риалов 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 пороков определяется наличием в их составе высокоактивных смол и тонкодисперсных 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. Присутствие фусов существенно улучшает условия обволакивания поверхности частиц минерального порошка битумом и способствует образованию хемоадсорбционных связей на границе раздела фаз. Равномерное распределение небольших количеств вязкого битума на большой поверхности дисперсных минеральных частиц не всегда выполнимо без применения поверхностно-активных веществ. Высокоактивные смолы, находящиеся в фусах, заполняют микропоры, находящиеся на поверхности минеральных частиц, а капилляры, обладающие более высоким адсорбционным потенциалом, заполняются маслами. Таким образом, фусы играют роль барьера, препятствующего избирательной диффузии компонентов битума в поровое пространство и капилляры минеральных частиц, поэтому структурированный слой битума не обедняется низкомолекулярными компонентами, что снижает интенсивность процессов старения асфальтобетона. Ускоренное термостарение является наиболее жестким испытанием по сравнению с длительным воздействием воды или совместного воздействия воды и низких температур. Этот вид испытания был взят за основу для изучения влияния фусов на старение асфальтовяжущего вещества, состоящего из известнякового порошка и битума. Исследование процессов, происходящих на границе раздела известнякового 73 |
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. 78 Присутствие фусов существенно улучшает условия обволакивания поверхности частиц минерального порошка битумом и способствует образованию хемоадсорбционных связей на границе раздела фаз. Равномерное распределение небольших количеств вязкого битума на большой поверхности дисперсных минеральных частиц не всегда выполнимо без применения поверхностно-активных веществ. Высокоактивные смолы, находящиеся в фусах, заполняют микропоры, находящиеся на поверхности минеральных частиц, а капилляры, обладающие более высоким адсорбционным потенциалом, заполняются маслами. Таким образом, фусы играют роль барьера, препятствующего избирательной диффузии компонентов битума в поровое пространство и капилляры минеральных частиц, поэтому структурированный слой битума не обедняется низкомолекулярными компонентами, что снижает интенсивность процессов старения асфальтобетона. Ускоренное термостарение является наиболее жестким испытанием по сравнению с длительным воздействием воды или совместного воздействия воды и низких температур. Этот вид испытания был взят за основу для изучения влияния фусов на старение асфальтовяжущего вещества, состоящего из известнякового порошка и битума. Исследование процессов, происходящих на границе раздела известнякового порошка и фусов, известнякового порошка, фусов и битума с целью изучения процесса старения асфальтовяжущего проводились методом ИК спектроскопии. Перед снятием ИК-спектров пробы асфальтовяжущего вещества, в которых в одном случае применялся неактивированный известняковый минеральный порошок, а в другом активированный фусами минеральный порошок, выдерживались в термошкафу при температуре 140° С. На рис. 3.3 (а) видно, что в ИК-спектре фусов присутствует полоса поглощения в интервале 3700 3300 см"1, свидетельствует о колебании свободных групп ОН и подтверждающая наличие фенольных соединений [122, 117]. |