Научная статья на тему 'Влияние добавок кубовых остатков при производстве анилина на температурную устойчивость вязких дорожных битумов и асфальтобетонов с отходами дробления известняков'

Влияние добавок кубовых остатков при производстве анилина на температурную устойчивость вязких дорожных битумов и асфальтобетонов с отходами дробления известняков Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
120
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АСФАЛЬТОБЕТОННАЯ СМЕСЬ / ВЫСОКАЯ ТЕМПЕРАТУРА / ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА И БИТУМА / КУБОВЫЕ ОСТАТКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АНИЛИНА / КОЭФФИЦИЕНТ СТАРЕНИЯ / BITUMEN-CONCRETE MIX / HIGH TEMPERATURE / PROPERTIES CHANGE OF BITUMEN PETROLEUM VISCOUS AND BITUMEN CONCRETE / STILLAGE RESIDUES GAINED AS A RESULT OF ANILINE PRODUCTION / AGING COEFFICIENT

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Салихов Мухаммет Габдулхаевич, Малянова Лидия Ивановна

Приведены результаты экспериментального исследования влияния добавок кубовых остатков при производстве анилина на процесс старения асфальтобетонов с отходами дробления известняков путём испытания стандартных образцов из смесей, выдержанных при высокой температуре (+150±5 0С), и сравнительного анализа их результатов при помощи коэффициента старения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Салихов Мухаммет Габдулхаевич, Малянова Лидия Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE IMPACT OF STILLAGE RESIDUES GAINED AS A RESULT OF ANILINE PRODUCTION ON THE THERMAL STABILITY OF BITUMEN PETROLEUM VISCOUS AND BITUMEN CONCRETE WITH WASTE PRODUCTS OF LIMESTONE FRAGMENTATION

Introduction. Aging of bitumen concrete represents an autogenous continuous process occurring under the impact of external and internal factors. The research is aimed at the detection of maximum permissible level of bitumen-concrete aging. Materials and methods: Based on the results of the research the authors suggest the research methodology of bitumen-concrete aging by means of preliminary warmup of bitumen concrete mix at high temperature. The authors also provide the durability evaluation of bitumen-concrete mix using non-dimensional parameter aging coefficient which is a new and relatively easy analysis method for the aging counter strategy applied to organic bitumen. The process of bitumen-concrete aging was tested on modified bitumen-concrete with the additive of stillage residues gained from aniline production and waste products of limestone fragmentation. In compliance with the methodology developed by the authors, the aging process of modified bitumen-concrete mix gained from modified bitumen concrete imposed to long (up to 7 hours) mix warmup. Results. The dynamics of aging coefficient change against the ultimate strength in bitumen-concrete with waste products of limestone fragmentation imposed to compression at the following range of temperatures 00С, + 200С, + 500С, +150 0С±5 0С shows that addition of stillage residues gained as a result of aniline production (AsD) into bitumen concrete in the amount of 0.5-1.0 % of the concrete mass improve the core physical and mechanical properties of the bitumen concrete. The samples of bitumen concrete containing the stillage residues in the amount of 0.5 1.5 % after 7 hour warmup at a temperature +1500С demonstrated 1.8-1.18 higher value, than the bitumen concrete samples without this additive. Conclusion. When using stillage residues gained as a result of aniline production as an additive into bitumen-concrete, they become more durable to aging when imposed to high temperatures, which in its turn extends the period of service.

