- •3. Природные каменные материалы
- •3.1. Классификация природных каменных строительных материалов
- •Главные породообразующие минералы. Структура и текстура горных пород
- •Классификация горных пород
- •3.4. Техническая характеристика основных горных пород как сырья для дорожно-строительных природных каменных материалов
- •Добыча и переработка горных пород
- •3.6. Виды природных каменных материалов и их применение
- •Грубообработанные каменные материалы и их применение
- •Блоки и камни
- •Камни и плиты для облицовки
- •Камни для гидротехнических сооружений
- •Дорожные каменные материалы
- •Каменные жаростойкие и кислотоупорные изделия
- •Способы защиты природных каменных материалов от разрушения
- •Транспортирование, приемка и хранение каменных материалов
- •12. Теплоизоляционные материалы и изделия
- •Общие сведения
- •Структура и свойства теплоизоляционных материалов
- •Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия
- •Органические теплоизоляционные материалы и изделия
- •13. Акустические материалы и изделия
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Звукоизоляционные материалы и изделия
- •13.3. Звукопоглощающие материалы и изделия
- •14. Органические вяжущие материалы
- •14.1. Определение и классификация.
- •14.2. Состав и структура органических вяжущих.
- •14.2.2. Каменноугольные вяжущие
- •14.3. Основные свойства органических вяжущих
- •14.3.1. Битумы нефтяные вязкие и твердые
- •Битумы нефтяные жидкие
- •14.3.3. Каменноугольные вяжущие
- •14.4. Производство нефтяных битумов.
- •14.5. Технология производства каменноугольных дегтей.
- •14.6. Совершенствование состава и структуры органических вяжущих
- •14.6.1. Улучшение качества нефтяных битумов
- •14.6.2. Совершенствование состава и структуры каменноугольных вяжущих.
- •14.7. Дорожные эмульсии.
- •14.8. Перевозка и хранение органических вяжущих и материалов
- •16. Укрепленные грунты
- •16.1. Определение и классификация укрепленных грунтов.
- •16.2. Теоретические основы укрепления грунтов.
- •16.3. Укрепление грунтов неорганическими вяжущими материалами.
- •16.4. Укрепление грунтов органическими вяжущими материалами.
- •16.5. Комплексное укрепление грунтов.
- •16.6. Проектирование составов смесей грунтов, укрепленных вяжущими
- •18.1. Общие сведения.
- •18.2. Основные компоненты лакокрасочных композиций.
- •18.2.1. Связующие (пленкообразующие) вещества.
- •18.2.2. Пигменты.
- •18.2.3. Растворители и разбавители.
- •18.2.4. Сиккативы.
- •18.3. Масляные и эмалевые краски.
- •18.4. Водные краски.
- •18.5. Грунтовки и шпатлевки.
- •18.6. Обмазки и замазки.
- •Общие сведения о строительных металлах, их строение и свойства
- •Виды и сортамент черных и цветных металлов, применяемых в строительстве
14.6.2. Совершенствование состава и структуры каменноугольных вяжущих.
Каменноугольные дегти характеризуются малым интервалом пластичности (менее 40°С), низкими температурами размягчения, отсутствием эластических свойств, склонностью к интенсивному старению. Это обусловлено малой поверхностью раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой, слабым межмолекулярным взаимодействием на поверхности раздела фаз, низкой температурой кипения компонентов гамма-фракции.
Эффективными способами регулирования адгезионно-когезионных свойств каменноугольных дегтей, эластичности дегтевяжущего вещества и обеспечения стабильности свойств дегтебетона являются:
- модификация каменноугольных дегтей полимерами - первичные отходы производства поливинилхлорида (фильтрационный кек, отсев) и полистирола (полистирольная пыль);
- одновременное воздействие на дисперсионную среду и дисперсную фазу дегтей комплексными добавками, состоящими из полимера и активного наполнителя (кубовые остатки дистилляции фталевого ангидрида, древесный гидролизный лигнин).
Первичный отход производства полистирола - полистирольная пыль - порошок белого цвета с размером частиц менее 0,63 мм. Образуется в процессе очистки маточного раствора, отделяемого от суспензионного полистирола на центрифугах. Влажность полистирольной пыли составляет 6-8%, плотность 1040-1060 кг/м3, насыпная средняя плотность 680-740 кг/м3.
При производстве поливинилхлорида первичными отходами являются отсев и фильтрационный пек - порошок от светло-розового до коричневого цвета со степенью деполимеризации 12-20%. Размеры его частиц находятся в пределах (6,3-63) 10-4 м. Фильтрационный пек образуется в процессе очистки маточного раствора, отделенного от кондиционного поливинилхлорида на центрифугах, а отсев - при рассеве высушенного полимера на мельничных ситах. Отсев представляет собой белый порошок с размерами зерен (6,3-63)*10-4 м. По своим физико-химическим свойствам, кроме гранулометрии, соответствует требованиям ГОСТ 14332-78.
