ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ В КАЧЕСТВЕ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК ДЛЯ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) – это рационально подобранная смесь из минеральных материалов (щебня, песка и минерального порошка), дорожного битума и стабилизирующей добавки. Основной каркас состоит из щебня, в котором все пустоты между щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком минерального порошка и стабилизирующей добавки. Отличием от обычных асфальтобетонов является повышенное содержание щебня и битума. Для того, чтобы предотвратить стекание вяжущего во время транспортировки и укладки смеси в состав ЩМА вводятся стабили­зирующие добавки.

В настоящее время существуют различные виды стабилизирующих добавок, пригодных для изготовления щебеночно-мастичного асфальто­бетона и улучшающих качество асфальтобетонных покрытий.

Стабилизирующие добавки подразделяются на виды: целлюлоза, асбест, резина и полимеры (рис. 1).

Наибольшее распространение получили стабилизирующие добавки на основе целлюлозы, выпускаемые в виде фибриллированных волокон и гранул.

Известны работы В.В. Ядыкиной и А.И. Траутваин. Использование стабилизирyющих добавок на оснoве целлюлозно-бумажных отходов позволяет получить щебеночно-мастичный асфальтобетон с опти­мальным сочетанием физико-меxанических свойств. Вследствие этого одновременно снижаются водонасыщение, показатель стекания вяжущего и как следствие липкость. Целлюлозно-бумажные отходы являются общедоступными и недорогие по стоимости материалы [12].

Рисунок 1. Виды стабилизирующих добавок [5]

Существует патент Российской Федерации № 2348662, где стабилизатор представляет собой гранулы волокон целлюлoзы, содержащие окисленный атактический полипропилен. Использование такого стабилизатора обеспечивает стабильность смеси при хранении и транспортировке. Обеспечивает более высокий уровень адгезионных свойств битума или битумного вяжущего с минеральными компо­нентами смеси при приготовлении щебеночно-мастичного асфальта, повышает водостойкость без предварительной модификации битума [8].

В работах А.М. Мухаметханова и О.К. Нугманова в качестве стабилизирующей добавки использовали полуцеллюлозу, полученную из травянистых растений. Полученные данные свидетельствуют, что такие волокна соответствуют требованиям ГОСТ 31015-2002 и высту­пают в качестве стабилизирующей добавки для ЩМА в натуральном или же гранулированном виде, в качестве которого могут использоваться кубовые остатки дистилляции жирных кислот [6].

Разработанный М.В. Севостьяновым проект ресурсосберегающего технологического комплекса позволяет не только перерабатывать много­численные отходы производства, но и производить востребованный на рынке продукт – гранулированную стабилизирующую добавку из целлюлозно-бумажных отходов. Эти стабилизирующие добавки были применены на отдельных участках дорог Белгородской области. Осмотр опытных участков показал, что дефектов на асфальтобетонном покрытии не обнаружено. Результаты испытаний уложенной смеси и вырубок асфальтобетона из покрытия полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 31015–2002, предъявляемым к ЩМА [9].

Одним из видов модификации целлюлозы является получение микрокристаллической целлюлозы (МКЦ). А.М. Оев и С.А. Оев [7] проводили исследование с целью получения МКЦ путем обработки раствором соляной и серной кислоты. Исследования показали, что наличие большого количества гидроксильных групп в полимерных цепях МКЦ обеспечивает высокую связывающую способность, придает заготовкам большую прочность, что позволяет получить щебеночно-мастичный асфальтобетон с улучшенными показателями физико-механических свойств.

Модифицирование гранулированной стабилизирующей добавки из отходов целлюлозно-бумажной промышленности гелем с волокнами из микроцеллюлозы положительно влияет на физико-механические характеристики ЩМА [11].

Применение природного волластонита в виде армирующей и стабилизирующей добавки в составе ЩМА привела к повышению прочности, водостойкости, устойчивости и эксплуатационных характе­ристик образцов [10].

Ю.Г. Борисенко и С.О. Казарян исследовали применение высоко­дисперсных отсевов дробления керамзита в качестве стабилизирующей добавки для щебеночно-мастичных асфальтобетонов. Выявлена высокая адсорбционная активность и структурирующая способность высоко­дисперсных отсевов дробления керамзита в битумном вяжущем [2, 4]. Также авторы исследования сделали заключение о перспективности использования порошков цеолита и перлита в качестве наполнителей эффективных асфальтовяжущих [3].

