Универсальный модификатор асфальтобетонной смеси на основе нефтяного кокса и продукта нефтехимического производства
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
Одной из основных стратегических задач, направленных на решение экономико-социальных, военных и др. аспектов развития страны, является модернизация дорожно-строительного комплекса и переход к европейским стандартам качества. Распоряжением Правительства Российской Федерации утверждена «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года», которая предусматривает увеличение срока службы дорожного полотна, а также снижение себестоимости строительства. В рамках этой программы Президентом РФ подписан Федеральный закон от 05.04.2013 г. № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд». В соответствии с указанным законом подрядчик производит работы на объектах инфраструктуры, обеспечивающие заданное эксплуатационное состояние, в течение 7-10 лет.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНА 7
1.1 Нефтяные битумы – современные технологии производства 7
1.2 Основные характеристики битумов дорожного назначения 11
1.3 Некоторые пути улучшения качества дорожных битумов 15
1.3.1 Полимер-битумные вяжущие: достоинства и недостатки 19
1.3.2 Серобитумы и сероасфальты на их основе 22
1.4 Производство асфальтобетона: особенности и технология приготовления 25
1.5 Структура асфальтобетона 30
1.6 Стабилизирующие добавки: предназначение, виды 32
1.7 Технология приготовления активированного минерального порошка 33
1.8 Использование высокоуглеродистых добавок для модификации асфальтобетонных смесей 35
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 38
2.1 Характеристика исходных материалов 38
2.2 Физико-механические свойства асфальтобетона 39
2.2 Эксплуатационные свойства асфальтобетонного покрытия 41
2.4 Изготовление образцов 43
2.5 Методы исследования 45
2.5.1 Определение средней плотности уплотненного материала 46
2.5.2 Определение водонасыщения 46
2.5.3 Определение предела прочности при сжатии 47
2.5.4 Определение водостойкости 47
2.5.5 Определение водостойкости при длительном водонасыщении 48
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 49
3.1 Модификация нецелевых фракций нефтяного кокса 49
3.2 Изучение влияния тонкодисперсного кокса после механообработки на физико-химические свойства битумного вяжущего 52
3.3 Подбор состава связующего агента 54
3.4 Исследование влияния модификатора на изменение группового состава битума 58
3.5 Подбор состава асфальтобетона с использованием разработанной стабилизирующей добавки 62
3.6 Определение физико-механических свойств модифицированного асфальтобетона 64
3.7 Оптимизация способа введения добавок в состав асфальтобетона 69
3.8 Обработка и обсуждение результатов 73
4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 75
4.1 Общая характеристика работы 75
4.2 Основные физико-химические, токсические, пожароопасные характеристики вещест и материалов 75
4.3 Категорирование объекта по взрывопожароопасности 76
4.4 Производственная безопасность 76
4.4.1 Перечень опасных и вредных факторов 76
4.4.2 Средства индивидуальной защиты 77
4.5 Производственная санитария и гигиена труда 77
4.5.1 Микроклимат 77
4.5.2 Вентиляция и отопление 78
4.6 Шум и вибрация 81
4.7 Электробезопасность 82
4.8 Пожарная профилактика, методы и средства тушения 82
4.9 Экологичность работы 83
5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 85
5.2 Расчет затрат на содержание и эксплуатацию оборудования 85
5.3 Расчет затрат на производство стабилизирующих добавок на основе нефтяного кокса 86
5.4 Расчет экономического эффекта 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гуреев А.А., Чернышева Е.А., Коновалов А.А., Кожевникова Ю.В. Производство нефтяных битумов. М., 2007, 103 с.
2. Руденская И.М., Руденский А.В. Реологические свойства битумов. М, Высшая школа, 1967, 118с.
3. Котов С.В., Тимофеева Г.В., Леванова С.В., Ясиненко В.А., Зиновьева Л.В., Мадумарова З.Р. Дорожные битумы с модифицирующими добавками. ХТТМ, 2003, №3, с. 52-53.
4. Гуреев А.А., Коновалов А.А., Самсонов В.В. Состояние и перспективы развития производства дорожных вяжущих материалов в России // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. № 1, 2008, с., 12-16.
5. Коновалов, А.А. Разработка технологии производство долговечных дорожных битумов. Диссертация на соискание уч. ст. к.т.н., Москва, 2005.
6. Самсонов, В.В. Асфальтиты – в производстве дорожных битумов. ХТТМ, 2008, № 6, с. 19-22.
7. Гуреев А.А., Коновалов А.А., Самсонов В.В., Марков С.В., Олтырев А.Г. Вяжущее (полимерно-гудроно-асфальтитовое вяжущее) для дорожных покрытий. Патент РФ №2009104015/04 от 09.02.2009.
8. Гохман, Л.М. Комплексные органические вяжущие материалы на основе блоксополимеров типа СБС. Уч. пособие. М., ЗАО «ЭКОН-ИНФОРМ», 2004, 585 с.
9. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М., Транспорт, 1973, 284 с.
10. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть 2. Деструктивные процессы. М, КолосС, 2007, 334с.
11. Сергиенко, С.Р. Высокомолекулярные соединения нефти. М., Химия, 1964, 544 с.
12. Гун, Р.Б. Нефтяные битумы. М., Химия, 1973, 432 с.
13. Розенталь, Д.А. Нефтяные окисленные битумы. Уч. пос. ЛТИ им. Ленсовета, Л.,1973, 46с.
14. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М., Транспорт, 1984, 228 с.
15. Хойберг, А.Дж.. Битумные материалы. Асфальты, смолы, пеки (пер.) М., Химия, 1974, т.1, 246 с.
16. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М., Химия, 1990, 226 с.
Гезенцвей Л.Б. и Богуславский А.М. [95,96] также относят асфальтобетон к коагуляционным структурам, которым присущи вязко-пластические свойства. Вместе с тем, изменение условий взаимодействия компонентов, входящих в состав (минеральный материал – вяжущее), в результате которых между ними появляются химические связи, обеспечивает переход системы к конденсационным структурам, которые характеризуются более высокой прочностью.
Для изучения и анализа структуры И. Соломатовым и В.П. Селятиным [92,93] разработана полиструктурная теория полимерасфальтобетонов. В основе, которой лежит принцип перехода одной структуры в другую – «структура в структуре» от атомных до макроструктур. Указанный подход перспективен для изучения микроструктуры асфальтобетона.