Способы утилизации отработанного герметика аг-4и

Home » Рефераты на русском » Способы утилизации отработанного герметика аг-4и
Рефераты на русском Комментариев нет

Асфальтобетон является наиболее распространенным материалом для устройства дорожных покрытий. Однако под воздействием возрастающих транспортных нагрузок и факторов окружающей среды срок службы асфальтобетонных покрытий недостаточно высок. В связи с этим основной целью проектирования составов асфальтобетона является создание оптимальной структуры с заранее заданными свойствами, которые позволили бы обеспечить требуемые характеристики и долговечность устраиваемого дорожного покрытия.

Оптимизация количественных соотношений вещественных форм, содержащихся в битумах за счет введения в их состав различных модифицирующих добавок (полимеры, эластомеры, минеральные наполнители, пластификаторы) способствует формированию устойчивых смешанных пространственных структур (коллоидная, мицеллярная) и, как следствие, стабилизирует физико-химические, структурно-механические свойства объемной фазы и поверхностных пленок. При введении в битумы различных полимеров, каучуков, смол дополнительно улучшается стойкость пленок к воздействиям температуры и ультрафиолетового облучения, снижается водопоглощение.

Целью настоящих исследований стало рассмотреть возможность утилизации отработанного герметика класса АГ применяемого на предприятиях города Петропавловска, предназначенного для защиты гидрофильных химрастворов и диарированнной воды от насыщения кислородом, углекислым газом, механических загрязнений атмосферы воздуха, испарения, охлаждения, а также защиты внутренней металлической поверхности резервуарного оборудования и коммуникаций систем теплофикации, в том числе при горячем водоснабжении, от коррозионного разрушения, в составе асфальтобетонов.

С учетом цели настоящей работы направленной на использование герметика в составе асфальтобетонных материалах нами при выполнении исследований использованы битумы дорожных марок БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200 (по ГОСТ 22245-90), которые предпочтительны для приготовления горячих и холодных асфальтобетонных смесей, для поверхностной обработки, пропитки, а также для разжижения с целью получения жидких битумов (с последующим получением холодного асфальтобетона или ШПО). Эти марки битумов отличаются хорошим сцеплением с твердофазными наполнителями (щебень, песок), имеют достаточно высокую пластичность при отрицательных температурах, характеризуются приемлемой устойчивостью в местным климатическим условиям. Основные технические характеристики использованных в работе дорожных битумов  представлены в таблице:

Для определения растворения Герметика АГ-4И в битуме последний предварительно плавили в фарфоровых чашках. По мере расплавления вводили  фиксированные количества герметика (расходы варьировали от 0 до 40% на массу битума), смесь тщательно перемешивали в течение 10 минут. После охлаждения смеси определяли коэффициент пенетрации и визуально наличие расслоения между фазами. Во все диапазоне изменения концентраций Герметика образуется однородная и гомогенизированная смесь. Однако при концентрации АГ-4И свыше 10% битум (БНД 130/200) становится пластичным. При этом коэффициент пенетрации возрастает относительно базового состава (без Герметика) в 2 раза от 15 до 33 ед, температура размягчения уменьшилась на 12-15оС (до 84-87 0С). Введение герметика в битум существенно улучшает показатели растяжимости пленок; так, при содержании АГ-4И в битумах в количестве 4-6% растяжимость, относительно характеристик базового состава, возросла в 3.5-4.0 раза и составила 5-6 ед. Представлялось важным, на основе измерения краевых углов смачивания  битумных составов с различным содержанием в них Герметика АГ-4И, оценить их гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Как и предполагалось, уже при незначительном содержании Герметика в битумах (до 5%), наблюдается пропорциональный прирост в краевых углах смачивания (на 1% герметика приращение в θ составляет не менее  1 градуса). То есть введение герметика улучшает водоотталкивающие свойства битумов.