Текст научной работы на тему «Влияние добавок кубовых остатков при производстве анилина на температурную устойчивость вязких дорожных битумов и асфальтобетонов с отходами дробления известняков»

УДК 625.8

DOI: 10.15350/2306-2827.2016.2.74

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК КУБОВЫХ ОСТАТКОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АНИЛИНА НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ ВЯЗКИХ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ С ОТХОДАМИ

ДРОБЛЕНИЯ ИЗВЕСТНЯКОВ

М. Г. Салихов1, Л. И. Малянова2

поволжский государственный технологический университет, Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3 E-mail: SalihovMG@volgatech.net 2Волжский филиал Московского автомобильно-дорожного института,

Российская Федерация, 428000, Чебоксары, пр. Тракторостроителей, 101, корп. 30

E-mail: malyanova.lidia@mail.ru

Приведены результаты экспериментального исследования влияния добавок кубовых остатков при производстве анилина на процесс старения асфальтобетонов с отходами дробления известняков путём испытания стандартных образцов из смесей, выдержанных при высокой температуре (+150±5 0С), и сравнительного анализа их результатов при помощи коэффициента старения.

Ключевые слова: асфальтобетонная смесь; высокая температура; изменение свойств асфальтобетона и битума; кубовые остатки при производстве анилина; коэффициент старения.

Введение. По многочисленным исследованиям известно [1-8], что одним из главных недостатков основного конструктивного материала для строительства покрытий и оснований дорожных одежд усовершенствованного типа - асфальтобетонов, т. е. искусственных бетонов с использованием органических вяжущих веществ, является их старение. Старение асфальтобетонов является самопроизвольным непрерывным процессом под действием внешних и внутренних факторов, результатом которого является ухудшение всего комплекса физико-механических и эксплуатационных свойств материала. Уровень и темпы старения асфальтобетонов, с одной стороны, характеризуют динамику этих процессов, т. е. динамику изменения комплекса качественных показателей асфальтобетона, а с другой стороны, могут служить

критерием оценки допустимого уровня их ухудшения, т. е. старения. С целью установления предельно допустимого уровня старения асфальтобетонов выполнены специальные экспериментальные исследования, позволившие проверить поставленную рабочую гипотезу о возможности ускоренного изучения процессов старения асфальтобетонов путём выдерживания при высоких температурах. Установлено: чем больше доступа воздуха во внутреннюю структуру асфальтобетонов, чем выше температура в процессе приготовления и эксплуатации и чем интенсивнее действуют на материал подвижные нагрузки и напряжения, тем выше вероятность изменения их свойств. Установлено также, что чем выше температура нагрева при приготовлении и временном хранении битума, тем быстрее он в составе бетонов теряет свои вяжущие

© Салихов М. Г., Малянова Л. И., 2016.

Для цитирования: Салихов М. Г., Малянова Л. И. Влияние добавок кубовых остатков при производстве анилина на температурную устойчивость вязких дорожных битумов и асфальтобетонов с отходами дробления известняков // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 2 (30). С. 74-81. DOI: 10.15350/2306-2827.2016.2.74

свойства [3, 4]. При этом выявлено, что старение битума происходит гораздо интенсивнее именно в процессе приготовления, в момент действия высоких температур и нахождения его в плёночном состоянии. Старение битума и асфальтобетонов в процессе эксплуатации в конструктивных слоях дорожной одежды замедляется [2, 4]. При этом замечено, что свойства битума и асфальтобетона в поверхностных слоях, в местах наличия трещин в покрытии и у кромок конструктивных слоёв изменяются гораздо быстрее, чем во внутренней структуре асфальтобетонов. Это, видимо, можно объяснить тем, что данные зоны более доступны воздействию кислорода воздуха, солнечной радиации и т. д. Процессы старения асфальтобетона, кроме того, зависят от вида минеральных компонентов и вида вяжущего: в зонах контактов битума с пористыми заполнителями в начальный период вяжущее стареет быстрее, затем этот процесс замедляется, а в зонах контакта битума с плотными минеральными материалами битум во времени стареет сравнительно быстрее [1, 4, 8].

