Оценка прозрачности вяжущих для цветных органобетонов

УДК 625.06: 535.345.1

ОЦЕНКА ПРОЗРАЧНОСТИ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ ЦВЕТНЫХ ОРГАНОБЕТОНОВ

В.В. Маляр, доцент, к.т.н., С.В. Оксак, аспирант,

В.А. Золотарев, профессор, д.т.н., ХНАДУ

Аннотация. Представлена оценка прозрачности различных вяжущих по светопро-пусканию их растворов в ксилоле, а также выполнено их сравнение с компонентами традиционного битума.

Ключевые слова: нефтеполимерная смола, гудрон, индустриальное масло, асфаль-

тены, п-ксилол, пропускание.

Введение

Применение цветных материалов для устройства верхних слоев покрытий площадей, тротуаров, велосипедных дорожек и т.д. в настоящее время становится все более актуальным. Кроме архитектурно-декоративного аспекта, цветные дорожные покрытия имеют функциональное назначение в условиях возрастающей интенсивности движения. Они облегчают восприятие водителем сложной дорожной обстановки на перекрестках, остановках и стоянках общественного транспорта, у велосипедных дорожек и тротуаров. Это в значительной степени снижает аварийность дорожного движения.

Анализ публикаций

Цветные покрытия на основе органических вяжущих (эпоксидных, инден-кумароновых, нефтеполимерных смол и т.д.) изучались еще в середине прошлого столетия [1, 2]. Однако эти вяжущие не нашли дальнейшего применения из-за большой стоимости или интенсивного разрушения покрытия на их основе.

Главные требования, которые предъявляются к цветным покрытиям, - это соответствие физикомеханических свойств традиционным асфальтобетонам, а также яркость и насыщенность цвета. В [3] разработаны составы цветных бетонов на основе гудронополимерного вяжущего, с высокими физико-механическими свойствами. Однако они имеют тусклый цвет. На цвет органобетона влияют: цвет каменных материалов (каменные материалы выбираются того же цвета, что и производимый органобетон), яркость и красящая способность применяемого минерального пигмента, а также прозрачность вяжущего. Главным компонентом традиционного вяжущего (битума), который резко снижает его прозрачность, явля-

ются асфальтены. В [4] прозрачность компонентов битума оценивалась по пропусканию их растворов (при концентрации 0,2%) в п-ксилоле на приборе 8реко1 11 (однолучевой спектрофотометр) при длине волны Х=814 нм, что соответствует инфракрасной зоне спектра. Пропускание определялось в сравнении с эталонным образцом, которым являлся чистый п-ксилол. Данные представлены в табл. 1.

Цель и постановка задачи

Цель работы - показать важность прозрачности вяжущего для цветного органобетона. Для этого в лаборатории ХНАДУ были исследованы, при тех же условиях, что и в [4], пропускания таких вяжущих: традиционного битума БНД 40/60; гудрона, применяемого в качестве вяжущего для цветного бетона в [3]; нефтеполимерной смолы, которая также исследовалась в [5]; индустриального масла, применяемого в качестве пластификатора. Данные исследований представлены в табл. 1.

Результаты исследований

Из табл. 1 следует, что асфальтены имеют самое низкое пропускание, поэтому даже небольшое их количество в вяжущем, например в гудроне, снижает его пропускание, в отличие от не содержащей асфальтены нефтеполимерной смолы.

Для сравнения также были исследованы различные композиции вяжущих, данные по которым представлены на рис. 1 и 2.

Из данных рис. 1 и 2 следует, что индустриальное масло и нефтеполимерная смола стабильно повышают пропускание составленных вяжущих в зависимости от их содержания. Однако добавление даже 20 % индустриального масла в вязкий битум БНД 40/60, повышая его прозрачность до

Таблица 1 Пропускание растворов компонентов битума и различных вяжущих в п-ксилоле

Объект Концентрация, % Длина волны X, нм Пропускание Т, %

Ксилол 100 814 100

Асфальтены 0,2 814 6

Петролейно-бензольные смолы 0,2 814 91

Спиртобензольные смолы (СБС) 0,2 814 63

Масла битума 0,2 814 98

Битум БНД 40/60 0,2 814 33

Гудрон (Г) 0,2 814 61,9

Нефтеполимерная смола (НПС) 0,2 814 98,8

Индустриальное масло И-40А (ИМ) 0,2 814 99,5

Содержание идустриального масла И-40А, %

Рис. 1. Влияние количества индустриального масла на пропускание различных вяжущих ♦ - гудрон,  - битум БНД 40/60

52%, резко снижает его физико-механические свойства: его пенетрация при 25°С повышается с 56 до 457^0,1 мм, а температура размягчения падает с 52,5°С до 29,3°С. Добавление же 20% нефтеполимерной смолы в битум, повышая пропускание до 43 %, стеклует его.

Такие вяжущие, как Г(82)+НПС(18) и

НПС(75)+ИМ(25) со сравнимыми физико-

механическими свойствами (пенетрация при 25°С -115 и 120^0,1 мм; температура размягчения 43 и 41°С соответственно) имеют различное пропускание - 65 и 99%. Из этого следует, что даже небольшое содержание асфальтенов сильно влияет на пропускание, а следовательно и на прозрачность вяжущего. Очевидно, что при одинаковых остальных составляющих (каменные материалы, пигмент) органобетон на основе вяжущего НПС(75)+ИМ(25) будет обладать более ярким и насыщенным цветом. Таким образом, использованный здесь метод светопропускания позволяет решать одну из задач, возникающих при исследовании цветных асфальтобетонов, а именно выбор композиций вяжущего, обеспечивающих пропускание не ниже 70%, что близко к пропусканию мальтеновой фракции битума.

Выводы

Устройство цветных покрытий на органическом вяжущем в современных условиях является очень актуальным. Главной задачей является выбор вяжущего, цветной органобетон на основе которого отвечал бы требованиям, предъявляемым к обычному асфальтобетону, и в то же время обладал ярким цветом. Вяжущие на основе нефтепо-

Содержание нефтеполимерной смолы, %

Рис. 2. Влияние количества нефтеполимерной смолы на пропускание различных вяжущих ♦ - гудрон,  - битум БНД 40/60

лимерной смолы, пластифицированной индустриальным маслом, с пропусканием около 90 %, являются очень перспективными для производства цветных органобетонных покрытий относительно их светопропускаемости. Они могли бы обеспечить яркую и насыщенную окраску цветных асфальтобетонов. Однако при этом возникает необходимость решения вопросов пригодности и долговечности таких бетонов.

Литература

1. Сюньи Г.К. Цветной асфальтобетон. - М.:

Транспорт, 1964. - 51 с.

2. Сюньи Г.К. Дорожные пластбетоны. - М.:

Транспорт, 1976. - 208 с.

3. Золотарьов В.О., Чернишов С.Г., Золотарьов Д.В.

Асфальтобетонна сумш. Декларацшний патент, иА 51897 А, 2002. - 6 с.

4. Амаль Б.М. Закономерности процессов взаимо-

действия на границе раздела фаз битума с поверхностью каменных материалов и некоторые способы их регулирования: Дисс. канд. техн. наук 05.23.05/ХАДИ. - Харьков, 1989.

5. Хавкина О.Д., Фабер М.Ф., Гунн Р.Б. Вяжущее

на основе нефтеполимерных смол и пластификаторов нефтяного происхождения // Труды СобздорНИИ. - 1971. - Вып. 50.

Рецензент: А.В. Ушеров-Маршак, профессор,

д.т.н., ХГАСА.

Статья поступила в редакцию 2 февраля 2005 р.