Научная статья на тему 'Влияние адгезионных добавок на основе криптоанионных ПАВ на сцепление дорожного бигума с минеральными материалами'

Влияние адгезионных добавок на основе криптоанионных ПАВ на сцепление дорожного бигума с минеральными материалами Текст научной статьи по специальности «Промышленное изготовление бетонных смесей, строительных растворов»

CC BY
559
106
Поделиться
Ключевые слова
адгезия / пав / битум / минеральные материалы / криптоанионные поверхностно-активные вещества

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Кулик Е.П.,

This work deals with the range of both domestic produced surface-active substances (SAS) and foreign produced SAS. The aim is the improving the adhesive properties of the domestic produced road asphalt, which is used for the asphalt concrete preparation.

Текст научной работы на тему «Влияние адгезионных добавок на основе криптоанионных ПАВ на сцепление дорожного бигума с минеральными материалами»

УДК 666.973 (088.8)

ВЛИЯНИЕ АДГЕЗИОННЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ КРИПТОАНИОННЫХ ПАВ НА СЦЕПЛЕНИЕ ДОРОЖНОГО БИГУМА С МИНЕРАЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Е.П. Кулик, аспирант, Ростовский государственный строительный университет

Аннотация. Рассматривается ряд поверхностно-активных добавок (ПАВ) как отечественного, так и зарубежного производства, целью которых является повышение адгезионных свойств дорожного битума отечественного производства, используемого для приготовления асфальтобетонных смесей.

Ключевые слова: адгезия, ПАВ, битум, минеральные материалы, криптоанионные поверхностно-активные вещества.

Введение

Дорожные битумы, как правило, содержат поверхностно-активные соединения - асфальтоге-новые кислоты и их ангидриды. В случае их достаточного количества они обеспечивают удовлетворительное сцепление битумов с сухой поверхностью минеральных материалов карбонатных и основных горных пород [1].

Сцепление битумов с поверхностью минеральных материалов основной породы, а также с влажными минеральными материалами независимо от их природы является неудовлетворительным. Для улучшения сцепления битума с поверхностью минеральных материалов в технологии производства асфальтобетонных смесей используют поверхностно-активные вещества. В добавках ПАВ нуждаются особенно жидкие битумы, которые содержат значительно меньшее количество асфальтогено-вых кислот [2].

Введение в смесь небольшого количества ПАВ понижает поверхностное натяжение на границе битум - минеральный материал, чем облегчает смачивание минеральных частиц битумом. ПАВ способны адсорбироваться на поверхности минеральных зерен в месте раздела фаз, снижая избыток межфазной поверхностной энергии. Они позволяют улучшить сцепление битума с поверхностью минерального материала, повысить качество асфальтобетона и положительно влияют на технологический процесс приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей [3].

Анализ публикаций

В настоящее время в качестве адгезионных добавок при приготовлении асфальтобетонных смесей

используются такие добавки как: Дорос АП, БИ-ЭМ-ФК, КАДЭМ-ВТ, СЕКАБАЗ-260 (производство Франции) и др.

Цель и постановка задачи

Установить наиболее эффективные методы поверхностной активации компонентов асфальтобетонной смеси, с целью повышения адгезии битума с минеральными материалами, применяемыми в Ростовской области.

Исследование адгезионных добавок

Исследование выполнено по изменённой методике ГОСТ 11508-74: вместо мрамора и песка в опытах был использован щебень из известняка, песчаника и гравия. Сцепление битума с минеральными материалами определяли по методу «активное сцепление» (метод Б), заключающемуся в способности битума сцепляться с поверхностью минерального материала в присутствии воды.