Исследованиями Л. Б. Гезенцвея, И. А. Королева и др. [1,3,4,9,10] установлено, что в асфальтобетонах с использованием пористых материалов желательно использовать менее вязкие битумы. Известно также, что в районах с низкими температурами для приготовления асфальтобетонных смесей следует использовать менее вязкие битумы, а в районах с высокими температурами -более вязкие битумы. Известно также то, что склонность к старению у асфальтобетонов, приготовленных с использованием окисленных битумов при более высоких температурах, выше, чем у приготовленных с использованием компаундированных битумов [1-3]. На процессы старения влияют также степень нагрева и продолжительность хранения битумов - чем выше температура

хранения, чем выше продолжительность выдерживания их при высоких температурах, тем в большей степени подвергаются изменениям свойства битумов и асфальтобетонов с их использованием.

Анализ опубликованных трудов о работоспособности и долговечности асфальтобетонов различного состава и опыт их использования в различных климатических зонах показывает [1-2], что температурный фактор во всех стадиях жизнедеятельности органических вяжущих и бетонов с их использованием является одним из главных факторов, определяющих интенсивность изменения свойств асфальтобетонов с начала эксплуатации и до предельно допустимых их значений, т. е. в эксплуатационный период. Следовательно, действующая на материал тепловая энергия (температура) является одним из главных параметров, определяющих срок службы и долговечность конструктивного слоя дорожных одежд с их использованием.

Фактическая работоспособность материала в конструктивном слое в рассматриваемом периоде обычно оценивается критическими значениями ключевых характеристик материала, перечень которых и значения обычно включаются в действующие нормативы. В настоящее время для асфальтобетонов и других органических бетонов такими документами являются: для асфальтобетонов и полимерасфальтобетонов - ГОСТ 91282013, для щебёночно-мастичных асфальтобетонов - ГОСТ 31015-2002, для литых асфальтобетонов - ГОСТ 544012011 и т. д.

Выполненные ранее исследования показывают, что небольшие добавки кубовых остатков при производстве анилина (АсД) в асфальтобетонах с использованием отходов дробления известняков (ОДИ) существенным образом могут повлиять на их температурную устойчивость [10, 11 ]. Однако до сих пор не было исследовано их влияние на

процесс искусственного старения асфальтобетонов путём выдерживания при высоких температурах. Такой метод ранее использовался некоторыми исследователями, однако в нём не обосновывается, какие именно показатели должны выступить наиболее существенными характеристиками для асфальтобетонов различного состава, какие температуры испытаний необходимо использовать и т. д.

Цель работы - поиск режима испытания по искусственному старению образцов асфальтобетонов в лабораторных условиях и адекватных показателей, характеризующих долговечность асфальтобетонов.

Методики подготовки и проведения опытов. Для исследований были сформованы стандартные цилиндрические образцы диаметром и высотой по 71,4 мм, сформованные из предварительно выдержанных в течение 0-7 часов при температуре +150 °С±5 °С смесей предложенных составов. Проектирование состава минеральной части асфальтобетонных смесей с частичной заменой части песка и минерального порошка проводилось при помощи предельных кривых плотных смесей. А в качестве вяжущего использовали вязкий нефтяной битум БНД 90/130 с различным количеством добавки АсД.

Подобраны и исследованы следующие составы асфальтобетонов, % мас.: щебень М 1200 фр. 5-20 мм - 47,0 %; песок дроблёный фр.0-5 мм - 43,0 %; отходы дробления известняков фр. 015 мм 10,0 %; вяжущее в составе вязкого битума БНД 90/130 - 5,0-5,5 (сверх 100 % от массы минеральных составляющих) и АсД в количестве 0 - 3,0 (% от массы битума). Сформованные образцы далее подвергались испытаниям по стандартным методикам ГОСТ 12801-98 и устанавливались значения ряда физико-механических показателей - предела прочности при сжатии при +20 °С (Я20), предела при сжатии при +50 °С ^50),

предела прочности при сжатии при ±0 °С ^0), предела прочности при сжатии водонасыщенных образцов ^в), коэффициента водостойкости (Кв), коэффициента внутреннего трения 0£ф), коэффициента сцепления (ссц).С целью снятия влияния масштабного фактора на достоверность оценки степени старения асфальтобетонов при воздействии высоких температур, обработка результатов и их оценка ведётся при помощи предложенной авторами методики - через использование коэффициента старения [11]:

п!45

tnp=0

п,

где ППп5 - значение п-го физико-механического свойства образца органического бетона из смесей или битума после прогревания при высокой температуре в течение времени !пр; ППпР=0 -

то же у образцов из предварительно не прогретых при высокой температуре (т.е.

