Использование битуминозного песчаника в производстве дорожно - строительных материалов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 625.855.5

Т. Ф. Ганиева, Э. А. Галиуллин

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИТУМИНОЗНОГО ПЕСЧАНИКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ДОРОЖНО - СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: битумы, асфальтобетонные дорожные покрытия, битуминозные песчаники.

Проведены исследования по оценке возможности вовлечения битуминозного песчаника татарстанского месторождения «Фиков Колок» в состав асфальтобетонной смеси. Приготовлены и испытаны на соответствие требованиям стандарта образцы асфальтобетонных смесей.

Keywords: bitumens, asphalt pavement, tar sands.

The possibility of involvement the "Fikov Kolok" tar sand from Tatarstan birth-place in the asphalt mixture was investigated. Samples of asphalt mixtures were prepared and tested for compliance with demands of standard.

Применение битуминозных песчаников в дорожном строительстве сократит расход традиционных нефтей на производство битумов и позволит более рационально их утилизировать. В литературе отсутствуют данные о других областях их использования. По-видимому, это связано со сравнительно незначительным содержанием в них органической части. При вовлечении битуминозного песчаника в состав асфальтобетонной смеси используются как органическая, так и твердая фазы.

В данной статье приведены результаты исследований по вовлечению битуминозного песчаника месторождения «Фиков Колок» (Республика Татарстан) в состав асфальтобетонной смеси. Для исследований взяли три образца битуминозного песчаника, различающиеся по степени насыщенности органической частью:

Образец №1 - наиболее насыщенный - темный; Образец №2 - между темным и светлым: Образец №3 - смесь образцов №1 и №2.

Извлеченная из образцов битуминозного песчаника органическая часть отличается высоким содержанием асфальто-смолистых веществ. По своему составу углеводородная фракция соответствует требованиям к дорожным битумам [1]. Сравнительно высокое содержание в песчанике серы (4,3 ^ 4,6) так-

же благоприятно для дорожных битумов, поскольку, как следует из литературных данных [2, 3], модифицирование битума серой (в количествах 5 ^ 7 % масс.) положительно влияет на ее пластические и адгезионные свойства.

Для проведения экспериментов по использованию битуминозного песчаника в качестве активированного порошка в составе асфальтобетонной смеси каждый образец дробили до порошкообразного состояния. Затем полученные порошки высушивали при температуре 105оС в течение 5 ч. После этого отбирали фракции, прошедшие через сита с размерами ячеек 0,63 мм, 0,28 мм, 0,14 мм и 0,07 мм. Через вышеобозначенные сита прошли, соответственно, 100%; 98,7%; 97,3% и 93,6% гранул.

Все образцы порошков песчаника по гранулометрическому составу соответствуют требованиям ГОСТ 16557-78 на активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей.

В табл.1 представлены составы асфальтобетонных смесей, приготовленных с использованием в качестве активированного порошка битуминозных песчаников.

Таблица 1 - Составы образцов асфальтобетонных смесей

№ образца асфальтобе- Компонентный состав, % масс.

тонной смеси ОПГС Камская Битум «Санбит» №№ образца битуминозного песчаника

1 2 3

1 90,0 5,0 5,0 - -

2 91 4,5 - 5,5 -

3 88 5,5 - - 6,5

В табл. 2 приведены свойства приготовленных асфальтобетонных смесей. Как следует из данной таблицы, все образцы приготовленных асфальтобетонных смесей полностью соответствуют требованиям ГОСТ 9128-97 на асфальтобетоны. Кроме того, они отличаются улучшенными физико-механическими свойствами: теплоустойчивостью, водостойкостью и прочностными свойствами, причем

эффект улучшения свойств находится в прямой зависимости от степени насыщения песчаника органической частью, т.е. наилучшие результаты получены при применении в качестве активированного порошка образца песчаника №1, содержащего наибольшее количество органических веществ.

Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №4

Таблица 2 - Результаты испытаний приготовленных асфальтобетонных смесей

Показатели № образца ГОСТ 9128-97

асфальтобетонной смеси:

1 2 3

Объемный вес, г/см3 2,30 2,33 2,30 -

Водонасыщение, % об. 2,4 3,3 3,0 1,5-4,0

Набухание, % об. 0 0 0 -

Предел прочности при сжатии, кгс/см2: Е20 36 34 2 не <20

Е- 20 30 28 24 -

К-50 11 10 9 не < 9

Коэффициент водостойкости 0,92 0,89 0,85 не <0,7

В заключении необходимо также отметить достижение экономического эффекта от применения битуминозных песчаников в дорожном строительстве за счет уменьшения расхода нефтяного битума.

При этом также увеличивается срок службы дорожных покрытий в результате улучшения эксплуатационных характеристик асфальтобетона [4].

Таким образом, вовлечение в состав асфальтобетонных смесей битуминозных песчаников дает возможность утилизировать их в больших масштабах при одновременном улучшении качества дорожных покрытий.

Литература

1. А.С.Колбановская, В.В.Михайлов, М. Транспорт. 1973 г. 264 с.

2. Д. А. Халикова, С. М. Петров, Н. Ю. Башкирцева. Вестник Казан.Технол.ун-та, 16, 3, 217-221 (2013)

3. Рекомендации по технологии приготовления органо-сероминеральных смесей. // Миндорстрой УССР. -Киев. 1986. -С. 24.

4. Е. А. Емельянычева, А. И. Абдуллин, Вестник Ка-зан.Технол. ун-та, 16, 3, 198-204 (2013)

© Т. Ф. Ганиева - к.т.н., с.н.с., зав. лаб ПНР каф. «Химическая технология переработки нефти и газа» КНИТУ, tomik41@mail.ru; Э. А. Галиуллин - асп. той же кафедры, edward@ingehim.ru.

© T. F. Ganieva, PhD, Head of Perspective Development Directions Laboratory of "Chemical technology of petroleum and gas processing" department of KNRTU, tomik41@mail.ru; E. A. Galiullin, postgraduate student, of "Chemical technology of petroleum and gas processing" department of KNRTU, edward@ingehim.ru.