На правах рукописи

Строев Дмитрий Александрович

ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ НА БИТУМНО-ЦЕМЕНТНОМ ВЯЖУЩЕМ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ И РЕМОНТНЫХ РАБОТ

Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2013

Работа  выполнена  на  кафедре  «Автомобильные  дороги»  в  Федеральном государственном  бюджетном  образовательном  учреждении  высшего профессионального  образования  «Ростовский  государственный  строительный университет».

Научный руководитель:

Илиополов Сергей Константинович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Невский Владимир Александрович

доктор технических наук, профессор,

Ростовский  государственный строительный  университет,  проф.  каф. ТВВБиСК

Борисенко  Юрий Григорьевич

кандидат технических наук, доцент,

Северо-Кавказский федеральный университет, доц. каф. Строительства

Ведущая организация:

ОАО Дорожный проектно-изыскательский

и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ»

(Северо-Кавказский филиал)

Защита  состоится  «23»  мая  2013г.  в  10  ч  00  мин.  в  ауд.  232  на  заседании диссертационного  совета  Д  212.207.02  при  Ростовском государственном строительном  университете  по  адресу:  344022,  г.  Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая,162, т/ф 8(863) 201-91-65, E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

С  диссертацией  можно  ознакомиться  в  библиотеке  Федерального государственного  бюджетного  образовательного  учреждения  высшего профессионального  образования  «Ростовский  государственный  строительный университет»

Автореферат разослан « 22 » апреля 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета      Налимова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность  темы  исследования.  Недостаток  качественных строительных материалов, устойчивых к воздействию климатических факторов и силовых нагрузок, возникающих при движении технологического транспорта на территориях различных промышленных объектов, приводит к повышению финансовых расходов на ремонт и поддержание эксплуатационного состояния существующих  покрытий.  Наиболее  распространѐнными  материалами, используемыми  при  устройстве  полов  промышленных  цехов  и  складов, покрытия территорий промышленных предприятий, аэропортов и автостоянок вляются  цементо-  и  асфальтобетоны.  Цементобетон  имеет  ряд  недостатков таких, как низкая ударная прочность, высокая хрупкость, низкая устойчивость к возникающим  термическим  напряжениям.  Асфальтобетоны  обладают  низкой устойчивостью  к  развитию  пластических  деформаций  от  транспортных нагрузок  и  воздействию  климатических  факторов.    Уменьшить  влияние указанных  недостатков  возможно  за  счѐт  разработки  композиционного материала,  обладающего  высокими  прочностными    и  деформативными качествами,  на  основе  битумно-цементного  вяжущего,  сочетающего  в  себе прочные  кристаллизационные  связи,  образующиеся  в  процессе  гидратации цемента, с пластичными конденсационными контактами битума. На основании мирового  опыта,  внедрение  битумных  эмульсий  является  наиболее экологичным  и  энергетически  выгодным направлением использования  вязких битумов.

Как  показывают  многочисленные  исследования,  одним  из  наиболее эффективных  методов  повышения  сопротивления  покрытий  автомобильных дорог  развитию  различного  рода  разрушений  и  деформаций  является использование  дисперсно-армированных  строительных  материалов. В настоящее  время  использование  волокон  в  составе  различных  строительных материалов  стало  промышленной  технологией  во  многих  странах:  Франции, Германии, Швеции, Финляндии, Польше, Канаде, Австрии и др.

В  этой  связи  разработка  устойчивых  к  сдвиговым  и  климатическим воздействиям  дисперсно-армированных  строительных  материалов  на  основе битумных  эмульсий,  предназначенных  для  строительных  и  ремонтных  работ, является актуальной задачей.

Цель  диссертационной  работы:  разработка  дисперсно-армированных бетонов  на  битумно-цементном  вяжущем,  с  повышенной  устойчивостью  к сдвиговым и климатическим воздействиям, предназначенных для строительных и ремонтных работ.

Для  достижения  поставленной  цели  необходимо  решить  следующие задачи:

- теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность получения битумных эмульсий различных классов с использованием в качестве эмульгатора аминного реагента Эмульзол-4;

-  установить  влияние  неионогенного  стабилизатора  Оксипав-А.30  на технологические свойства битумных эмульсий;

-  оптимизировать  состав  битумно-цементного  вяжущего  исходя  из условия  обеспечения  устойчивости  бетонов,  на  его  основе,  к  сдвиговым  и климатическим воздействиям;

-  экспериментально  исследовать  процессы  структурообразования бетонов,  приготовленных  с  применением  битумно-цементного  вяжущего, дисперсно-армированного базальтовым волокном;

-  выявить  механизм  воздействия  тонкого  базальтового  волокна  на процессы формирования структуры и свойства разрабатываемых бетонов;

-  осуществить  опытно-производственное  внедрение  разработанного материала.

Объект исследования  –    дисперсно-армированные  бетоны на битумно-цементном вяжущем.

Предмет  исследования  –  устойчивость  дисперсно-армированных бетонов  сдвиговым и климатическим воздействиям.

Научная новизна:

-  выполнены  теоретические  и  экспериментальные  исследования, подтверждающие  снижение  поверхностного  натяжения  водной  фазы  и образования  битумно-эмульсионной  системы  с  применением  реагента катионного типа - Эмульзол-4;

-  установлено  положительное  влияние  неионогенного  ПАВ  - модификатора    Оксипав-А.30  на  технологические  свойства  катионных битумных эмульсий и бетонов на их основе;

- выявлен механизм воздействия тонкодисперсного базальтового волокна на  процессы  структурообразования и физико-механические  свойства  бетонов, приготовленных на битумно-цементном вяжущем;

-  установлено  положительное  влияние  структуры  битумно-цементного вяжущего  на  устойчивость  бетонов  в  условиях  сдвиговых  и  климатических воздействий.

На защиту выносятся:

-  результаты  теоретических  и  экспериментальных  исследований  по разработке  бетонов  с  повышенной  устойчивостью  к  разрушениям  в  процессе эксплуатации;

- анализ экспериментальных исследований по выявлению оптимального компонентного  состава  дисперсно-армированного  битумно-цементного вяжущего, оптимизированного по критериям сдвигоустойчивости, трещино- и водостойкости бетонов на его основе;

-  результаты  экспериментальных  исследований  по  выявлению  влияния катионного  реагента  Эмульзол-4  и  неионогенного  ПАВ-модификатора Оксипав-А.30  на  свойства  катионных  битумных  эмульсий,  полученных  с  их использованием.

Практическая значимость:

-  доказана  возможность  получения  катионных  битумных  эмульсий различных классов на основе аминного реагента Эмульзол-4;

-  предложены  способы  модификации  битумных  эмульсий  и  бетонов  на битумно-цементном  вяжущем  новым  неионогенным  ПАВ-модификатором Оксипав-А.30,  который  позволяет  улучшить  дисперсность  и  устойчивость эмульсий, а также повысить водостойкость бетонов;

-  разработаны  составы  дисперсно-армированных  бетонов  на  битумно-цементном вяжущем, обладающие повышенной устойчивостью к сдвиговым и климатическим воздействиям;

-  разработан  эффективный  способ  утилизации  базальтового  волокна (отхода производства базальтовых изделий).

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета  (Строительство  2005  –  2012  гг.)  и  других    международных конференциях: МНТК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных  дорог.  Охрана  окружающей  среды»  (Пермь,  2005,  2010  гг.), ВНПК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (Омск, 2006 г.), МНПК  «Современные технологии и материалы  в дорожном хозяйстве» (Харьков, 2006 г.)

Публикации.  Содержание  диссертации  изложено  в  26  научных публикациях, включая 4 статьи в ведущих рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК, и 3 патентах.

Объём и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка  из133  наименований,  в  том  числе  на  иностранных  языках,  3 приложений.  Работа  изложена  на  192  страницах  машинописного  текста  и включает в себя 23 рисунка и 66 таблиц.

Полная версия (PDF)