Поиск по сайту

Влияние поверхности частиц отработанной формовочной смеси на процессы структурообразования асфальтобетона

Тюрюханов Кирилл Юрьевич , Пугин Константин Георгиевич

2019 / Том 9, номер 3(30) 2019 [ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО ]

Цель работы - научно обосновать возможность использования отработанной формовочной смеси в составе асфальтобетонов. На основе анализа физико-химических характеристик поверхности частиц отработанной формовочной смеси была разработана теория ее взаимодействия с битумом. Ключевым условием для создания устойчивости к внешнему воздействию структурообразования асфальтобетона является формирование прочных связей битума и минеральных частиц асфальтобетона. При проведении исследования для обеспечения достоверности полученных результатов лабораторных испытаний использованных материалов и полученных на их основе образцов асфальтобетона, были использованы методики, рекомендованные государственными стандартами. Определение структуры и элементного состава поверхности частиц отработанной формовочной смеси проводили рентгеноспектральным микроанализом. Все исследования проводились в научно-производственной исследовательской лаборатории на оборудовании, аттестованном и поверенном в Государственном региональном центре стандартизации. В ходе исследования поверхности частиц отработанной формовочной смеси выявлено, что после неоднократного физического, химического и термического воздействия, при использовании ее в составе литейной формы при получении стальных отливок, происходит модификация поверхности, что способствует созданию прочных связей с битумом. На основе расширенного эксперимента по определению битумоемкости отработанной формовочной смеси и кварцевого песка доказано, что пористая структура поверхности частиц отработанной формовочной смеси позволяет выступать донором мальтенов для свободного битума асфальтобетона, что позволяет сохранять реологические свойства асфальтобетона продолжительное время. Определение битумоемкости проходило в два этапа, первый этап - определение битумоемкости сразу после смешения образцов с маслом, как того требует методика установленная государственными стандартами. Второй этап - битумоемкость - определялась после выдерживания материала в течении 8 ч. Установлено увеличение битумоемкости для отработанной формовочной смеси на 19%. Было установлено оптимальное содержание отработанной формовочной смеси в составе асфальтобетона для получения физико-механических свойств, отвечающих государственным стандартам.

Ключевые слова:

отработанная формовочная смесь (ОФС),асфальтобетон,структурообразование,техногенный материал,модификация,битумоемкость,moulding sand,asphalt concrete,structure formation,technogenic material,modification,bitumen capacity

Библиографический список:

