|
ОССИЙСКАЯ I -Л?г рстбенкая 5 И >ЛИОТЕКА I 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОТХОДОВ КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И АКТИВНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ НА ИХ ОСНОВЕ 2Л Физико-химические процессы формирования асфальтобетонов на основе отходов коксохимического производства и минерального порошка из шламов доменного и конверторного производства Дефицит битумов и минерального порошка, испытываемый многими дорожно-строительными организациями лесного комплекса, активизирует в настоящее время поиск новых нетрадиционных материалов, побочных продуктов и отходов промышленности, которыми можно было бы заменить известняковый минеральный порошок и уменьшить расход битума в асфальтобетонной смеси. В этом отношении значительный интерес представляют отходы коксохимического производства в виде фусов и коксовой пыли, которые можно применять для активации минерального порошка, а фусы и в качестве поверхностно-активного вещества в битум. В качестве минерального порошка представляется перспективным: использование отходов металлургической промышленности шламов мокрой газоочистки доменного и конверторного производства. Возможность применения фусов для приготовления асфальтобетонных смесей предопределяется наличием в их составе высокоактивных смол и тонкодисперсных минеральных примесей, которые частично заменяют минеральный порошок в асфальтобетонных смесях. Наличие высокоактивных компонентов в смолах повышает показатели физико-механических свойств асфальтобетонных смесей за счет высокой адгезии к минеральным материалам. Целесообразность предварительной обработки минеральных материалов малыми дозами нефти или дегтя (0,4...0,6 %) с одновременным нагревом установлена Н. Эверсом [45], который считал обработку минеральных материалов продуктами неполного сгорания топлива элементом предварительной гидрофобизации. Расход 41 |
2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................5 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ФУСОВ И РАЗЛИЧНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ........................9 1.1. Образование отходов в коксохимической и металлургической промышленности и их свойства............................................................................ 9 1.2. Область применения сланцевых фусов в дорожном строительстве 12 1.3. Компоненты, применяемые для приготовления активных и активированных минеральных порошков..................................................................17 1.4. Физико-химические свойства активных и активированных минеральных порошков.................................................................................................22 1.5. Влияние различных видов минеральных порошков на свойства асфальтобетонных смесей.......................................................................................31 1.6. Цель и задачи исследования.-..и.-,.;...:............................................. 40 ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФУСОВ И АКТИВНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ....................................................41 2.1. Физико-химические процессы формирования асфальтобетонов на основе отходов коксохимического производства и минерального порошка из шламов доменного и конверторного производства..........................................41 2.2. Разработка физико-математической модели реологии асфальтобетона с применением фусов ..................................................................................47 2.3. Модель заполнения межзернового и межпорового пространства в период роста кристаллогидратов........................................................................ 53 2.4. Определение оптимального количества вяжущего за счет структурирования битума к поверхности минерального порошка из активных отходов с добавкой фусов............................................................................................62 20 рующее воздействие на битум. Активация минерального порошка упрочняет структурированную дисперсную систему битум минеральный порошок, повышает плотность и снижает водопроницаемость, замедляет процессы старения, и повышает водои морозоустойчивость асфальтового бетона. Таким образом, применение активированного минерального порошка существенно улучшает важнейшие эксплуатационные свойства асфальтобетона, определяющие его долговечность. Острый недостаток в минеральном порошке, испытываемый многими дорожно-строительными организациями и дефицит в кондиционных материалах, стимулируют в настоящее время поиски новых нетрадиционных материалов, побочных продуктов и отходов промышленности, которыми можно было бы заменить известняковый минеральный порошок, без ухудшения свойств асфальтобетона. Известны случаи применения в качестве минерального порошка отходов асбестовой промышленности, содержащие тонкие частицы асбестового волокна [19]. Может применяться шламовый минеральный порошок, являющийся побочным продуктом процесса химической очистки и водоумягчения [20]. Этот порошок отличается высокой дисперсностью, малой гидрофильностью (коэффициент гидрофильности 0,66) и обеспечивает высокую водо и теплоустойчивость смеси. В качестве минеральных порошков используются измельченные формовочные отходы литейного производства и отходы содовых заводов [21]. Содовые отходы (шлак от производства каустической соды) представляет собой белый порошок, состоящий главным образом из карбоната кальция, хорошо соединяющегося с битумом. Для снижения характерной для таких отходов гигроскопичности, приводящей к комкованию при хранении, их следует предварительно обработать 1 2 процентным жидким битумом. Содовые отходы необходимо применять с содержанием водорастворимых соединений не более 0,5 %. 41 woec**c<*«_ f Л6ЯИ01&М* J 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФУСОВ И АКТИВНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 2.1. Физико-химические процессы формирования асфальтобетонов на основе отходов коксохимического производства и минерального порошка из шламов доменного и конверторного производства Дефицит битумов и минерального порошка, испытываемый многими дорожно-строительными организациями, активизирует в настоящее время поиск новых нетрадиционных материалов, побочных продуктов и отходов промышленности, которыми можно было бы заменить известняковый минеральный порошок и уменьшить расход битума в асфальтобетонной смеси. В этом отношении значительный интерес представляют отходы коксохимического производства в виде фусов и коксовой пыли, которые можно применять для активации минерального порошка, а фусы и в качестве поверхностно-активного вещества в битум. В качестве минерального порошка представляется перспективным использование отходов металлургической промышленности шламов мокрой газоочистки доменного и конверторного производства. Возможность применения фусов для приготовления асфальтобетонных смесей предопределяется наличием в их составе высокоактивных смол и тонкодисперсных минеральных примесей, которые частично заменяют минеральный порошок в асфальтобетонных смесях. Наличие высокоактивных компонентов в смолах повышает показатели физико-механических свойств асфальтобетонных смесей за счет высокой адгезии к минеральным материалам. Целесообразность предварительной обработки минеральных материалов малыми дозами нефти или дегтя (0,4 0,6 %) с одновременным нагревом установлена Н. Эверсом [40], который считал обработку минеральных мате |