На основе керамзита в качестве минерального порошка асфальтобетона известна работа Солдатова А.А. и Борисенко А.Ю [1]. По физико-механическим и эксплуатационным характеристикам значительно превосходит аналогичные известные асфальтобетоны.

Таким образом, исходя из проведенного литературного обзора установлено, что высокодисперсные добавки благодаря своей высокопористой структуре и сорбционной способности удерживают битум от стекания. Применение высокодисперсных материалов в качестве стабилизирующих добавок для ЩМА будет способствовать повышению физико-механических характеристик строительного компо­зита, а также позволит снизить стоимость производства ЩМА.

Список литературы:

1. Борисенко А.Ю. Битумно-минеральные композиции, модифицированные высокодисперсными отсевами дробления керамзита / Борисенко А.Ю., Солдатов А.А., Яшин С.О. // Строительные материалы. - 2009. - № 1. - С. 60-61.
2. Борисенко Ю.Г. Применение порошковых отсевов дробления керамзита в составах ЩМA / Ю.Г. Борисенко, С.О. Казарян, Борисенко А.Ю. // Тенденции формирования науки нового времени. – 2014. – С.61-65.
3. Борисенко Ю.Г. Щебеночно-мастичные асфальтобетоны модифицированные выскодисперсными отсевами дробления керамзита и перлита / Ю.Г. Борисенко, М.Ч. Ионов, С.О. Казарян, Е.В. Гордиенко. // Строительные материалы. – 2014. – N 1-2. – С. 72-74.
4. Борисенко Ю.Г. Эффективность применения стабилизирующих добавок из порошковых пористых материалов в щебеночно-мастичном асфальто­бетоне / Ю.Г. Борисенко, С.О. Казарян, Е.В. Ресть. // Наука. Инновации. Технологии. – 2013. – № 3. – С. 49-56.
5. Костин В.И. Щебеночно-мастичный асфальтобетон для дорожных покрытий. Учебное пособие по курсу ≪Новые технологии в дорожном строительстве≫ для студентов специальности 270205 – ≪Автомобильные дороги и аэродромы≫ и слушателей системы дополнительного профессионального образования. / – Н. Новгород, издание ННГАСУ, 2009. - 65 с.
6. Мухаметханов А.М. Стабилизирующая армирующая добавка на основе травяной целлюлозы для щебеночно-мастичного асфальтобетона / А.М. Мухаметханов, О.К. Нугманов. // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. – 2010. – № 2 (14). – С. 255-260.
7. Оев А.М. Стабилизирующая добавка из хлопковой целлюлозы для щебнемастичного асфальтобетона / А.М. Оев, С.А. Оев. // Вестник Таджикского технического университета. 2009. – Т. 4. – № 4. – С. 62-64.
8. Пат. № 2348662С2, Российская Федерация. Cтабилизатор для щебеночно-мастичного асфальтобетона / Киселев М.А., Воронин А.Н., Веник В.Н., Эфа А.К., Базуев В.П. // заявл. 28.02.2007, опубл.10.03.2009.
9. Севостьянов М.В. Ресурсосберегающий технологический комплекс для производства гранулированных стабилизирующих добавок щебеночно-мастичного асфальтобетона / М.В. Севостьянов, Т.Н. Ильина, И.А. Кузнецова, А.В. Осокин, И.Г. Мартаков. // Вестник ТГТУ. – 2016. – Том 22. – № 2. – с. 272-279.
10. Хасанов Н.М. Применение природного волластонита в качестве армирующей и стабилизирующей добавки в составе ЩМА / Н.М. Хасанов, Р.Х. Сайрахмонов, М.А. Сулейманова // Вестник гражданских инженеров – 2016 – №3 – 2016. с. 181-186.
11. Ядыкина В.В. Использование микроцеллюлозы в составе щебенечно-мастичного асфальтобетона. / В.В. Ядыкина, А.М.Гридчин, А.И. Траутваин, А.В. Нефедов // Промышленное и гражданское строительство. – 2014. – № 8. – С. 38-42.
12. Ядыкина В.В. Cтабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона на основе отходов целлюлозно-бумажной промышленности / В.В. Ядыкина, С.С. Тоболенко, А.И. Траутваин. // Известия вузов. Строительство. – 2015. – № 2. – C.31-36.