!пр = 0).

Результаты экспериментов. Некоторые результаты выполненных испытаний асфальтобетонных образцов с различным количеством добавок АсД представлены в табл. 1.

Анализ данных, приведённых в табл. 1, показывает, что наиболее чувствительными к длительному прогреванию при высокой температуре являются такие показатели АБ с ОДИ, как предел прочности при сжатии при +50 °С и показатель сцепления.

Для примера в табл. 2 приводятся рассчитанные по формуле значения коэффициента старения, по показателю предела прочности при сжатии при +50 °С.

Полученные экспериментальные данные (табл. 1) показывают, что длительное выдерживание асфальтобетонных смесей при высокой температуре приводит к ухудшению всех качественных показателей асфальтобетонов и, соответственно, уменьшению значений коэффициентов старения (табл. 2).

Таблица 1

Показатели физико-механических свойств образцов асфальтобетонов (АБ), сформованных из смесей после выдерживания при температуре Тпр. = +150 0С± 2 0С в течение = 0-7 ч.

tnp, ч. R50, МПа R20, МПа R0, МПа МПа Кв tg Ф ссц, Мпа Примечание

АБ с содержанием битума - 5,0 % и добавкой АсД - 0 % Для горячих АБ

0 2,3 4,7 8,6 4,2 0,90 0,91 0,53 типа Б по ГОСТ

1 1,8 4,0 7,8 3,8 0,95 0,90 0,51 9128-2013:

3 1,5 3,7 7,6 3,6 0,97 0,87 0,44 Я20>2,50 Мпа;

5 1,3 3,6 7,3 3,2 0,88 0,86 0,40 Я50>1,20 Мпа;

7 1,2 3,1 6,6 2,7 0,87 0,82 0,37 Я0<11,0 Мпа;

АБ с содержанием битума - 5,5 % и добавкой АсД - 0 % Кв>0,95;

0 2,1 4,6 9,1 4,2 0,90 0,88 0,52 tg ф>0,81-для 1 марки в 1 и 11 ДКЗ; ссц>0,25 Мпа для 1 марки в 1 и 11 ДКЗ.

1 1,7 4,3 8,0 4,0 0,93 0,88 0,50

3 1,3 3,6 7,7 3,6 1,00 0,84 0,43

5 1,2 3,5 7,3 3,3 0,94 0,82 0,39

7 1,0 3,1 6,9 3,0 0,97 0,82 0,36

АБ с содержанием битума - 5,0 % и добавкой АсД - 0,5 % Для вязкого

0 2,6 4,5 8,5 4,4 0,96 0,92 0,53 нефтяного дорож-

1 2,0 4,4 7,5 4,3 0,98 0,91 0,52 ного битума БНД

3 1,8 4,2 7,4 4,0 0,95 0,89 0,45 90/130 по ГОСТ

5 1,5 3,7 7,0 3,6 0,97 0,87 0,42 22245-90:

7 1,3 3,1 6,8 3,0 0,97 0,86 0,40 П+25- 91...130, б '

АБ с содержанием битума - 5,0 % и добавкой АсД - 1,0 %

0 2,7 5,2 8,5 4,8 0,92 0,95 0,54 мм-1;

1 2,2 4,9 7,5 4,6 0,94 0,93 0,53 П±0 б

3 1,9 4,6 7,4 4,4 0,96 0,92 0,45

5 1,7 4,3 7,0 4,1 0,95 0,89 0,42 П±0> 20, мм-1;

7 1,4 3,9 6,8 3,7 0,95 0,86 0,41 Растяжимость+25

АБ с содержанием битума - 5,0 % и добавкой АсД - 1,5 % >65 см;

