----
----






Армированный асфальтобетон с применением активных минеральных отходов и побочных продуктов промышленности


В.П. Подольский, д-р техн. наук, проф.; Г.А. Расстегаева, канд. техн. наук, доц.; Л.Н. Расстегаева, канд. техн. наук

  Металлургическая промышленность производит большой объем побочных продуктов в виде шлаков, пемзы, а также отходов в виде шламов мокрой газоочистки доменного и конверторного производства, агломерационной пыли, отходов производства шлаковаты, которые в той или иной степени обладают гидравлическими вяжущими свойствами. Побочные продукты и отходы металлургической промышленности хранят в себе большой энергетический потенциал, который благодаря внешним воздействиям (воды, тепла, вибрации) способен изменить свое качественное состояние в нужном направлении. При анализе системы «битум – шлаковый материал» необходимо учитывать все структурные и физико-химические особенности как органического вяжущего, так и шлаковых компонентов.
   В отличие от природных минеральных материалов отходы и побочные продукты металлургической промышленности обладают химической и гидравлической активностью, хорошо взаимодействуют с водой и битумом. Поэтому теория формирования структуры в асфальтобетонах из шлаковых материалов и побочных продуктов отличается от структурной теории традиционно применяемых асфальтобетонов.
   Под активным взаимодействием битума и минерального материала следует понимать образование структурных связей, способных обеспечить прочное адгезионное соединение, устойчивое при различных внешних воздействиях. Именно такое взаимодействие характерно для системы «битум – шлаковые компоненты».
   Природа контактирующих фаз играет определенную роль в формировании адгезионного соединения и в обеспечении адгезионной прочности.
Рис. 1. Электронная микрография кристаллизационных структур, образующихся в асфальтобетонном покрытии с применением шлака ОЭМК   Основным отличием межмолекулярного взаимодействия в асфальтобетонах с применением шлаковых компонентов от взаимодействия в асфальтобетонах из традиционных минеральных материалов являются процессы, вызываемые механическими эффектами. Экспериментально доказано наличие свободнорадикального механизма взаимодействия битума и минеральных материалов при одновременном действии механических усилий. Очевидно, более рационально обеспечить активацию компонентов без расходов дополнительной энергии, в условиях обычного хода технологического процесса по приготовлению, укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей. Одним из таких путей является использование в асфальтовых бетонах шлаковых компонентов (рис. 1).
   В ходе приготовления и уплотнения смеси формируется коагуляционно-конденсационная структура асфальтобетона с применением шлаковых активных материалов (рис. 2).
   Конденсационные элементы структуры рассматриваемых систем сосредоточены в зонах контакта шлаковых компонентов с органическими вяжущими, поэтому на первых этапах структурообразования материал в целом сохраняет свойства, присущие системам с коагуляционным типом структуры.
Рис. 2. Образование коагуляционно-кристаллизационной структуры в шлаковой асфальтобетонной смеси на основе шлака ОЭМК после длительного водонасыщения  В то же время не следует отрицать возникновения некоторых элементов кристаллизационных структур. Шлаковые компоненты представляют собой капиллярно-пористые тела с сильно развитой и сложной структурой внутреннего порового пространства. При нагреве шлакового материала перед смешением с битумом влага частично сохраняется в глубоких порах сложной конфигурации. Пленка битума, перекрывающая систему пор, способствует возникновению специфических «пропарочных» микрокамер, что интенсифицирует процессы гидратации шлаковых компонентов. В результате последних процессов не только модифицируется поверхность зерен шлаковых компонентов, что само по себе изменяет условия взаимодействия битума и шлаков, но и создаются предпосылки для изменения строения порового пространства. Кристаллогидраты, возникающие во внутреннем поровом пространстве, как бы армируют «смеси» (рис. 3), благодаря чему прочность зерен шлаковых компонентов повышается, а следовательно, повышается водо- и морозоустойчивость асфальтобетона.
   В ходе экспериментов проведена оптимизация составов и свойств асфальтобетонов с применением шлаков, шламов мокрой газоочистки доменного и конверторного производства, отходов шлаковатного производства (корольков и обрезков шлаковаты), агломерационной пыли в качестве минеральных заполнителей и наполнителей.
   До настоящего времени шлак Старооскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) изучен плохо. Этому шлаку не определен рациональный путь применения в строительстве, поэтому он сбрасывается в отвал.
Рис. 3. Армирование межзернового пространства кристаллогидратами в шлаковом асфальтобетоне на основе шлака ОЭМК   Исследования, проведенные на кафедре строительства автомобильных дорог ВГАСА, показывают, что после трехсуточного увлажнения электрометаллургический шлак с размером зерен до 10 мм имеет гидравлическую активность 2,2 МПа. Это указывает на то, что рядовой шлак можно использовать в качестве песка (А.с. 1514736), а после небольшого домола и в качестве минерального порошка в асфальтобетоне.
   Наиболее распространенными отходами при производстве шлаковаты являются корольки и обрезки шлаковаты, измельченные до тонкости, определенной стандартом. Такие отходы можно применять в качестве минерального порошка для асфальтобетона (А.с. № 10000447). На Новолипецком заводе минераловатных изделий и строительных материалов количество корольков достигает 30 т в сутки.
   Наряду с минеральным порошком для приготовления асфальтобетонных смесей использовались обрезки шлаковаты в неизмельченном состоянии в количестве от 1 до 3%. В асфальтобетонных покрытиях добавка неизмельченных обрезков шлаковаты выполняет роль структурно-армирующего компонента.
   На НЛМК производятся тысячи тонн шлаков и шламов доменного и конверторного производства, которые являются побочными продуктами и отходами основного производства. Шлаки можно использовать в качестве щебня, песка и минерального порошка в асфальтобетоне.
   Шламы отличаются высокой дисперсностью и не требуют дополнительной переработки, кроме обезвоживания, при использовании их в качестве минерального порошка в асфальтобетоне. Асфальтобетонные смеси с применением шламов мокрой газоочистки доменного и конверторного производства защищены авторским свидетельством (А.с. №№ 727662, 101014857).
   Шламы агломерационного производства пока не использованы в строительстве. Однако, после обезвоживания и небольшого домалывания их можно применять в качестве минерального порошка битумоминеральных смесей (А.с. № 1390210).
   Продукт отсева кокса – коксовая пыль может выполнять роль структурирующей добавки в асфальтовых бетонах (А.с. № 715530). Она влияет на структуру битума, способствует переводу его из объемного в структурированное состояние, т.е. выполняет роль регулятора свойств битума, а следовательно и асфальтобетона.