Таким образом, из анализа свойств Герметика АГ-4И и пленкообразующих как индивидуально, так и в смесях между собой, можно заключить:

  1. Термическая обработка герметика (80-100 оС) сопровождается развитием процессов деполимеризации, а его принудительная полимеризация (полиизобутилена) с использованием аминсодержащих инициаторов с целью перевода АГ-4И в твердофазный продукт не приводит к существенным изменениям состава и, как следствие, жидкотекучих свойств (вязкости), что исключает возможность его захоронения в компактной твердофазной форме.
  2. Удовлетворительная совместимость (отсутствие физического расслоения и сопутствующих химических реакций) компонентов в составе Герметика (полиизобутилен, масла) с одной стороны, а с другой асфальтобетонных материалах (битумы, моторные топлива, лигроин) открывает перспективы для использования АГ-4И в качестве стабилизирующей и водоотталкивающей добавки. Введение Герметика АГ-4И в состав битума может обеспечить, без ухудшения показателей сушки их пленок, улучшение защитных свойств за счет придания их покрытиям гидрофобности (то есть водоотталкивающих свойств). Равностепенно введение Герметика АГ-4И в состав асфальтобетонных материалов может обеспечить дополнительный гидроизолирующий эффект и за счет улучшения показателей пластичности, прочности пленочных покрытий, их адгезии к наполнителям (к щебенке, песку).
  3. Важным предпосылкой для улучшения прочностных характеристик асфальтобетонов может явиться использование не «сырого» герметика АГ-4И, а продукта его высокотемпературной обработки (130-140 оС), пленки которого отличаются повышенной стойкостью на изгиб и улучшением адгезии к стали.

Для подтверждения указанных предположений были проведены соответствующие технологические испытания, результаты которых отражены ниже.

Испытания асфальтобетонных материалов, модифицированных Герметиком АГ-4И

При приготовлении асфальтобетонных смесей, модифицированных Герметиком Аг-4И, использовали традиционные составы на основе битума марки БНД 90/130, минеральных наполнителей, состоящих из гранитоосновного щебня (с содержанием фракций 10-20 мм не менее 50%) и песчано-щебеночной смеси. В смесях количественные содержания герметика варьировали от 0 до 0.25% (в пересчете на битум от 0 до 5%), а массовые содержания битума (5-6%) и минеральных наполнителей поддерживали постоянными.

Процесс приготовления асфальтобетонной смеси включал разогрев битума до 130-160 0С. В расплав битума вводили заданные количества (в % на массу всей асфальтобетонной смеси) Герметика и осуществляли механическое перемешивание в течение 15-25 минут, до получения однородной массы. Полученной смесью обрабатывали минеральные наполнители до полного их обволакивания и пропитки. После охлаждения образцов их подвергали анализу (по ГОСТ 12801-84), определяя показатели набухания, водонасыщения, коэффициента водостойкости пленок, их прочность при сжатии R20 и R50 , соответственно при 20 и 50 оС.

Составы модифицированных (герметиком) и немодифицированных асфальтобетонных составов (в масс.%), а также  отвечающие им структурно-механические свойства представлены в таблице 2.

Из анализа показателей следует, что при расходе Герметика АГ-4И в количестве свыше 0.15% (мас.), в сравнении с показателями по базовому варианту, коэффициент прочности на сжатие возрастает ориентировочно на 35-40%, а коэффициент водоустойчивости в 1.40-1.50 раза.  При этом из-за снижения водонасыщения пленок (от 2.8 до 2.3) незначительно улучшились и показатели набухания битумных пленок.

Снижение расхода Герметика АГ-4И менее 0.1% нецелесообразно из-за ухудшения всех показателей. Одновременно превышение расходов Герметика свыше 0.4% из-за увеличения пластичности формируемых пленок, уменьшения сил их когезионного сцепления сопровождалось (хотя и без изменения сил адгезионного сцепления к поверхности щебня и песка) отслаиванием полислоев друг от друга. С учетом изложенного рекомендован следующий оптимальный состав асфальтобетонной смеси, масс. %: Битум — 5.0-6.5, Герметик АГ-4И — 0.15-0.20, Минеральный наполнитель (щебень, песок) – остальное.

На основании проведенных исследований можно констатировать, что предлагаемый состав асфальтобетонной смеси, в сравнении с традиционным, характеризуется более высокой водостойкостью, а также прочностью на изгиб и сжатие. Последнее особенно перспективно с позиций увеличения продолжительности эксплуатации асфальтобетонных покрытий.

LEAVE A COMMENT

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.