0 2,3 5,1 8,3 4,8 0,94 0,92 0,54 Растяжимость+05>

1 2,1 4,2 7,4 3,7 0,88 0,91 0,52 3,5 см; Т > 430С А разм —

3 1,8 3,8 7,1 3,5 0,92 0,88 0,44

5 1,4 3,0 6,8 2,7 0,90 0,85 0,42

7 1,3 2,3 6,0 2,0 0,87 0,84 0,40

АБ с содержанием битума - 5,0 % и добавкой АсД - 2,0 %

0 1,9 4,2 8,8 3,9 0,92 0,86 0,50

1 1,8 3,9 7,9 3,5 0,90 0,86 0,48

3 1,6 3,5 7,5 3,2 0,91 0,83 0,41

5 1,3 2,4 6,8 2,0 0,83 0,80 0,35

7 1,0 2,0 6,1 1,8 0,90 0,79 0,31

Таблица 2

Значения коэффициента старения асфальтобетонов с ОДИ по пределу прочности при сжатии при +50 0С после предварительного выдерживания смеси при Тпр. = +150 0С ±2 0С в течение = 0-7 ч.

tnp, Ч. K^50 при Qa^ , % Примечание

0 0,5 1,0 1,5 2,0

0 1,00 1,13 1,17 1,08 0,81 Б=5,0 %

1 0,78 0,87 0,96 0,87 0,78

3 0,65 0,78 0,83 0,78 0,69

5 0,57 0,65 0,74 0,61 0,56

7 0,52 0,56 0,61 0,56 0,44

Из табл. 2 видно, что темпы старения асфальтобетонов как без добавки, так и с добавкой АсД при высокой температуре происходят примерно одинаково [7]. Однако у асфальтобетонов с добавкой АсД в количестве 0,5-1,5 % (от массы битума) после выдерживания в течение 7 часов значения коэффициента старения в 1,08-1,18 раза выше, чем у образцов без добавки. Это говорит о лучшей сопротивляемости старению асфальтобетонов с добавкой АсД.

Это, видимо, связано с уменьшением величины когезии асфальтового вяжущего и старением битума в составе асфальтобетона под действием высокой температуры. Для подтверждения данной гипотезы выполнены специальные эксперименты, в которых установлены некоторые основные свойства объёмного битума до и после выдерживания в течение = 0-7 ч. при температуре +150 °С ± 5 °С. На их основе далее были рассчитаны значения коэффициентов старения у битумов. Для примера в табл. 3 приведены значения Кст, рассчитанные по показателю пенетрации при температуре +25 °С.

Таблица 3

Значения коэффициента старения битума после прогревания при Тпр. = +150 °С ±2 °С в течение = 0-7 ч. по показателю пенетрации при температуре +25 °С, в 0,1 мм, при присутствии АсД

K П2-^ ст.б при содержании АсД, % от

tnp, ч. массы битума

0 0,5 1,0 1,5 2,0

0 1,00 1,07 1,16 1,19 1,24

1 0,99 1,16 1,32 1,42 1,53

3 0,97 1,12 1,23 1,34 1,42

5 0,94 1,05 1,18 1,24 1,37

7 0,89 1,01 1,11 1,18 1,26

Анализ динамики изменения значений коэффициента старения битума

показывает, что выдерживание битумов при высокой температуре приводит к снижению их значений и ухудшению показателей качества битума. В то же время можно заметить, что значения коэффициента старения объёмного битума несколько выше, чем у асфальтобетона с ОДИ. Это объясняется тем, что битум в объёмном состоянии, по сравнению с плёночным состоянием в асфальтобетонной смеси, при высокой температуре стареет медленнее.

Как видно из табл. 1, введение в асфальтобетон с ОДИ небольшого количества добавок АсД (в количестве 0,51,0 % от массы битума) приводит к улучшению исследованных физико-механических свойств как битума, так и асфальтобетона с ОДИ с его использованием, для всех значений времени прогревания.

