CC BY
170
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.
