Введение к работе
Актуальность работы. В связи с интенсификацией процессов переработки нефти, в битумном сырье неуклонно снижается доля гудро-нов, что заставляет прибегать к расширению ассортимента материалов применяемых в битумной производстве и отрицательно сказывается на качестве получаемых битумных материалов. Одним из перспективных направлений решения проблемы качества дорожных битумов представляется их модификация полимерными материалами. Введение небольших добавок полимера в битум позволяет существенно улучшить его эксплуатационные свойства, а также расширить его ресурсы. Несмотря на достигнутые большие практические результаты в данной области, применение модифицированных битумов существенно ограни-' чивается неразработанностью строгих критериев применения модификаторов, что предопределяет использование эмпирических подходов.
Таким образом, актуальность исследований по модификации нефтяных битумов полимерами обусловлена необходимостью разработки научно обоснованных критериев применения модификаторов для повышения эксплуатационных свойств дорожных битумов.
Работа выполнена в соответствии с Академической программой "Новые процессы углубленной и комплексной переработки минерального и вторичного сырья, нефти, угля".
Нелью работы является -является установление корреляции меялу физико-механическими свойствами асфальтобетонов и полимербитумных композиций (ПБК) на основе положений механики композиционных материалов; изучение процессов структурообразования в зависимости от содержания полимерного модификатора в вяжущем; разработка технологически приемлемого способа получения ПБК.
Научная новизна работы.' Впервые для количественной оценки и прогнозирования эксплуатационных свойств доромшх битумов, полимербитумных композиций и асфальтобетонов на их основе использованы положения механики .разрушения материалов. Предложны физико-механические критерии прочности асфальтобетонов и разработаны методы их' определения. Установлены корреляции между указанными критериями и эксплуатационными характеристиками, показывающие предпочтительность их использования перед стандартными. Поклзаьо, что физико-механические свойства полимербитумных композитов связаны с процессами структурообразования и зависят от размеров частиц дисперсной фазы. Установлена связь критической концентрации
структурообразования полимера с константой взаимодействия полимера с надмолекулярными структурами в битуме.
Практическая значение работы. На основе проведенных исследований разработана рекомендации по технологии получению полимерби-тумных композиций для дорогого строительства на асфадьтобитумньк заводах, которые внедрены в дорожностроительных организациях Томской и Кемеровской областях и Алтайском крае.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Определение критической концентрации структурообразования полимера по константе взаимодействия полимера с надмолекулярными структурами битума
Физико-механические критерии прочности асфальтобетонов на основе положений механики разрушения материалов.
Взаимосвязь физико-механических критериев прочности асфальтобетонов, размера частиц дисперсной фазы и реологических свойств полимербитумной композиции.
Рекомендации по технологии получения битумов, модифицированных атактическим полипропиленом.
. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на-
6 научно-технической конференции по смазочным материалам и битумам (lineвен, Болгария, 1987 г.);
Всесоюзной конференции по химии нефти (Томск, 1988 г.);
33 конференции по нефти (Братислава, 1988 г.);
Всесоюзной конференции по химии нефти (Томск, 1988 г.);
Региональной конференции Сибири и Дальнего Востока "Перспективы развития малотоннажной химии"(Красноярск, 1989 г.);
Всесоюзной конференции по проблемам комплексного освоения природных битумов и высоковязких нефтей (Казань, 1991г.);
- международной конференции по химии нефти (Томск, 1991 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 106 страницах машинописного текста, включая 24 рисунка, б таблиц и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 130 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов и шести приложений.