Из табл. 2 и 3 видно, что введение в битум небольшого количества добавок АсД приводит к некоторому повышению значений коэффициента старения и, соответственно, к снижению процесса старения битума и асфальтобетона с ОДИ под действием высокой температуры.

Выводы

1. Экспериментально показано, что исследование процесса старения асфальтобетонов путём предварительного прогревания асфальтобетонных смесей при высокой температуре и оценка их долговечности при помощи безразмерного параметра - коэффициента старения является новым, относительно простым способом анализа противостояния органических бетонов во времени.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Выявленные кубовые остатки при производстве анилина вполне могут быть использованы в качестве добавки в асфальтобетоны с ОДИ, способствующей повышению сопротивляемости асфальтобетонов при высоких температурах, т. е. повышению их долговечности.

Список литературы

1. Дорожный асфальтобетон / Под ред. Л.Б.Гезенцвея. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспрт, 1985. 350 с.

2. Атоян С.МАсфальтобетон из ракушечных известняков. М.: Транспор, 1977. 134 с.

3. Скрипкин А.Д., Старков Г.Б., КолесникД.А. Старение битума в технологическом процессе его подготовки для производства асфальтобетонных смесей // Сб. статей и докладов ежегодной научной сессии Ассоциации исследователей асфальтобетона. М.: МАДИ ГТУ (МАДИ), 2010. С. 46-53.

4. Печеный Б. Г., Ахматова Л.А. Исследование механизма старения битумов в эксплуатационных условиях // Труды БашНИИ НП. 1976. № 15. С. 90-100.

5. Cationics for roads. Pierrefitte - Auby Specialites Prochinor. 46, Rue Jacques - Dulud-92-Neuilly-Paris. 1994. Vol. 8, № 4. Pp. 117-120.

6. Королев И.А. Пути экономии битума в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1985. 148 с.

7. Colwill D.M. Et alii modified binders for asphalts // Proceeding of the institution of civil engeenir-ing. 1988. Vol.84, № 2. Pp. 177-180.

8. Гун Р.Б., Бирюлина Т.Г. Композиционные дорожные битумы // Химия и технология топлива и масел. 1969. № 10. С 10-12.

9. Салихов М.Г., Малянова Л.И. Изучение влияния модифицирующей добавки на некоторые свойства асфальтобетона с отсевами дробления известняков для покрытий лесовозных дорог // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2013. № 1 (17). С. 64-71.

10. Салихов М.Г., Малянова Л.И. Изучение возможности модифицирования дорожных битумов отходами местной химической промышленности Чувашии // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: Материалы международной научно-практической конференции. Пермь; 25-27.04.2013 г.: Том 3: Модернизация, эксплуатация, строительство и реконструкция автомобильных дорог, мостов, тоннелей, аэродромов, трубопроводов, а также зданий и сооружений дорожной инфраструктуры. Под ред. М. Ю. Петухова. Пермь: Изд.-во ПНИПУ, 2013. Т. 3. С. 267-272.

11. Салихов М.Г., Иливанов В.Ю., Маляно-ва Л.И. Предложение к изучению процессов старения органических бетонов при воздействии высоких температур // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 1 (25). 59-65.

Статья поступила в редакцию 26.12.15.

Информация об авторах

САЛИХОВ Мухаммет Габдулхаевич - доктор технических наук, профессор кафедры строительных технологий и автомобильных дорог, Поволжский государственный технологический университет. Область научных интересов - физико-химические процессы и экологические аспекты производства и применения дорожно-строительных материалов. Автор 208 публикаций, 13 патентов и авторских свидетельств СССР и РФ на изобретения.

МАЛЯНОВА Лидия Ивановна - старший преподаватель, Волжский филиал МАДИ. Область научных интересов - регулирование свойств дорожных битумов и асфальтобетонов, применение местных материалов в дорожном строительстве. Автор 15 публикаций и двух патентов.