Соломенцев А.Б., Мосюра Л.С. Механизмы влияния адгезионных добавок на процессы структурообразования в битуме и асфальтобетоне // Ассоциация исследователей асфальтобетона. Ежегодная научная сессия. 2019. С. 64-74.
Галдина В.Д., Черногородова М.С. Особенности формирования структуры асфальтобетонов на пористых заполнителях // Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации: сб. материалов III Международной научн.-прак.конф. (г. Омск, 29-30 ноября 2018 г.). Омск: СиБАДИ, 2019. С. 356-360.
Гуляк Д.В., Смирнова Д.В. Использование отходов горного производства для совершенствования составов асфальтополимербетона // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2018. № 1 (129). С. 25-31.
Radziszewski P., Sarnowski M., Plewa A., Pokorski P. Properties of Asphalt Concrete with Basalt-Polymer Fibers // Archives of Civil Engineering. 2018. Vol. 64, Is. 4. P. 197-209. DOI: 10.2478/ace-2018-0052.
Bdour AN, Khalayleh Y, Al-Omari AA. Assessing mechanical properties of hot mix asphalt with wire wool fibers //Advances in Civil Engineering.2015. No. 795903. P. 1-6. DOI: 10.2478/ace-2018-0052.
Dalhat M., Al-Abdul Wahhab H., Al-Adham K. Recycled Plastic Waste Asphalt Concrete via Mineral Aggregate Substitution and Binder Modification // Journal of Materials in Civil Engineering. 2019. Vol. 31, № 8.P. 04019134. DOI: 10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002744.
Погромский А.С., Духовный Г.С., Аниканова Т.В., Рахимбаев Ш.М. Применение электросталеплавильных шлаков в конструкциях нежестких дорожных одежд: монография. Белгород: Изд-во БГТУ, 2018. 100 с.
Гриневич Н.А. Металлургические шлаки в дорожном строительстве // Актуальные вопросы проектирования автомобильных дорог: сб. научн. тр. ОАО ГИПРОДОРНИИ. 2014. № 5 (64). С. 124-129.
Пугин К.Г., Калинина Е.В., Халитов А.Р. Ресурсосберегающие технологии строительства асфальтобетонных дорожных покрытий с использованием отходов производства // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2011. № 2 (2). С. 60-69.
Пугин К.Г., Калинина Е.В. Использование отходов предприятий химической и металлургической отрасли для изготовления асфальтобетонных дорожных покрытий // Экология и промышленность России. 2011. № 10. С. 28-30.
Перфилов В.А., Анисимов Л.А., Козловцева Е.Ю. Утилизация отходов бурения с морских нефтегазовых сооружений для получения строительных изделий: материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Современные тенденции развития фундаментальных и прикладных наук». 2018. С. 279-282.
Перфилов В.А., Лукина И.Г. Утилизация бурового шлама для изготовления кирпича полусухого прессования: материалы VI Международной науч.-техн. конф. «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов». 2011. С. 253-254.
Акчурин Т.К., Пушкарская О.Ю. Использование местных нетрадиционных вторичных ресурсов в технологиях строительных композитов: монография. Волгоград: Волгоградский государственный технический университет, 2018. 216 с.
Губанова Л.Н., Пушкарская О.Ю., Алимова Л.А., Акчурин Т.К. Особенности формирования структуры цементных бетонов, наполненных шлаковыми отходами металлургических производств // Вестник МГСУ. 2012. № 11. С. 152-158.
Акчурин Т.К., Пушкарская О.Ю. Нетрадиционные отходы региона как компоненты строительных композиционных материалов // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2016. Вып. 46 (65). С. 27-38.
Iqbal M, Liu Q, Azim I. Experimental study on the utilization of waste foundry sand as embankment and structural fill. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. № 474.P. 012042. DOI: 10.1088/1757-899x/474/1/012042.
Dalhat M, Al-Abdul Wahhab H. Performance of recycled plastic waste modified asphalt binder in Saudi Arabia. International Journal of Pavement Engineering. 2015. Vol. 18 № 4. P. 349-357. DOI: 10.1080/10298436.2015.1088150.
Gurumoorthy N., Arunachalam K. Durability Studies on Concrete Containing Treated Used Foundry Sand. Construction and Building Materials Is. 2019. V. 201. P. 651-661. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.014.
Sarumathi K., Elavenil S., Vinoth A.S. Use of waste foundry sand with multiscale modeling in concrete. Asian Journal of Civil Engineering Is. 2019. V. 20. P. 163-170.
Martins M., Barros R., Silva G., Santos I. Study on waste foundry exhaust sand, WFES, as a partial substitute of fine aggregates in conventional concrete. Sustainable Cities and Society. 2019. № 45. P. 187-196. DOI: 10.1016/j.scs.2018.11.017
Dyer P., de Lima M., Klinsky L., Silva S., Coppio G. Environmental characterization of Foundry Waste Sand (WFS) in hot mix asphalt (HMA) mixtures. Construction and Building Materials. 2018. № 171.P. 474-484. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.151
Pasetto M, Baldo N. Experimental analysis of hydraulically bound mixtures made with waste foundry sand and steel slag. Materials and Structures. 2014;48(8):2489-2503. DOI: 10.1617/s11527-014-0333-4
Пугин К.Г., Агапитов Д.А., Тюрюханов К.Ю. Исследование гранулометрического состава отработанного формовочного песка: сб. ст. Междунар. науч.-практ.конф. «Методы проектирования и оптимизации технологических процессов». 2017. С. 45-47.