Главная » Статьи » Мои статьи

Асфальтовые парадигмы и наши умные адаптивные материалы

1. В 1815 г. в качестве дорожного покрытия впервые использовали тринидадский асфальт (битум с песком и известковыми минералами с острова Тринидад). В 1876 году этим асфальтом покрыли Пенсильвания-авеню в городе Вашингтоне. Покрытие, несмотря на плотное движение, оставалось в превосходном состоянии на протяжении 11 лет. 

 "Химическая технология" (Р. Вагнера обр. Фишером. С.-Петербургъ, изд Риккерса, 1892 г., С 1085) утверждает, что к 1892 г. асфальт, употребляемый для мощения улиц приготавливали из природного битума  острова Тринидад, с Мёртвого моря (где он плавал айсбергами), битумов или битуминозных песчаников и известняков Франции и Германии сплавлением с песком и известняками. А искусственный битум газовых заводов (из каменноугольной смолы) шёл только на лаки.  В "Строительных материалах" (профессора В.В. Эвальда, С.-Петербург, Государственная типография, 1912 г., С 266) речь идёт уже об асфальтовом камне, применяемом для получения трамбованного асфальта. Асфальтовые известняки к тому времени уже найдены и разрабатываются и в России - на берегах Волги, на Кавказе и особо упоминается Сызранский уезд. Асфальтовый камень готовился из природных асфальтов и извести. Отмечается, что добавление искусственной смолы  (газовой и других) - только портит асфальт. Попытки замены естественного  асфальтового камня искусственным давали неудовлетворительные результаты: такие асфальтовые покрытия были не морозостойки.

В учебнике: "Строительные материалы" ( дтн, профессор П.С. Философов. Государственное архитектурное издательство. М. 1946. С 149) упоминается об изготовлении асфальта из битуминозных известняков Сызранского и Куйбышевского районов. Главная масса, потребляемой в то время в СССР мастики производилась заводом ст. Батраки (Сызрань). Батрацкий асфальт признан лучшим в Европе, неоднократно получал высокую оценку на промышленных выставках и ярмарках: в 1882 году на выставке в Москве асфальт Батрацкого завода был удостоен золотой медали, в 1878 году бронзовой медали.  Упоминается уже и о попытках производства искусственном асфальте (из нефтяных битумов). Тринидадский, с большим содержанием асфальтогеновых кислот (АГК), асфальт, видимо, в СССР не поступал. Об определяющей роли АГК я не нашёл упоминаний того времени, хотя о наличии их в природных битумах, видимо, было хорошо известно.

2. Судя по монографии "Битумы и битумные композиции" (Б. Г. Печеный М.: Химия, 1990) наиболее интенсивные исследования велись с 60 по 80 годы прошлого века.  В "Справочнике дорожного мастера"( М. : Инфра-инженерия, 2007, С 298) уже упоминаются добавки (удаляющие воду, повышающие адгезию, пластификаторы), ТЭП и резиновая крошка, вводимые в асфальтобетоны. 

3. Ранее я уже излагал свою оценку использования битумов с неизвестным количеством АГК здесь    и здесь , а также описывал наш успешный опыт применения "протезов" АГК. Это были препарированные нами лигносульфонаты (ЛСТ) - отходы целлюлозно-бумажного производства. Раньше их применяли в качестве суперпластификаторов бетонов и песчано-цементных смесей. Затем, по мере внедрения в промышленность следующих поколений суперпластификаторов, вплоть до гиперпластификаторов, спрос на ЛСТ упал. Упала и цена - отходы ЦБК продолжали образовываться. Мы, обработав ЛСТ до приобретения им растворимости в битуме и увеличения у полученного продукта эмульгирующих и адгезионных свойств, имели дешевейшую модифицирующую добавку - функциональный аналог АГК. К сожалению, стали часто попадаться партии ЛСТ, имеющие повышенное содержание золы и пониженное - лигносульфонатов. А в последних партиях ЛСТ лигносульфоната даже не удалось обнаружить!

Тем не менее, я считал и считаю, что модификация искусственных битумов (не имеющих АГК или имеющих их катастрофически мало) не эффективна. Введение в битумы ТЭП повышает модуль упругости, делая композицию более прочной и упругой. Но, не восполняет остальные недостатки. Введение адгезионных добавок опять-таки решает вопрос лишь локально, не влияя на композицию в целом. Если в битуме недостаточно АГК, как и за счёт чего будет осуществляться укатка? Известно, что процесс этот возможен при наличие в композиции кальциевых солей АГК. И никакие добавки и полимеры без аналогов функциональных групп АГК не дадут характерного сетчато-резинового каркаса асфальта.

Поэтому, в случае возвращения к работе по модификации асфальтобетонных смесей, я бы воспользовался нашим опытом молекулярных гаджетов: синтезом соединений, включающих в свою структуру одновременно:

-пикомодуляторы (для повышения модуля упругости битумных смол);

- функциональных групп ПАВ с эффектом избирательного смачивания для "отбивки" воды;

- эмульгаторов;

- функциональные группы компатибилизаторов;

- функции адгезии к щелочным и кислым поверхностям минералов.

И возможно (как вариант) функционалов, реализующих образование реопексных элементов, с их характерно быстрым образованием реопексных структур за счёт межмолекулярных ван-дер-ваальсовых сил («Химическая энциклопедия» т.2, с. 112). Укатка за один проход даже легким катком (как из рыхлого снега легко лепится «снежок» за одно сжатие) и обеспечение получения высоко эластичных материалов (за счёт студня с коагуляционной структурой).

И, конечно, получение такого молекулярного гаджета - модулятора АБС -  я бы стал проводить с помощью  нашего алгоритма - графт -инверсионного преобразователя структур. В своей практике мы используем понятие "прививки" (графта) несколько шире, чем только: разветвленный сополимер, у которого основная цепь состоит из звеньев одного мономера, а к ней присоединяются боковые цепи из звеньев другого мономера, распространяя его и на явления, происходящие на границе раздела фаз (минералов, например, и связующих полимеров).

Просмотров: 59 | Теги: модификаторы асфальтобетонных смесе, ПАВ в асфальтобетоны, дорожная химия, добавки для дорожного строительства | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar