CC BY
4УДК: 625.7.8
AVTOMOBIL YO'LLARI UCHUN DEFFORMASIYAGA CHIDAMLI ASFALBETON KOMPOZISIYALARINI OLISH UCHUN MINERAL TARKIBIY QISMLARNI MEXANOKIMYOVIY USULLARINI O'RGANISH VA ULARNI MEXANOAKTIVLASHTIRISH USULLARINI TANLASH
Maxkamov Dilshod Ismatillayevich NamMQI. dotsent [email protected], +998993627801
Xabibullayev Alimardon Hidoyatillayevich NamMQI. dotsent [email protected], +998972574656
Qo'ysinaliyev Nuriddin Zafarali o'g'li NamMQI.o'qituvchi [email protected], +998994922726
Nurxonov Davronbek Xursand o'g'li NamMQI.o'qituvchi [email protected] +998977755569
Annotasiya. Maqolada birinchi marta asfaltbeton qompozisiyalarni olish uchun mexanik faollashtirilgan tabiiy qumlar va boshqa ingrediyentlar bilan to'ldirilgan kompozision materiallarning samarali kompozisiyalari bo'yicha tadqiqot natijalari keltirilgan bo'lib, ular mustaxkamlik xususiyatlarini issiqqa, surilishga, yorilishga chidamliligini va ishchanligi ko'rsatib o'tilgan
Аннотация: В данной статье рассматривается разработка деформационно-сдвигоустойчивых композиционных асфальтобетонных материалов для покрытий дорог путем механохимической модификации органоминеральных компонентов является актуальной проблемой и служит основным направлением.
Annotation:This article discusses the development of deformation-shear-resistant composite asphalt concrete materials for road surfaces by mechanochemical modification of organo-mineral components is an urgent problem and serves as the main directionKalit so'zlar: Fizik mexanik xususiyatlar, issiqqa chidamlik, kompozisiya, to'ldiruvchi, barxan va daryo qumlari, ingrediyentlarning mexanik faollashuvi, surilishga chidamli, yorilishga chidamli, ishchanlik, dismembrator, chidamlilik, massa zichligi, asfaltbeton kompozisiyalar.
Ключевые слова: Физико-механические свойства, теплостойкость, состав, наполнитель, механическая активация ингредиентов, сопротивление скольжения, трещиностойкость, механоактивация, дисмембратор, долговечность, массовая плотность, асфальтобетонные композиции.
Keywords: Physical and mechanical properties, heat resistance, composition, filler, mechanical activation of ingredients, slip resistance, crack resistance, mechanical activation, dismembrator, durability, mass density, asphalt concrete compositions.
Указ Президента Республики Узбекистан от 19 декабря 2019 г. ПФ-5890 «О мерах по глубокому реформированию системы управления автодорогами Республики Узбекистан» и 9 декабря 2019 г. № PQ-4545 «О мерах по дальнейшему совершенствованию управления систем дорожного хозяйства» Согласно принятому решению, существенно увеличено финансирование строительства и ремонта дорог, что позволило почти в три раза увеличить объем дорожно-строительных и ремонтных работ, выполненных за последние годы.
В этом аспекте разработка деформационно-сдвигоустойчивых композиционных асфальтобетонных материалов для покрытий дорог путем механохимической модификации органоминеральных компонентов является актуальной проблемой и служит основным направлением.
Цель исследования. Является разработка деформационно-сдвигоусточивых композиционных асфальтобетонных материалов для покрытий дорог путем механохимической модификации органоминеральных компонентов.
Объект и методы исследования. Объектами являются дисмембраторный активатор, Чиназские и Чирчикские речные, Язъяванские, Жамашуйские, Бозские и Янгиерские барханные пески и композиции на их основе. [1-2].
Методы исследования. Измельчения и конструкции установок различного назначения показали [3], что для получения высокодисперсных активированных наполнителей из минерального местного и вторичного сырья
Результаты исследований и их обсуждение. Одной из важнейших задач современной науки и техники является получение различных материалов с заданными свойствами. Эту задачу решает пограничная область науки - физико-химическая механика дисперсных систем [1].
Таким образом, физико-химическая механика позволяет анализировать процессы образования и разрушения структуры материалов и целенаправленно управлять ими. Она является основой современного материаловедения и технологических процессов, используемых при переработке исходного сырья и получении готовых материалов в виде сложных дисперсных систем.
Под активацией компонентов понимается любое воздействие, способствующее увеличению их химической активности независимо от вида энергии, подводимой к активируемому объекту.
Основной задачей реализации активационно-технологической механики (ATM) является получение асфальтобетонов, обладающих структурной длительной стабильностью (долговечностью), с использованием некондиционных материалов (в том числе и МКМ). Это сразу же предопределяет необходимость соответствующего метрологического обеспечения контроля качества не только отдельных компонентов асфальтобетона и их смеси, но и готовой продукции - асфальтобетонного покрытия.
Из вышеприведенного анализа литературных материалов видна целесообразность исследований на основе теоретических и опытных данных возможности улучшения сдвигоустойчивости асфальтобетонов методом механохимической активации минералов и модификации битума.
Основную роль в физико-химической механике в области активации минеральных сырьевых ресурсов, применяющихся в создании различных композиционных материалов, играет механохимическая активация органоминеральных ингредиентов. В частности, в нашем случае, механическая активация природных речных и барханных песков в порошкообразном виде.
Известно, что для механической активации минерального сырья в настоящее время применяются измельчители, в которых реализуется ударно-раскалывающий эффект [2].
Однако реализация ударно-раскалывающего эффекта для природных песков, в том числе барханных, нецелесообразно не только с точки зрения энерго- и трудозатрат, но и с позиции перерасхода вяжущих материалов для асфальтобетонных покрытий.
Анализ методов измельчения и конструкций установок различного назначения показал [3], что для получения высокодисперсных активированных наполнителей из
минерального местного и вторичного сырья необходима разработка нового комбинированного метода, сочетающего в себе различные вариации отдельных методов и, соответственно, конструкций установок для измельчения материалов.
Изучение современных достижений в области механической активации минерального сырья показало, что для этих целей необходимо применение оборудования, способного реализовать ударно-раскалывающе-истирающий принцип измельчения [4].
Для этого загрузку дисмембратора осуществляли песками от 1 до 5 кг в минуту с интервалом 1 кг. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние режима обработки на механоактивацию природных песков
Изменение свойств песка различных месторождений Влияние степени загрузки на механоактивацию природных песков при загрузке, кг
0 1 2 3 4 5
Чирчикский
Остаток на сите №014, % 22,5 20,2 19,3 16,5 16,8 17,2
Насыпная плотность, кг/м3 1452 1424 1414 1388 1392 1396
Удельная поверхность, см2/г 382 400 460 550 420 425
Язъяванский
Остаток на сите №014, % 26,5 22,1 18,4 15,0 15,2 15,1
Насыпная плотность, кг/м3 1486 1438 1421 1401 1405 1416
Удельная поверхность, см2/г 418 430 445 506 440 435
Янгиерский
Остаток на сите № 014, % 18,6 14,1 12,9 8,3 8,4 9,2
Насыпная плотность, кг/м3 1482 1452 1446 1398 1402 1424
Удельная поверхность, см2/г 402 415 435 460 424 420
Чиназский
Остаток на сите № 014, % 2,4 1,8 1,4 1,0 1,1 1,2
Насыпная плотность, кг/м3 1461 1442 1405 1395 1398 1402
Удельная поверхность, см2/г 396 405 426 455 440 436
Данный дисмембраторный активатор работает с постоянной скоростью 1500 об/мин.
В силу того, что дисмембратор работает непрерывно, прежде всего, было необходимо установить его оптимальную производительность, при которой обеспечивается высокая степень дисперсности и активации выгружаемых песков.
Как видно из результатов проведенных исследований, оптимальным количеством загрузки дисмембратора является 3 кг в минуту, так как при такой загрузке наблюдается наиболее высокая дисперсность и удельная поверхность песков.
На рисунках 1 и 2 приведена зависимость предела прочности сжатия и сдвига асфальтобетонных композиции от степени загрузки дисмембратора при механоактивации песков.