Оценка сцепления произведена визуально по пятибалльной шкале с учетом контрольных образцов, приведенных в стандарте (соответствует контрольному образцу №1);

балл 4 - покрытие поверхности минерального материала битумом составляет 90% и более, но оно не полное;

балл 3 - покрытие составляет 75% и более, но оно менее 90% (соответствует контрольному образцу №2);

балл 2 - покрытие имеется, но недостаточное. Оно не соответствует требованиям ГОСТ 12801-98 (составляет менее 75%);

балл 0 - после испытания покрытие поверхности минерального материала битумом полностью отсутствует.

Всего испытано 17 образцов анионо- и катионоактивных ПАВ.

Обращает на себя внимание то, что некоторые исследованные катионоактивные вещества, например, Дорос АП, КАДЭМ-ВТ или БИЭМ-ФК способны взаимодействовать с минеральными материалами как кислых, так и основных пород. Универсальность делает эти вещества особенно перспективными.

Для того, чтобы получить хорошее сцепление вяжущего с минеральным материалом требуется разная дозировка ПАВ, например, при применении для приготовления асфальтобетона минерального материала из песчаника требуется добавить в битум БИЭМ ФК не менее 1,5%, или Секабаз 260 лишь 0,5% от массы битума. Но данные адгезионные добавки, которые показали приемлемые результаты (90-100%) покрытия поверхности минерального материала вяжущим, являются дорогостоящими поверхностно - активными веществами, что существенно сказывается на повышении стоимости асфальтобетона.

Так же при выборе той или иной адгезионной добавки в битум следует учесть ее способность к взаимодействию с минеральным материалом, применяемым для приготовления асфальтобетона, оптимальную дозировку добавки, ее цену, а также токсичность. Например, присадка БИЭМ-ФК менее токсична - относится к умерено опасным веществам, а адгезионная присадка Секабаз 260 относится по общетоксическому действию к высокотоксичным веществам и при его применении необходимо соблюдать комплекс правил и мер по обеспечению безопасности персонала [4].

Испытания добавки на основе криптоанионных ПАВ показали, что в случае содержания вяжущим 1 % мас. добавки, имеет место практически полное (на 98-100%) покрытие поверхности минерального материала вяжущим с известняковым минеральным материалом.

Как показали исследования методом «активного» сцепления вяжущего - после испытания отсутствует покрытие вяжущим поверхности минерального материала из кислых горных пород: щебня из песчаника и дроблёного гравия.

Выводы

В процессе исследования по установлению наиболее эффективных ПАВ, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, была выявлена новая добавка на основе криптоанионных ПАВ. Это поверхностно-активное вещество еще не использовалось в качестве адгезионной добавки для битума, повышающей сцепление с минеральным материалом. Это добавка может быть использована в качестве адгезионной добавки при производстве асфальтобетонных смесей.

Стоимость данной добавки в три раза меньше стоимости применяемых аналогичных адгезионных добавок, что является одним из важнейших преимуществ. Она не токсична, вещество это используется в качестве одного из основных моющих компонентов в пеномоющих препаратах широкого назначения. Эта добавка не является универсальной, она не взаимодействует с минеральными материалами кислых пород.

Но как показали проведенные исследования, добавка на основе криптоанионных ПАВ взаимодействует с минеральными материалами основной породы, которые широко применяются в практике строительства и ремонта автомобильных дорог в Ростовской области.

Литература

1. Современное состояние городских дорог и пути

повышения их долговечности. ОИ ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР. Сер.: Городские дороги - 1984. - №1 (18). - С. 2.

2. Методические рекомендации по применению

катионного ПАВ - коллектора АНП-2 при строительстве асфальтобетонных покрытий. -М.: Союздорнии, 1981. - 12 с.

3. Шельфельд Н. Поверхностно-активные веще-

ства на основе оксида этилена: Пер. с нем. -М.: Мир, 1982.

4. Шейхет И.М., Гордеев-Гавриков В.К. Город-

ские дороги: строительство, ремонт и содержание. - Ростов н/Дону: Издательство РГПУ, 2004. - 224 с.

Рецензент: А.В. Бажинов, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 15 февраля 2005 г.