, а потім, на основі встановлених закономірностей, уточнення і розробка технологічних заходів формування такої структури, яка забезпечила б тривалу стійкість бетонів до агресивної дії води. Вивчення механізму формування контактної зони у асфальтобетоні, для чого необхідно: 1.1 Дослідити механізм формування граничних шарів бітуму на поверхні мінеральних матеріалів і їх вплив на водостійкість асфальтобетону; Наукова новизна отриманих результатів: - розроблена концепція “слабких” граничних шарів бітуму у контактній зоні і розглянуто їх вплив на водостійкість асфальтобетону; Граничний шар бітуму представляє собою шар, властивості якого змінюються під впливом поля поверхневих сил мінеральної поверхні, у порівнянні з об,ємним бітумом. При узагальненні результатів теоретичного огляду відзначено, що немає єдиної точки зору у питаннях впливу генезису мінеральних матеріалів на водостійкість бітумних плівок на їх поверхні, що існують різні погляди на природу адсорбційних звязків на границі розділу бітум - поверхня мінерального матеріалу із основних гірських порід і на роль змочування мінеральної поверхні бітумом у забезпеченні водостійкості асфальтобетону, а також відсутні стандартизований кількісний метод визначення показника водостійкості бітуму на мінеральній поверхні і загальноприйняті уявлення про механізм формування структури контактної зони і її вплив на водостійкість асфальтобетону, що вимагає продовження системних досліджень у цьому напрямку.Рамона, характеризує швидкість відшарування бітуму від поверхні мінерального матеріалу у присутності води, при цьому, чим більша ця різниця, тим інтенсивніше проходить відшарування бітуму від поверхні. Наведені дані показують, що з ростом сумарної кількості часток мінерального порошку з нейтральною і позитивно зарядженою поверхнею величина кутів змочування поверхні мінеральних підкладок водою зростає, а швидкість відшарування бітуму від поверхні зменшується. Узагальнення результатів дослідження змочування мінеральних підкладок водою і бітумом, а також стійкості бітумних плівок на їх поверхні до агресивної дії води, дозволило встановити кореляційний звязок між показником водостійкості плівки бітуму і величиною кута змочування поверхні підкладки водою. Характерною особливістю мінеральних пластин, після визначення показника водостійкості плівок бітуму, є наявність на мінеральній поверхні, на ділянках з яких вода витиснула бітум, тонкого шару вуглеводнів із жовтим відтінком, що свідчить про когезійний тип руйнування бітумних плівок в результаті дії на них води. Зміщення деяких смуг поглинання до 35см-1, виявлених при дослідженні взаємодії бітумів з вапняком, є свідченням утворення слабких водневих звязків між карбоксильними групами бітуму і карбонат-іонами кальциту, що може сприяти формуванню більш водостійких граничних шарів бітуму на поверхні кальцитвміщуючих мінеральних матеріалів.Ефект підвищення водостійкості бітумних плівок на поверхні мінеральних матеріалів був забезпечений також штучним збільшенням у складі нафтового гудрону ароматичних вуглеводнів в процесі його окислення, що супроводжується зростанням кількості кисневміщуючих сполук у бітумі, які позитивно впливають на тривалу стійкість плівок бітуму на мінеральній поверхні у присутності води. Бітум із чистого гудрону близький до другого структурного типу, а бітум із гудрону з КЗРСБ - до третього типу, якому властивий комплекс показників, який забезпечує найбільшу довговічність асфальтобетонних покриттів на їх основі. При 10% КЗРСБ у складі гудрону показник водостійкості плівок окисленого бітуму на поверхні скла зростає у два рази, у порівнянні з бітумом із чистого гудрону. Асфальтобетони на основі окислених бітумів різних марок з добавкою КЗРСБ характеризуються більшими значеннями коефіцієнтів тривалої водостійкості (таблиця 4) , у порівнянні з асфальтобетонами на окисленому бітумі із чистого гудрону.