Деформируемость асфальтобетонных материалов


   Метод электронно-парамагнитного резонанса дифференциального термического анализа и производственное внедрение показали, что оптимальная температура приготовления асфальтобетонных смесей с применением шлаковых компонентов находится в интервале от 110 до 130 °C. Оптимальная температура уплотнения асфальтобетонных смесей на шлаковых составляющих находится в пределах от 40 до 60 °C.
   Особенностью шлакового асфальтобетонного покрытия является то, что его формирование происходит во времени, и максимальные показатели достигаются в процессе эксплуатации за счет химической и гидравлической активности шлака, роста кристаллогидратов, армирования ими межпорового пространства и омоноличивания конгломерата. При укладке георешетки в шлаковое асфальтобетонное покрытие достигается продольно-поперечное армирование его с момента окончания уплотнения. В процессе эксплуатации и покрытия за счет образования кристаллогидратов у шлакового материала продольно-поперечное армирование переходит в пространственное армирование асфальтобетонного покрытия.
   Шлаковые компоненты представляют собой капиллярно-пористые тела с сильно развитой и сложной структурой внутреннего порового пространства. Кристаллогидраты, возникающие во внутреннем поровом пространстве, армируют его, благодаря чему прочность шлаковых конгломератов повышается.
   При армировании двухслойного шлакового асфальтобетонного покрытия в процессе эксплуатации происходит омоноличивание верхнего и нижнего слоя покрытия благодаря образованию и прорастанию кристаллогидратов между частицами слоев в свободном пространстве георешетки Таким образом, в шлаковом асфальтобетонном покрытии с применением георешетки осуществляется пространственное армирование в трех направлениях: вдоль, поперек и перпендикулярно дороге, при этом создается конгломерат, способный воспринимать усилия на сдвиг, на изгиб и обеспечивать повышенную трещиностойкость покрытия.
   Исследованиями установлено, что армированный шлаковый асфальтобетон отличается повышенным сопротивлением ударным нагрузкам по сравнению с неармированным шлаковым асфальтобетоном (см. таблицу).
   Для лучшего сцепления георешетки из стекловолокнистых нитей с асфальтобетонной смесью нами предложен способ устройства дорожного покрытия с применением геосетки, предварительно обработанной отходами коксохимического производства (получен патент РФ № 2144106).  

Список товаров, услуг и цен предоставляемых организациями разместившими объявления на сайте (В алфавитном порядке. Тестовый режим)
Страница 1: AL - антистатик
Страница 2: аренда - водопровод
Страница 3: водослив - желоб
Страница 4: жилье - короткобазовый
Страница 5: коррубит - наирит
Страница 6: наклейка - пергамин
Страница 7: перевозка - радиатор
Страница 8: разгрузка - средство
Страница 9: СРО - услуги
Страница 10: установка - ящик

Строительные материалы в Интернете:



Архив объявлений с предложениями строительных материалов описаных в статьях:
Объявления строительных фирм Объявления строительных фирм (1)
Объявления строительных фирм (2) Объявления строительных фирм (3)
Объявления строительных фирм (07.06.08) Объявления строительных фирм (22.07.08)
Объявления строительных фирм (12.09.08)  
Цены на строительные материалы описанные в статьях (прайс-листы):
Строительство и ремонт
Кирпич и стеновые материалы
Окна и оконные конструкции
Двери, ворота, входные группы
Ограждающие конструкции, офисные перегородки
Пиломатериалы, изделия из дерева
Отделочные материалы
Керамическая плитка, керамический гранит
Лаки, эмали и краски
Стекло, поликарбонат, зеркала
Стройматериалы 1 Стройматериалы 2 Стройматериалы 3
Кровля, кровельные материалы
Гидро-, звуко, теплоизоляционные материалы
Сантехника, канализация
Отопление и вентиляция
Электрооборудование
Металл, кованные изделия
Машины, оборудование и инструмент
Дизайн и интерьер
Услуги в области строительства
Различные стройматериалы
Стройматериалы 4

Интернет-сайты предлагающие стройматериалы: