WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Применение полисульфидов щелочных металлов в качестве активаторов минеральных продуктов повышенной дисперсности позволит существенно упростить технологический процесс и снизить количество токсичных выбросов, так как в отличие от стандартных способов процесс активации минеральных порошков происходит при обычных, а не повышенных (120-150оС) температурах, как в случае использования битума и других полимеров. В связи с этим из стандартной технологической схемы производства минерального порошка (рис. 4) исключаются технологические переделы подогрева минеральных продуктов и активирующих компонентов (позиции 1-6).

Рис. 3. Принципиальная схема установки производства композиций водорастворимой серы (полисульфида кальция): 1 - реактор; 2 - мешалка; 3 - нагревательный элемент; 4 - блок загрузки исходных реагентов; 5 - обратный холодильник; 6 - блок очистки паров воды от сероводорода; 7 - емкость для готовой продукции; 8 - дезинтегратор.

Рис. 4. Технологическая схема производства активированного минерального порошка:1 - накопительный бункер; 2 – транспортер; 3 – транспортер; 4 – барабан; 5 – дозатор битума; 6 – транспортер; 7 – бункер; 8 - тарельчатый шпатель; 9 - шаровая мельница; 10 – элеватор; 11 - раздаточный бункер; 12 – шнек; 13 – дозатор водорастворимой серы; I – стадия подогрева минеральных компонентов; II – стадия смешения.

Третья глава посвящена изучению влияния минерального наполнителя на свойства битума в асфальтобетоне. Были проведены серии опытов по определению степени сцепления (адсорбции) битума с минеральным наполнителем для трех различных битумов (БНД 90/130, БНД 40/60, битум БНН 50/80) в зависимости от длительности термостатирования. В связи с малыми размерами частиц (от 1 до 400 мкм) пиритных огарков опыты производились на моделях наполнителей, в их качестве (учитывая преимущественно кислую природу составляющих минералов – гематита, кварца и барита) использовалась гранитная крошка различных фракций. В связи с тем, что результаты испытаний во многом зависят от таких факторов как температура, время термостатирования, количественного соотношения битум : минеральный наполнитель, а также слоя битумоминерального связующего (БМС) на сетке для кипячения, были приняты следующие условия проведения экспериментов: температура термостатирования 160°С; количество компонентов: битума 0,6 г, гранитной крошки 15 г; фракция на­полнителя 3-5 мм; толщина слоя БМС на сетке 2 зерна; время кипячения 30 минут. Время термостатирования варьировалось от 20 мин до 5 часов. Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 4 и на рис.5.

Данные проведенных экспериментов показывают, что количе­ство битума, удержанного поверхностью наполнителя существенно зависит от времени выдержки. В среднем, через 2-3 часа термостатирования в системе битум-гранит наступает адсорбционное равновесие, вследствие чего количество битума, сорбированного поверхностью, стабилизируется. Степень адсорбции битума большей частью зависит от внешних параметров, таких как величина поверхности минерального наполнителя, толщина слоя БМС на сетке для кипячения и ряда других факторов. Проведенные эксперименты позволили определить (безусловно, с некоторой степенью приближенности) вещественный состав битума, способный образовывать адсорбционный слой, который является показателем его свойств.

Для определения влияния гранулометрического состава минерального напол­нителя на степень сцепления были проведены эксперименты по отслоению битума кипящей водой с поверхности гранита различных фракций. Результаты испытаний приведены в табл.4, 5.

Таблица 4. Количество битума, удерживаемого поверхностью гранита при отслоении кипящей водой (% мас.)

Время, час.

Битум БНН 50/80

Битум БНД 40/60

Битум БНД 90/130

удержанн.

выделенн.

удержанн.

выделенн.

удержанн.

выделенн.

20 мин

4,2

95,8

---

---

---

---

1

69,3

30,7

57,2

42,8

46,8

53,2

2

80,0

20,0

64,0

36,0

53,9

46,1

3

80,0

20,0

75,3

24,7

64,8

31,6

4

82,0

18,0

73,5

26,5

67,0

33,0

5

---

---

71,7

28,3

71,3

28,7

Температура термостатирования 160°С, время 3 часа, толщина слоя БМС на сетке - 2 диаметра зерна гранита, время кипячения 30 мин.

