Кремнезёмсодержащие минеральные порошки для асфальтобетона

УДК 691.327

А. В. БИТУЕВ, докт. техн. наук, профессор,

К.А. БОСХОЛОВ, аспирант,

ВСГТУ, Улан-Удэ

КРЕМНЕЗЁМСОДЕРЖАЩИЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ПОРОШКИ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА

В статье представлены результаты лабораторных исследований свойств активированных минеральных порошков на основе кремнезёмсодержащего сырья (кварцит, перлит).

Увеличение объёма строительства автомобильных дорог в Сибирском регионе является важной народно-хозяйственной задачей. Особенно эта проблема актуализируется в связи с решением о создании Байкальской туристской рекреационной зоны. Решение данной проблемы связано с расширением минерально-сырьевой базы и созданием эффективной технологии производства материалов для нужд дорожного строительства.

Объектом исследований в настоящей работе являются асфальтобетонные композиции с улучшенными свойствами, достигаемыми при использовании механохимической активации местных кремнезёмсодержащих пород.

Как известно, вид и качество применяемого минерального порошка оказывают существенное влияние на эксплуатационные характеристики асфальтобетона. Минеральный порошок, являясь активным структурирующим компонентом асфальтобетона, предопределяет свойства асфальтобетона. Кремнезёмсодержащие горные породы кислого состава, несмотря на их высокие физико-химические свойства, в структуре асфальтобетона в мелкодисперсном состоянии играют в основном роль инертного наполнителя.

В [1] указано, что усиление структурирующей роли минерального порошка в асфальтобетоне, а следовательно, улучшение структурно-механических свойств материала может быть достигнуто в результате интенсивного измельчения минерального материала. При этом наибольший эффект может быть получен в результате совмещения процесса интенсивного измельчения с физико-химической обработкой. Такое условие создаётся при добавлении различного типа активаторов в процессе измельчения материала, например извести. При совместном помоле кварцевого песка с известью в шаровой мельнице большая часть карбонатного компонента адсорбируется на вновь образованных поверхностях кислых минеральных материалов. В этом случае известь играет роль активатора гидрофильной поверхности.

В настоящей работе с целью повышения активности компонентов совместный помол кремнеземсодержащих пород (кварцита, перлита) и извести производился в вибрационном измельчителе с ударно-сдвиговым характером нагружения марки 75Т-ДрМ. В работе использована известь-кипелка 11-сорта Турунтаевского КСМ, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 9179-77. В качестве минеральных компонентов использованы кварцит Черемшанского месторождения и перлит Мухор-Талинского месторождения Республики Бурятия,

© А.В. Битуев, К.А. Босхолов, 2007

а в качестве органического вяжущего - битум марки БНД 90/130 Ангарского НПЗ (ГОСТ 22245-90).

Количество извести составляло 3 масс. % по отношению к массе минерального компонента. Удельная поверхность порошков в результате помола в стержневом вибрационном измельчителе составила 350-400 м2/кг.

Изменение состояния поверхности механоактивированных порошков оценивали по адсорбционной активности, определенной фотоколориметриче-ским методом. Данные по количеству битума, адсорбированного из бензольного раствора, характеризующие повышение адсорбционной активности минеральных порошков, представлены на рис. 1.

60

и

л 50

и

0

5 40

=

'Я

1 30

X

из

о 10

и

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Продолжительность испытания, мин

Рис. 1. Адсорбционная активность минерального порошка в зависимости от вида минерального порошка и продолжительности испытаний:

1 - активированный перлит; 2 - активированный кварцит; 3 - перлит; 4 - кварцит

Структурирующая способность минеральных порошков определялась по методике, указанной в [2]. Приготовленные образцы асфальтовяжущего диаметром и высотой 25,2 мм с различным соотношением битума и минерального порошка испытывали при 20 °С (рис. 2).

7

С

2 6

1 5

К

О

Б. 4

с

5 3

О

о у

о, *

8 10 12 15

Содержание битума в асфальтовяжущем, %

Рис. 2. Прочность при сжатии асфальтовяжущего в зависимости от содержания битума и вида минерального порошка:

1 - активированный перлит; 2 - активированный кварцит; 3 - перлит; 4 - кварцит

На рис. 1 видно, что адсорбционная активность активированных минеральных порошков увеличилась примерно в 2 раза по сравнению с исходными (неактивированными) минеральными порошками.

Зависимости предела прочности при сжатии асфальтобетона указывают на то, что использование механоактивированных порошков кварцита и перлита способствует росту прочности в большей степени, чем использование неактивированных порошков этих же пород. Одновременно с этим отмечено снижение потребности в органическом связующем. Это можно объяснить тем, что в процессе совместного помола минерального компонента с известью в вибрационном истирателе происходит модификация поверхности зёрен кварцита и перлита, которая приводит к активизации их взаимодействия с битумом. При этом улучшается сцепление битума к поверхности минерального материала и увеличивается структурирующая способность системы.

Таким образом, механическая активация кремнеземсодержащих пород, усиленная воздействием извести, позволяет применять эти породы в производстве дорожного асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гезенцвей, Л.Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов / Л.Б. Гезенцвей. - М. : Стройиздат, 1971. - 255 с.

2. Прокопец, В.С. Повышение эффективности дорожно-строительных материалов механо-активационным модифицированием исходного сырья: дис. ... докт. техн. наук. - Омск. 2GG5. - 341 с.

A.V. BITUEV, K.A. BOSKHOLOV

EARTH SILICON-CONTAINING MINERAL-POWDERS FOR ASPHALT-CONCRETE

The results of laboratory researches of properties of the activated mineral powders on the basis of earth silicon -containing raw material (quartzite, perlite) are presented in the paper.

УДК 666.972.17:62G.18

A. И. ГНЫРЯ, докт. техн. наук, профессор,

С. В. КОРОБКОВ, канд. техн. наук, доцент,

B. А. ЕСАУЛОВ, канд. техн. наук , доцент,

Х.В. КУКЛИНА, ассистент,

ТГАСУ, Томск

ПРИЧИНЫ ДВИЖЕНИЯ ВЛАГИ В БЕТОНЕ

В статье представлены исследования причин движения влаги в бетоне. Рассмотрены вопросы влияния потенциала воды, эффекта температуры, эффекта давления и эффекта

© А.И. Гныря, С.В. Коробков, В. А. Есаулов, Х.В. Куклина, 2GG7