Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017





Яндекс.Метрика
         » » Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

29.11.2015

Основное преимущество синтетических материалов — возможность управления их физико-механическими, структурными, конструктивными и другими свойствами. На современном этапе развития наука и практика создали различные виды и классы полимеров, которые обладают ценными для дорожного строительства свойствами, к которым относятся, высокая механическая прочность отдельных видов полимеров и пластмасс; хорошие термо- и гидроизоляционные свойства; большая химическая стойкость в различных климатических условиях; хорошие фрикционные свойства; высокие клеющие свойства некоторых видов полимеров; способность гасить вибрацию; способность образовывать тонкие пленки и волокна, характеризующиеся высокой прочностью, деформативностью и долговечностью и т. д.
В настоящее время работы по исследованию полимеров для дорожного строительства ведутся по трем основным направлениям:
- создание принципиально новых целенаправленных полимеров;
- исследование новых путей и возможностей использования ранее созданных полимеров;
- получение полимеров из отходов и побочных продуктов химической, нефтехимической, коксохимической и других промышленностей с целью повышения экономической эффективности их использования.
За предшествующие годы уже сложились некоторые направления и пути использования полимеров в дорожном хозяйстве страны. Среди них можно выделить следующие.
1. Использование полимеров при ремонте дорожных покрытий. Для этих работ чаще всего используют эпоксидные смолы. Из них изготавливают эпоксидно-тиоколовые, эпоксидно-каучуковые, эпоксидно-полиэфирные связующие, прочность которых при склеивании цементобетонов и пластбетонов превышает прочность цементобетона. Для снижения стоимости этих связующих их используют совместно с другими вяжущими. Одним из лучших и недорогих компонентов является каменноугольная смола. Максимально допустимым соотношением между эпоксидной и каменноугольной смолой следует считать 30 70. Эпоксидные смолы применяют для ремонта дорог в смеси с песком, при соотношении 4:1. При ремонте цементобетонных покрытий технологичным является полиметилметакрилат, который можно приготавливать на стройплощадке. Процесс приготовления раствора складывается из перемешивания жидкого акрилата с отвердителем песком или щебнем. Прочность при сжатии сформировавшегося материала 800—1000 кгс/см2, а при растяжении при изгибе — 250—300 кгс/см2 При производстве работ необходимо иметь в виду, что укладка Должна быть закончена не позднее, чем через 20 мин с начала затворения. Свойства приготавливаемого материала способствуют проведению работ в такие сроки, так как материал пластичный, легко подвижный и т. п.
2. Использование полимеров для гидрофобизации и укрепления грунтов.
3 Использование полимеров для устройства тепло- и гидроизоляционных слоев дорожных конструкций.
Для регулирования водно-теплового режима дорожных конструкций в отечественной и мировой практике используют различные следуют какую-то одну основную цель и несколько сопутствующих или второстепенных целей. Так, полимеры, предназначенные для теплоизоляции, частично служат и как гидроизоляционные, но основной целью у одних является обеспечить теплоизоляцию, у других — гидроизоляцию.
При строительстве дорожных одежд с использованием местных материалов может возникнуть необходимость в решении той и другой задачи.
Наиболее распространенными полимерами, используемыми для теплоизоляции в дорожных конструкциях, являются: пенополистиролы, пенополивинилхлориды, пенополиуретаны, пенофенопласты, мипоры. Это пенообразные материалы на основе различных полимеров с легкими наполнителями, каковыми являются газы, минеральные волокна, бумага, ткань и т. п. Благодаря замкнуто-ячеистому строению эти материалы обладают высокими теплоизоляционными свойствами, незначительным водопоглощением и достаточной прочностью. Широко применяют пенопласты для устройства теплоизоляционных прослоек в США, ФРГ, Швеции, Швейцарии, Австрии.
В дорожном строительстве в России наибольшее распространение получили такие теплоизоляционные материалы, как пенопласты на основе полистирола и полиуретана, вспучиваемые на месте или укладываемые в дело в виде отдельных плит, а также легкие бетоны на основе вспученных гранул полистирола и битумокерамзитные смеси
Основные свойства пенопластов зависят от исходного полимера, его структуры и объемной массы, вида и количества вводимых добавок, технологии изготовления. Такие пенопласты получают на основе синтетических термопластичных и термореактивных смол — полистирола (пенополистирола), поливинилхлорида, полиуретана, фенолоформальдегидных и мочевиноформальдегидных.
Основными материалами для производства пенополистирола являются полистирол и вспенивающие вещества. При получении пенополистирола применяют эмульсионный полистирол (мелкий порошок), а также бисерный полистирол (зерна окатанной формы), содержащий в своем составе вспенивающее вещество (изопентан).
В нашей стране на основе полистирола выпускают пенопласты марок ПС-1 и ПС-4 (МРТУ-6-05-;1178-69), ПСБ-С и ПСБ (ГОСТ 15558—70). Такие пенопласты обладают высокой водостойкостью, биостойкостью, их можно использовать при температурах от -60 до +70° С.
Основные свойства пенополистиролов представлены в табл. 64.
Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