Рис. 5. Количество битума, удерживаемого поверхностью гранита при отслоении кипящей водой: 1 - битум БНН 50/80; 2 - БНД 40/60; 3 - БНД 90/130.

Таблица 5. Влияние гранулометрического состава минерального наполнителя на количество битума марки БНД 40/60, удерживаемого поверхностью при кипячении

Фракция гранита, мм

Удельная поверхность, см2/г

Количество удержанного битума, %мас.

3-5

5,6

84,6

2-3

8,9

83,5

1-2

15,4

72,7

0,5-1

30,9

61,4

0,25-0,5

61,7

35,0

Исследования показали, что кроме формирования адсорбционного слоя также происходит значительное изменение состава и свойств битума, находящегося в пространстве между зернами наполнителя. Например, к 5 часам термостатирования при 160°С его пенетрация убывает с 50-70 до 18-20 мм*10-1, а температура размягчения увеличивается с 45-48 до 70-71°С. Причем, степень изменения свойств битума и перестройка его дисперсной структуры в более жесткий тип существенно зависит от его компонентного состава и технологии получения, в частности, применение битумов, окисленных при более высоких температурах сильнее изменяет их свойства.

В четвертой главе исследовалось влияние минеральных порошков различного состава на свойства асфальтобетонных композиций. Критерием применимости полученных активированных минеральных порошков на основе пиритных огарков является поведение их в составе асфальтобетона, причем качественный анализ минерального порошка можно осуществлять только в асфальтобетонных смесях оптимального состава. В связи с этим был выполнен подбор оптимального состава мелкозернистого асфальтобетона, наиболее широко применяемого в верхних слоях дорожных покрытий.

Для подбора асфальтобетонных смесей оптимального состава в работе применялся метод математического планирования эксперимента. Были выбраны следующие уровни факторов и интервалы варьирования: предел прочности при сжатии при +200С (У1), содержание щебня (Х1), содержание песка (Х2), содержание минерального наполнителя (Х3), содержание битума (Х4). Полученная аналитическая зависимость соответствует следующему уравнению (1)

У=b0X0+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b12X1X2+b13X1X3+b14X1X4+b34X3X4+b24X2X4+b23X2X3 (1)

Для получения экспериментальных результатов с необходимой надежностью и точностью также выполнялся статистический анализ измерений прочности образцов асфальтобетона при различных температурах, водонасыщения, набухания и коэффициента водостойкости. Пиритные огарки вводились в составы стандартных и щебеночно-мастичных асфальтобетонов с использованием инертных материалов и различных видов битумов, выпускаемых нефтеперерабатывающими предприятиями Республики Башкортостан. Результаты испытаний представлены в табл. 6.

Таблица 6. Сравнительные показатели свойств стандартных асфальтобетонов с использованием минеральных порошков различных типов

Показатель

Асфальтобетон с минеральным порошком

пиритный огарок

пиритный огарок, активированный водорастворимой серой

стандартный известняковый (Туймазинское ДРСУ)

Водонасыщение, %

4,88

3,95

4,7

Предел прочности при длительном водонасыщении, МПа

1,93

3,75

2,4

Предел прочности, МПа

при 00С

10,3

11,2

9,5

при 200С

3,8

6,0

5,7

при 500С

1,6

2,1

2

Таблица 7. Сравнительные показатели свойств щебеночно-мастичных асфальтобетонов с использованием минеральных порошков различных типов

Показатель

Щебеночно-мастичный асфальтобетон

пиритный огарок

пиритный огарок, активированный водорастворимой серой

стандартный известняковый (Туймазинское ДРСУ)

Водонасыщение, %

3,22

1,7

1,93

Предел прочности, МПа

при 200С

2,65

3,88

2,95

при 500С

0,75

0,88

0,95

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»