Для подтверждения этого нами было изучено влияние механоактивации на прочностные показатели асфальтобетонных композиционных материалов. В частности, зависимость предела прочности и сдвига от степени загрузки дисмембратора при механоактивации песков и влияние механоактивации на их прочностные свойства.
Ц ф
ч
Л л --л
.X) ""'•о >. V ■о
л
Песок: — —
12 3 4
Степень загрузки, кг^мин
— чирчикский, — - — ■ чиназский, .. язъяванский, _ янгиерский
Рисунок 1. Зависимость предела прочности при сжатии асфальтобетонных покрытий от степени загрузки дисмембратора при механоактивации
Как видно из хода кривых (рис.1), при использовании механоактивированных песков наблюдается увеличение прочности при загрузке дисмембратора до 3 кг/мин. Дальнейшее увеличение загрузки дисмембратора до 5 кг/мин приводит к плавному снижению этого показателя.
_ -л
-----й _ -Л -—Т—-й - л ■■— .. -л - -й '. 7 ' ~ ' й " ~--
Д^- ■ ■ - й --- - - т"' ----А
Песок: — — — ■
Степень загрузки, кг/мин
чирчикский; ---- чиназский;
- янгиерский
язъяванскии;
Рисунок 2. Зависимость предела прочности при сдвиге композиций для асфальтобетонных покрытий от степени загрузки дисмембратора при
механоактивации
Такая закономерность объясняется тем, что при малых дозах загрузки дисмембратора, то есть до 3 кг/мин, частицы песка не могут полностью заполнять пространство между пальцами ротора и статора и в первую очередь ударяются, раскалываются, а потом проскальзывают без существенного измельчения. При больших дозах загрузки, то есть более 3 кг/мин, часть первоначального сырья выходит из дисмембратора не попадая в зазор между ротором и статором и общая дисперсность выходящего материала будет невысокая.
Результаты влияния зазора между пальцами ротора и статора на гранулометрический состав песков приведены в таблице. 2.
Таблица 2
Влияние зазора между ротором и статором на
гранулометрический состав песков
Месторождение природного песка До обработки Зазор между ротором и статором, мм
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Остаток на сите №014, мас.%
Чирчикское 22,5 22,0 20,7 18,9 16,5 17,8 19,8 21,1
Язъяванское 26,5 24,8 22,4 18,1 15,0 16,3 17,9 21,8
Янгиерское 18,6 16,8 14,1 8,9 8,3 9,7 13,9 14,1
Чиназское 2,4 2,0 1,8 1,3 1,0 1,1 1,32 1,6
Исходя из вышеизложенного, за оптимальное количество загрузки дисмембратора при режиме работы 1500 об/мин и зазоре между ротором и статором 0,2 мм можно принять 3 кг/мин. При этом производительность дисмембратора составит 180 кг механоактивированного песка в час.
Механизм механоактивации при обработке минералов и природных песков в дисмембраторной установке происходит следующим образом. При ударно-истирающем режиме обработки активация происходит в основном за счёт образования новых поверхностей с незначительным изменением гранулометрического состава (рис. 3, б), а при обработке в ударно - раскалывающе - истирающем режиме активация происходит как за счёт изменения гранулометрического состава, так и за счёт обнажения новых поверхностей.
а) исходная (природная, с окатанной поверхностью) форма частиц;
б) форма частиц при ударно - истирающем режиме;
в) форма частиц при ударно - раскалывающее - истирающем режиме.
Рисунок 3. Модельная схема морфологических изменений формы частиц и рельеф поверхностей природных песков при обработки в дисмембраторном активаторе Аналогичные результаты были получены при механоактивации песков путем измельчения в дисмембраторе, работающем по ударно-раскалывающе- истирающему принципу.
Таким образом, исследование влияния механоактивации на свойства природных песков показали, что после механоактивации, как речных, так и барханных песков значительно изменяется их физико-химические свойства и тем самым они существенно активизируются.
В связи с вышеизложенным, для дальнейшего проведения исследования нами была выбрана установка - дисмембратор (рис. 3), сочетающая в себе конструкции машин на основе ударно- раскалывающих и истирающих способов [5], подробное описание конструкции и принципа работы которых приведены в статье.
Заключение.
