|
Поглощение при частоте 1550 см'1 относится [8] к карбоксильной группе, что подтверждает образование прочных химических связей в системе битум активный минеральный порошок из шлама. На физико-химическое взаимодействие битума и поверхности шлама может указывать изменение характера спектра в области 1100800 см'1. В спектре сохраняются также полосы поглощения плоских деформационных колебаний С Н ароматических соединений в области 700 800 см'1 [112,120]. Таким образом, при взаимодействии битума с поверхностью активных минеральных порошков протекают сложные процессы, обусловленные действием сил различной природы. Химическая природа связей объясняется взаимодействием гидроксильных и карбоксильных (СООН) групп битума с ионами кальция и магния, находящихся в АМП. Физико-химические связи битума с АМП можно объяснять образованием водородных связей. 3.2 Влияние отходов коксохимического производства на процессы старения битума в асфальтобетоне Дорожные покрытия лесного комплекса в период эксплуатации находятся под воздействием механических нагрузок под действием движущегося транспорта, а также погодно-климатических факторов. Асфальтобетон под их влиянием стареет, что проявляется в ухудшении его прочностных, деформативных свойств, водои морозоустойчивости. При старении битума происходит процесс испарения наиболее легких углеводородов, присоединения кислорода и укрупнения структурных элементов битума за счет протекания реакции полимеризации. Поверхностно-активные вещества, введенные в битум, а также при активации минерального порошка могут оказать влияние на старение битума, т.е. на степень разрушения жесткой пространственной структуры из асфальтенов. Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что активация порошка из природных минеральных мате72 |
76 [113, 114]. По данным [118, 119] битум, содержащий гидроксильные группы взаимодействует с поверхностью материала по схеме: Si ОН + НО R —» Si О R + Н2О Образовавшиеся при хемосорбционном взаимодействии битума и шлама свободная вода обусловливает гидратацию активного минерального порошка. Рост интенсивности поглощения в области 3570 3200 см'1 можно объяснить образованием водородных связей между поверхностными гидроксилами и гидроксильными, а также карбоксильными группами битума. Смещение полосы поглощения в области 1600 см'1 в сторону меньших частот объясняется физико-химическим взаимодействием битума и шлама. Поглощение при частоте 1550 см'1 относится [120] к карбоксильной группе, что подтверждает образование прочных химических связей в системе битум активный минеральный порошок из шлама. На физико-химическое взаимодействие битума и поверхности шлама может указывать изменение характера спектра в области 1100 800 см'1. В спектре сохраняются также полосы поглощения плоских деформационных колебаний С Н ароматических соединений в области 700 800 см'1 [117,120]. Таким образом, при взаимодействии битума с поверхностью активных минеральных порошков протекают сложные процессы, обусловленные действием сил различной природы. Химическая природа связей объясняется взаимодействием гидроксильных и карбоксильных (СООН) групп битума с ионами кальция и магния, находящихся в АМП. Физико-химические связи битума с АМП можно объяснять образованием водородных связей. 77 3.2. Влияние отходов коксохимического производства на процессы старения асфальтобетона Дорожные покрытия в период эксплуатации находятся под воздействием механических нагрузок под действием движущегося транспорта, а также погодно-климатических факторов. Асфальтобетон под их влиянием стареет, что проявляется в ухудшении его прочностных, деформативных свойств, водои морозоустойчивости. При старении битума происходит процесс испарения наиболее легких углеводородов, присоединения кислорода и укрупнения структурных элементов битума за счет протекания реакции полимеризации. Поверхностно-активные вещества, введенные в битум, а также при активации минерального порошка могут оказать влияние на старение битума, т.е. на степень разрушения жесткой пространственной структуры из асфальтенов. Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что активация порошка из природных минеральных материалов отходами коксохимического производства фусами оказывает существенное влияние на замедление процессов старения битума и снижение его расхода. В работах Л.Б. Гезенцвея приводятся данные о том, что для получения наибольшего эффекта необходимо использовать для модификации поверхности зерен вещества, позволяющие сблизить молекулярные свойства адсорбционного слоя среды, которую должен наполнить порошок. В асфальтобетоне функции такого вещества выполняет битум. Возможности применения фусов для активации минеральных порошков определяется наличием в их составе высокоактивных смол и тонко дисперсных минеральных примесей. Наличие высокоактивных компонентов, находящихся в фусах, таких как, фенол, карбоновые кислоты, обладающих повышенной адгезией к минеральным материалам, позволяет сформировать тонкий слой высокоструктурированного битума. 115 Таблица 3.10 Показатели коэффициента упрочнения Время, МИН Абсолютная деформация, мм ' 10'3 Нагрузка, МПа од 0,2 0,1 0,2 Асфальтобет 3%(] он с добавкой зусов Асфальтобетон без добавок фусов (эталонный) 3 323 564 311 430 6 395 658 379 520 9 439 712 426 578 30 582 869 580 797 40 613 934 623 867 Коэффициент упрочнения 3,07 4,32 2,75 2,71 На основании изложенного можно сделать вывод об определенном прочностном преимуществе асфальтового бетона с добавкой фусов. Выводы по главе. 1. Методом инфракрасной спектроскопии исследован процесс взаимодействия битума с поверхностью частиц минерального порошка из шламов доменного и конверторного производств, а также процесс взаимодействия фусов и битума, модифицированного фусами, с поверхностью частиц традиционного минерального порошка. Установлено, что на разделе АМП битум протекают сложные процессы, обусловленные действием сил различной природы. Химическая природа связей объясняется взаимодействием гидроксильных и карбоксильных (СООН) групп битума с ионами Са и Mg, находящихся в АМП. Физико-химические связи битума с АМП можно объяснить образование водородных связей. |