UDC 625.8

DOI: 10.15350/2306-2827.2016.2.74

THE IMPACT OF STILLAGE RESIDUES GAINED AS A RESULT OF ANILINE PRODUCTION ON THE THERMAL STABILITY OF BITUMEN PETROLEUM VISCOUS AND BITUMEN CONCRETE WITH WASTE PRODUCTS OF LIMESTONE

FRAGMENTATION

M. G. Salikhov1, L. I. Malyanova2 Volga State University of Technology, 3, Lenin Square, Yoshkar-Ola, 424000, Russian Federation E-mail: SalihovMG@volgatech.net 2 Volga Branch of Moscow Automobile and Road Construction State Technical, 30, build, 101, Pr. Traktorostroiteley, Cheboksary, 428000, Russian Federation E-mail: malyanova.lidia@mail.ru

Key words: bitumen-concrete mix; high temperature; properties change of bitumen petroleum viscous and bitumen concrete; stillage residues gained as a result of aniline production; aging coefficient.

ABSTRACT

Introduction. Aging of bitumen concrete represents an autogenous continuous process occurring under the impact of external and internal factors. The research is aimed at the detection of maximum permissible level of bitumen-concrete aging. Materials and methods: Based on the results of the research the authors suggest the research methodology of bitumen-concrete aging by means ofpreliminary warmup of bitumen concrete mix at high temperature. The authors also provide the durability evaluation of bitumen-concrete mix using non-dimensional parameter - aging coefficient which is a new and relatively easy analysis method for the aging counter strategy applied to organic bitumen. The process of bitumen-concrete aging was tested on modified bitumen-concrete with the additive of stillage residues gained from aniline production and waste products of limestone fragmentation. In compliance with the methodology developed by the authors, the aging process of modified bitumen-concrete mix gained from modified bitumen concrete imposed to long (up to 7 hours) mix warmup. Results. The dynamics of aging coefficient change against the ultimate strength in bitumen-concrete with waste products of limestone fragmentation imposed to compression at the following range of temperatures 00C, + 200C, + 500C, +150 0C±5 0C shows that addition of stillage residues gained as a result of aniline production (AsD) into bitumen concrete in the amount of 0.5-1.0 % of the concrete mass improve the core physical and mechanical properties of the bitumen concrete. The samples of bitumen concrete containing the stillage residues in the amount of 0.5 - 1.5 % after 7 hour warmup at a temperature +1500C demonstrated 1.8-1.18 higher value, than the bitumen concrete samples without this additive. Conclusion. When using stillage residues gained as a result of aniline production as an additive into bitumen-concrete, they become more durable to aging when imposed to high temperatures, which in its turn extends the period of service.

REFERENCES

1. Dorozhnyy asfaltobeton [Road bitumen concrete]/ Edited by L.B.Gezentsveya. - 2nd issue, updated and revised. Moscow: Transport, 1985. 350 p.

2. Atoyan S.M. Asfaltobeton iz rakushechnykh izvestnyakov [Bitumen concrete produced from shell limestone]. Moscow: Transport. 1977. 134 p.

3. Skripkin A.D., Starkov G.B., Kolesnik D.A. Starenie bituma v tekhnologicheskom protsesse ego podgotovki dlya proizvodstva asfaltobetonnykh smesey [Bitumen concrete aging in the technological process of its preparation for the production of bitumen concrtete mix]. Sb. statey i dokladov ezhegodnoy nauchnoy sessii Assotsiatsii issledovateley

asfaltobetona [Collection of papers and reports from the annual research session of the Association of bitumen concrete researchers]. Moscow: MADI GTU (MADI), 2010. Pp. 46-53.

4. Pechenyy B. G., Akhmatova L.A. Issledovanie mekhanizma stareniya bitumov v ehkspluatatsionnykh usloviyakh [Research into the mechanist of bitumen concrete aging in service conditions]. Trudy BashNII NP [Collection of papers of BashNII NP]. 1976. No 15. Pp. 90-100.