Другой тип пенопластов получают на основе полиуретанов при перемешивании с полиэфиром, диизоцианатом и водой в присутствии катализаторов и эмульгаторов. Пенополиуретаны изготавливают в виде листов и рулонов. Они бывают жесткие и эластичные. Жесткие пенополиуретаны холодного вспенивания можно разливать на месте производства работ. Основные свойства пенополиуретанов приведены в табл. 65.
Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

Из анализа отечественного и зарубежного опыта применения пенопластов в дорожных одеждах следует, что теплоизоляционные слои целесообразно устраивать из пенопластов с объемной массой свыше 30 кг/м3 и пределом прочности при сжатии не менее 1,5 кгс/см2.
Свойства различных пенопластов, выпускаемых отечественной промышленностью, которые можно использовать для устройства теплоизоляционных слоев в дорожных одеждах, представлены в табл. 66.
Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

По этим же данным, теплоизоляционные слои толщиной 5 см из пенополистирола, пенополиуретана и других достаточны для предохранения дорожных одежд от пучин при 1100 отрицательных градусо-суток за зиму.
Наиболее перспективными для дорожников являются теплоизоляционные слои из мелкого бетона на основе искусственных заполнителей из вспученных гранул полистирола (стиропорбетон). Незначительное водопоглощение гранулами полистирола (в сотни раз меньше, чем у таких традиционных легких заполнителей, как вермикулита, перлита и в десятки раз меньше, чем у керамзита, аглопорита, шлаковой пемзы и т. п.) приводит к стабильности коэффициента теплопроводности при изменении влажности окружающей среды, что выгодно отличает гранулы полистирола от наиболее легких минеральных заполнителей. He менее важным преимуществом гранул полистирола можно считать тот факт, что их можно вспучивать непосредственно на цементобетонном заводе при приготовлении смеси стиропорбетона, что значительно сократит объем перевозок заполнителя.
Многие свойства стиропорбетона зависят от его объемной массы. которая может изменяться в пределах 450—1100 кг/м3. Значительный объем исследований по применению стиропорбетона в дорожном строительстве выполнен в МАДИ.
Для улучшения свойств стиропорбетона рекомендуется предварительно обрабатывать гранулы полистирола раствором водорастворимых полимеров типа эпоксидных смол, каучуковых латексов, поливинилацетатной эмульсии, жидкого стекла и т. п. Лучшие результаты достигаются при применении эпоксидной смолы в количестве 1 кг на 1 м3 гранул полистирола. Для снижения стоимости стиропорбетона используют отходы жестких пенопластов после их размельчения до размеров щебня крупностью 5—30 мм. Таким образом, легкий бетон на щебне из пенопластов по своим физикомеханическим и теплофизическим свойствам эквивалентен стиропорбетону на вспученных гранулах полистирола, но более экономичен за счет, использования вместо полистирольных гранул отходов жестких пенопластов. МАДИ совместно с Владимирским химическим заводом разработали Временные технические условия на приготовление щебня пенопластов марок ПХВ-1, ПХВ-2, ПС-1, ПС-4 ТУ-6-05-021.
Краткая характеристика стиропорбетона на щебне из отходов пенопласта представлена в табл. 67.
Синтетические смолы и пути их использования в дорожном строительстве

Наиболее распространенными полимерами, используемыми для гидроизоляционных прослоек в дорожных конструкциях, являются полиэтилены, полипропилены, нейлоны, полиэфирные смолы и им подобные материалы. Чаще всего для создания гидроизоляционных материалов используются не чистые полимеры, а в составе с битумами, каменноугольными дегтями, пеками и т. п. На основе этих материалов промышленность выпускает изол, ГМП, полиэтиленовые и полихлорвиииловые пленки, которые применяются в опытном, а иногда и массовом строительстве дорог в качестве гидроизоляционных материалов.
4. Использование полимеров при строительстве цементобетонных конструкций на автомобильных дорогах для устройства швов и ухода за свежеуложенным бетоном весьма перспективно, но выходит за пределы тематики данной книги.