Разработан новый эффективный способ повышения физико-механических свойств асфальтобетонных покрытий путём введения в их состав механоактивированных минеральных ингредиентов, в частности, природных речных и барханных песков, основанного на ударно-раскалывающе-истирающем эффекте, приводящий к образованию частиц с развитой удельной поверхностью с требуемыми геометрическими и физическими параметрами за счёт поляризации частиц на молекулярном уровне, сопровождающийся появлением гетерогенных дипольных моментов, которые способствуют улучшению адгезионных свойств с образованием водородных связей как с катионно - активными, так и анионно - активными веществами, каким является госсиполовая смола и, в конечном счете, увеличению межфазного взаимодействия между ингредиентами и битумом.
Установлено, что при механоактивировании природных песков на диссмембраторной установке, также происходит активация за счёт поляризации частиц на молекулярном уровне, сопровождающаяся появлением с одной стороны гетерогенных дипольных моментов, образованием химических связей (водородных) как с катионно -активными, так и анионно-активными веществами, какими являются модифицированная порошкообразная госсиполовая смола и кубовый остаток фурфурилового спирта. С другой - улучшением адгезионных взаимодействий субстрат-адгезив органоминеральных ингредиентов. В результате можно получать эффективные составы асфальтобетонных композиционных материалов с требуемой деформационно-сдвигоустойчивостью и долговечностью покрытий автомобильных дорог.
ЛИТЕРАТУРА
1. Makhkamov Dilshod Ismatillayevich, Inoyatov Qaxramon Muydinovich, Abdurazakov Mirzokhid Abdurakhmonxujayevich, O'ktamov Sardor Makhmudjanovich. Physical and mechanical properties of composite materials filled with mechanoactivated ingredients, applied for roads, bridges and aerodromes. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 11 , November 2020
2. Sobirov A.B., Rahmonov B.Sh., Abdullayev A.X., Inoyatov K.M., Salimsakov Y.A., Mahkamov D.I., Soliyev R.X. Study of composition and technology of highly filled composite polymeric materials for asphalt roads, which can be used in hot climates and increasing their operation life. European polymer congress in 2011. XII congress of the specialized group of polymers., / Congress program, june 26 - jule 1, 2011, Granada, Spain.
3. Makhkamov Dilshod Ismatillayevich, Inoyatov Qaxramon Muydinovich, Abdurazakov Mirzokhid Abdurakhmonxujayevich, O'ktamov Sardor Makhmudjanovich. Use of mechanically activated components in road construction. An international multidisciplinary research journal.Vol. 10, issue 5, may 2020. p.1558-1566 India.
4. Sayibjan Negmatov, Kakhramon Inoytov, Lochin Oblakulov, Shukhrat Bozorboyev, Bahodir Sobirov, Bakhrom Rakhmonov, Jahongir Negmatov, Dilshod Makhkamov, Rustam Soliev, Andrey Lisenko. Research And Development Of Technologies Of Obtaining The Mechanically Activated Powder Based On Natural Ingredients And Dune Sand For Production Of Sealing Composite Cements And Composite Materials For Various Purposes. International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition, PPM 2013, September 3-6, 2013 в г. Измире.
5. Махкамов Д. И. и др. Механоактивации минеральных порошковых ингредиентов и их влияние на прочностные свойства композиций для герметизирующих мастик и асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. - 2020.
6. Махкамов Д. И. и др. Механоактиватция минеральных порошковых ингредиентов и их влияние на прочностные свойства композиций для герметизирующих мастик и асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог //Экономика и социум. -2020. - №. 10. - С. 599-608.
7. Abed, N. S., Makhkamov, D. I., Negmatov, S. S., Khusanov, N. S., Rakhmonov, B. S., & Inoyatov, K. M. (2017). Asphalt-concrete composite materials for road surfacing. Monograph. Tashkent: Fan va tarakkiyot.
8. Ismatillayevich M. D. et al. Use of mechanically activated components in road construction //An international multidisciplinary research journal. - 2020. - Т. 10. - №. 5. - С. 1558-1566.
9. Dadaxodjayev, A., Mamajonov, M., Ergashv, M., & Mamajonov, M. (2020). Automated drawing of roads in credo complex program. Экономика и социум, (11), 16731676.