5. Cationics for roads. Pierrefitte - Auby Specialites Prochinor. 46, Rue Jacques - Dulud-92-Neuilly-Paris. 1994. Vol. 8, No 4. Pp. 117-120.

6. Korolev I.A. Puti ehkonomii bituma v dorozhnom stroitelstve [Ways of bitumen saving in road construction]. Moscow: Transport, 1985. 148 p.

7. Colwill D.M. Et alii modified binders for asphalts. Proceeding of the institution of civil engineering. 1988. Vol.84, No 2. Pp. 177-180.

8. Gun R.B., Biryulina T.G. Kompozitsionnye dorozhnye bitumy [Compositional road bitumen]. Khimiya i tekhnologiya topliva i masel [Chemistry and technology of fuel and oil]. 1969. No 10. Pp 10-12.

9. Salikhov M.G., Malyanova L.I. Izuchenie vliyaniya modifitsiruyushchey dobavki na nekotorye svoystva asfaltobetona s otsevami drobleniya izvestnyakov dlya pokrytiy lesovoznykh dorog [Research of the modified additive impact onto certain properties of bitumen concrete waste products with limestone fragmentation used in timber road construction]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstven-nogo tekhnologicheskogo universiteta. Ser.: Les. Ekologiya. Prirodopolzovanie [Vestnik of Volga Statre University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management]. 2013. No 1 (17). Pp. 64-71.

10. Salikhov M.G., Malyanova L.I. Izuchenie vozmozhnosti modifitsirovaniya dorozhnykh bitumov otkhodami mestnoy khimicheskoy promyshlennosti Chuvashii [Research into the opportunities of modification of road bitumen with the waste products

of the local chemical industry in the Chuvash Republic]. Modernizatsiya i nauchnye issledovaniya v transportnom komplekse: Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Perm; 2527.04.2013 g.: Tom 3: Modernizatsiya, ekspluatatsiya, stroitelstvo i rekonstruktsiya avtomobilnykh dorog, mostov, tonneley, aehrodromov, truboprovodov, a takzhe zdaniy i sooruzheniy dorozhnoy infrastruktury [Modernisation and research in transport complex: materials of international research and practical conference. Perm 25-27.04.2013. Vol. 3. Modernization, exploitation, construction and reconstruction of automobile roads, bridges, tunnels, airports, pipes, as well as buildings and construction s of the road infrastructure] Edited by M. Yu. Petukhova. Perm: PNIPU Publishing house, 2013. Vol. 3. Pp. 267-272.

11. Salikhov M.G., Ilivanov V.Yu., Malyanova L.I. Predlozhenie k izucheniyu protsessov stareniya organicheskikh betonov pri vozdeystvii vysokikh tempera tur [Additional information to the issue of aging processes of organic bitumen imposed to high temperatures]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta Ser.: Les. Ekologiya. Prirodopolzovanie. [Vestnik of Volga State University of technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management]. 2015. No 1 (25). Pp. 59-65.

The article was received 26.12.15.

Citation for an article: Salikhov M. G., Malyanova L. I. The Impact of Stillage Residues Gained as a Result of Aniline Production on the Thermal Stability of Bitumen Petroleum Viscous and Bitumen Concrete with Waste Products of Limestone Fragmentation. Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management. 2016. No 2(30). Pp. 74-81.DOI: 10.15350/2306-2827.2016.2.74

Information about the authors

SALIKHOVMukhammet Gabdulkhaevich - Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Construction Technologies and automobile roads, Volga State University of Technology. Research interests - physical and chemical processes and environmental issues of production and application of road constructing materials. The Author of 208 publications, 13 patents and inventor's certificates awarded by the USSR and the Russian Federation.

MALYANOVA Lidia Ivanovna - Senior Lecturer, Volga Branch of Moscow Automobile and Road Construction State Technical. Research interests - properties regulation of road bitumen and bitumen-concrete, introduction of locally produced materials in the road construction. Author of 15 publications and 2 patents.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.