Эффективными структурирующими дисперсными наполнителями маловязких дегтеполимерных вяжущих являются: древесный гидролизный лигнин и кубовые остатки дистилляции фталевого ангидрида.
Древесный гидролизный лигнин (ДГЛ) - отход спиртового и дрожжевого производства, получаемый в виде осадка при переработке хвойных и лиственных пород древесины методом гидролиза разбавленной серной кислотой. Представлен частицами размером от 0,01 до 1 см. Элементный состав технических лигнинов следующий, % по массе: С=59-67; Н=5,2-5,9; =0,09-0,5; остальное кислород. Лигнин - аморфное вещество, коричневого цвета, является полярным полимером, имеет трехмерное сетчатое строение. Среднечисленная молекулярная масса 1,1•10-4. При нагревании до 400-600°С он распадается, образуя смолу, лигниновый уголь, жидкие и газообразные продукты.
Гидролизный лигнин характеризуется содержанием следующих элементов, % по массе: гидроксильных групп - 2,8; метаксильных - 8,6; полисахаридов - 5,2; экстрактивных веществ (смолы, жиры, воски) - 13,6. Плотность 1450 кг/м3; пористость 33%; влажность - 0,4%; зольность - 5,8%.
Кубовые остатки дистилляции фталевого ангидрида представляют собой сухой мелкий порошок или глыбы аморфного материала, образующиеся при очистке фталевого ангидрида С8Н4О3 от примесей хинона в дистилляционной колонне и характеризуются плотностью 1400-1420 кг/м3, влажностью 2%, зольностью 7,8%, содержанием: С=62,2%, Н=3,1%, гидроксильных групп - 2,4 мг-экв/ч, карбоксильных групп - 1,1 мг-экв/ч.
Технология дегтеполимерных вяжущих заключается в следующем: каменноугольное вяжущее обезвоживают при температуре 100-110°С и перекачивают в котел, оснащенный вертикально установленной мешалкой пропеллерного или лопастного типа, обеспечивающей в месте введения в деготь полимера и дисперсного наполнителя турбулентность.
При получении дегтеполивинилхлоридных вяжущих следует применять дегти с вязкостью =150-200 с, а содержание полимера назначать 1,5-2,0%. При приготовлении дегтеполистирольного вяжущего в качестве модифицируемого вяжущего необходимо использовать дегти, характеризуемые вязкостью =10-30 с, а рациональное содержание полистирольной пыли в таких дегтях 1-2% по массе. Температура приготовления композиции 105-125°С. Время перемешивания 50-70 минут.
Общая схема структурообразования для систем деготь - полимер следующая. Процесс растворения и формирования термофлуктуационной пространственной поливинилхлоридной и полистирольной сетки проходит несколько последовательных стадий: капиллярная пропитка порошкообразного полимера; набухание; диспергирование зерен полимера на агрегатоглобулярные и глобулярные образования; разворачивание глобул полимера в вытянутые конформации; образование пространственной сетки полимера, обуславливающей свойства композиции и характеризующей структуру дегтеполимерного вяжущего.
Дегтеполимерное вяжущее характеризуется условной вязкостью =80-120 с, температура размягчения хрупкости минус 15°С. Эластичность при 0°С - 60-70%. Температура вспышки не ниже 150°С. Содержание водорастворимых соединений не более 0,2%.
Технология производства наполненных дегтеполимерных вяжущих, содержащих комплексные добавки, состоит в следующем. Их основу составляют каменноугольные дегти марок Д-1 - Д-5 или каменноугольная смола. В обезвоженное каменноугольное вяжущее, при непрерывном перемешивании, вводят 1-2% полистирольной пыли или первичных отходов производства поливинилхлорида (отсев, фильтрационный пек). Порошкообразные полимеры смешивают с дегтем в течение 25-35 мин при температуре 110-120°С. Затем в полученное маловязкое дегтеполимерное вяжущее вводят порошкообразный (размер частиц менее 70•10-6 м) активный дисперсный наполнитель и перемешивают их в течение 30-40 мин. Концентрация дисперсного наполнителя от 5 до 25% и зависит от марки дегтя.
Наполненные дегтеполимерные вяжущие по качеству приближаются к битумам: глубина проникания иглы пенетрометра при 25°С - 220-300, температура размягчения по КиШ 34-36°С, температура стеклования 6-13°С, эластичность при 0°С - 33-43%. Когезия таких вяжущих на порядок выше, чем традиционных органических вяжущих.
Дегтеполимерные вяжущие и наполненные дегтеполимерные вяжущие применяются для производства модифицированных дегтебетонных смесей (теплые и горячие).