10. Ergashev M. M., Inoyatov Q. M., Inamov A. N. Avtomobil yo'llarida geoaxborot tizimlari //O'quv qo'llanma, Namangan-2019, NamMQI. - Т. 146.
11. Инамов, А., Эргашев, М., Назиркулова, М., & Сайдазимов, Н. (2021). Геоахборот технологиялари асосида автомобиль йуллари карталарини яратиш ва давлат кадастрини юритиш. Общество и инновации, 2(10/S), 84-90.
12. Ergashev M. et al. ANALYSIS OF ROAD INFORMATION IN GEOINFORMATION SYSTEMS //ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ.
- 2021. - С. 90-94.
13. Murodjon M., Mirzokhid K., Muhammadyusuf E. GAT dasturiy ta 'minotidan foydalanib avtomobil yo 'llari ma 'lumotlar bazasini yaratish» uzacademia scientific-methodical journal republican number 3 on the subject «Increasing the innovative activity of youth, improving the spirituality and achievements in science» collection of materials august 31, 2020 part 12 pages 536-538 //ISSN (E)-2181-1334.-2020.
14. Ergashev M., Abdurakhimov V. The use of basic gps stations, which are situated in Namangan, in the field of automobile roads //Экономика и социум. - 2020. - №. 5-1. - С. 2833.
15. Ergashev M., Mamajonov M., Kholmirzayev M. Automation and modulation of highways in gis software //Теория и практика современной науки. - 2020. - №. 5. - С. 9-14.
16. Dadaxodjayev A. et al. Creating a road database using gis software //Интернаука. -2020. - №. 43-2. - С. 30-32.
17. Ergashev M. et al. АВТОМОБИЛЬ ЙУЛЛАРИ СО^АСИДА ДОИМИЙ ФАОЛИЯТ КУРСАТУВЧИ БАЗАВИЙ GPS СТАНЦИЯЛАРИДАН ФОЙДАЛАНИШ //Academic research in educational sciences. - 2021. - Т. 2. - №. 11. - С. 52-61.
18. Ergashev M. et al. ANALYSIS OF ROAD INFORMATION IN GEOINFORMATION SYSTEMS //ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ.
- 2021. - С. 90-94.
19. Ахмаджонов М. А., Хусанханов Ю., Хамдамов Д. Старший преподаватель //Международный научно-практический электронный журнал «МОЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ КАРЬЕРА». Выпуск № 31 (том 2)(декабрь, 2021). Дата выхода в свет: 31.12. 2021. - С. 104.
20. Dadaxodjayev A. GAT DASTURIY TA'MINOTIDAN FOYDALANIB AVTOMOBIL YO'LLARI MA'LUMOTLAR BAZASINI YARATISH.
21. Inamov A. N. et al. DIAGNOSIS OF SPATIAL PHOTO ERRORS IN GEOPHYSICAL CONNECTION.
22. Negmatov S. et al. Research And Development Of Technologies Of Obtaining The Mechanically Activated Powder Based On Natural Ingredients And Dune Sand For Production Of Sealing Composite Cements And Composite Materials For Various Purposes //International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition, PPM. - 2013. - С. 3-6.
23. Ахмедов Р. М., Махкамов Д. И., Абдуразаков М. А. Методы прогнозирования объемов финансирования ремонта и строительства автомобильных дорог //Экономика и социум. - 2020. - №. 3. - С. 221-223.
24. Mutalibov, I., Maxkamov, D., Qo'Ysinaliyev, N., & Xabibullayev, I. (2021). AVTOMOBIL YO'LLARIDA SEMENTBETON QOPLAMALARNI MUSTAHKAMLIGINI OSHIRISH TEXNOLOGIYASINI TAKOMILLASHTIRISH. Academic research in educational sciences, 2(10), 681-686.
25. Ismatillayevich M. D. et al. Use of mechanically activated components in road construction //An international multidisciplinary research journal. - 2020. - Т. 10. - №. 5. - С. 1558-1566.
26. Махкамов Д. И. и др. РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, НАПОЛНЕННЫХ МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫМИ ИНГРЕДИЕНТАМИ, ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ДОРОГ //Экономика и социум. - 2020. - №. 5-1. - С. 844-851.
