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




13.10.2019


13.10.2019


10.10.2019


10.10.2019


09.10.2019


08.10.2019


08.10.2019


08.10.2019


06.10.2019


06.10.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Физико-технические свойства мезоструктуры асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Физико-технические свойства мезоструктуры асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

29.03.2016


При осуществлении высоковольтной активации коронным разрядом минерального порошка (МП) типами и режимами обработки достижима регулировка энергетического состояния поверхности МП. Последствия от высоковольтной обработки МП сказываются на процессах структурообразования асфальтобетонов, в частности его мезоструктуры. Наличие этих изменений достижимо различиями в энергонагружении минерального порошка при высоковольтной активации и временем непосредственной обработки.
В табл. 5.4 приведены данные по влиянию условий энергонагружения на обрабатываемый минеральный порошок на свойства мезоструктуры асфальтобетона. Условия энергонагружения изменялись типами высоковольтной активации:
- импульсный пробой минерального порошка при напряжении 233 кВ в течение времени обработки 60 мин;
- импульсный коронный разряд при амплитуде на рабочем коронирующем проводнике, равной 233 кВ, в течение 60 мин;
- высоковольтная активация минерального порошка коронным разрядом постоянного напряжения.
Во всех случаях полярность рабочего проводника положительная (коронный разряд положительный).
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Данные табл. 5.4 свидетельствуют о регулировании свойств мезоструктуры асфальтобетона различными типами технологий энергонагружения объекта активации. Следует обратить внимание на то, что регулирование свойств носит избирательный характер, связанный, по всей видимости, с различием механизмов воздействия на объект обработки при различных типах энергонагружения.
Временной фактор активации высоковольтными электрическими разрядами компонентов мезоструктуры (табл. 5.5) отражается аналогично как на свойствах данной структуры, так и микроструктуры.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Из данных табл. 5.5 видно, что основные изменения прочности свойств протекают при времени активации в пределах 10 мин.
Практически важным является установленное изменение свойств асфальтобетона при высоковольтной обработке коронным разрядом твердой фазы, занимающей промежуточное значение по удельной поверхности среди минеральных компонентов бетона на органической основе.
Результаты экспериментальных исследований прочностных свойств горячего асфальтобетона, приготовленного на активированном в различных временных режимах песке и условиях последующего смещения, приведены в табл. 5.6. Высоковольтная активация осуществлена при знакопеременном высоком напряжении на коронирующем рабочем проводнике.
Из представленных данных табл. 5.6 следует, что изменение времени активации песка, при прочих равных условиях, позволяет регулировать прочностные свойства асфальтобетона. Время предварительной выдержки активированного песка до смешения с минеральными компонентами и битумом (ресурс активации) приводит к изменению прочностных свойств асфальтобетона.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Причем влияние времени предварительной выдержки до смешения в большей степени сказывается при меньшем времени обработки на прочностных свойствах образцов при длительном водонасыщении.
Установленные выше данные по изменению физико-механических свойств мезоструктуры асфальтобетона при различных типах активации высоковольтным коронным разрядом свидетельствуют о возможной зависимости изменения свойств от объекта активации, включая смесь в целом.
Физико-механические свойства песчаного асфальтобетона при высоковольтной активации каждого из его компонентов высоковольтным разрядом при постоянном типе короны приведены в табл.5.7.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Из данных табл. 5.7 видно, что в зависимости от обрабатываемого высоковольтным коронным разрядом компонента или смеси в целом имеют место различия в прочностных свойствах асфальтобетона. Применение технологии высоковольтной активации коронным разрядом минеральных компонентов обеспечивает направленное и избирательное улучшение свойств асфальтобетона. При повышенных требованиях к сдвигоустойчивости асфальтобетона следует реализовать режим высоковольтной активации коронным разрядом одновременно смеси минерального порошка с песком (табл. 5.7). При повышенных требованиях к трещиностойкости асфальтобетона необходима высоковольтная активация только минерального порошка или смеси в целом.
Повышенная величина поверхностной энергии минерального компонента при его высоковольтной активации коронным разрядом предопределяет возможность снижения расхода битума при производстве асфальтобетонных смесей на активированных компонентах.
Физико-механические свойства мезоструктуры асфальтобетона при различном содержании битума и активации отрицательным коронным разрядом только самого крупного минерального компонента (песка) приведены в табл. 5.8.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Из данных табл. 5.8 видно, что исследуемые физико-технические свойства асфальтобетонов, приготовленных на активированной песчаной фракции, существенно лучше свойств контрольной серии. Различие особенно ощутимо в прочности водонасыщенных образцов. Обращают на себя внимание лучшие показатели с меньшим содержанием битума (4,8 %) при высоковольтной активации по сравнению с контрольной серией, содержащей битум в количестве 5,2 %.
Физико-механические свойства асфальтобетона при высоковольтной активации коронным разрядом только песчаной фракции мезоструктуры отвечают требованиям ГОСТ 9128-2009 при содержании битума в смеси 4,8, 5,0 и 5,2 %, что существенно меньше интервала содержания битума, рекомендуемого этим же стандартом для данного типа смеси (6-9 % по массе).
На всех уровнях взаимодействия органического вяжущего с поверхностью минерального заполнителя важной структурообразующей единицей является контактная зона и перколяционные процессы, протекающие в пленке битума на границе контакта с минеральной поверхностью. Отмечается, что устойчивость асфальтового бетона к воздействию климатических факторов определяется, в основном, прочностью именно структурированного слоя. В случае активации поверхности минерального порошка эти условия затруднены, что связывается с более «кристалличной» структурой ассоциатов органического вяжущего (рис. 5.9), образовавшихся при больших значениях сил электростатического взаимодействия парамагнитных центров асфальтенов с поверхностью минерального порошка в технологии высоковольтной активации его коронным разрядом.
На рис. 5.10 представлены кривые изменения удлинения образцов асфальтобетона, активированных и неактивированных при изменении температуры. Электризация поверхности минерального заполнителя в поле коронного разряда понижает температуру стеклования асфальтового бетона до минус 38 °C по сравнению с температурой стеклования неактивированных минеральных заполнителей минус 32 °С, т. е. разница в температуре составляет 6 °C в сторону повышения долговечности асфальтовых бетонов с электризованной минеральной поверхностью.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Циклическое замораживание-оттаивание асфальтового бетона под воздействием сезонного изменения погодных факторов приводит к постепенному растрескиванию и разрушению покрытий. Влияние сезонного замораживания-оттаивания образцов асфальтового бетона типа Г (рис. 5.11) показало, что, имея меньшую первоначальную прочность на сжатие, неактивированные образцы после 10 циклов замораживания-оттаивания имеют прочность на 15-20 % ниже активированных.
Физико-технические свойства мезоструктуры  асфальтобетона при высоковольтной технологии активации компонентов

Водонасыщение активированных образцов ниже и в процессе замораживания-оттаивания постепенно снижается в процентном отношении.
Такое различие в поведении активированных и неактивированных образцов связано с тем, что распределение компонентов битума отличается от распределения в системе свободного битума. Асфальтены под влиянием поверхностных сил минерального материала концентрируются вблизи поверхности как наиболее полярные компоненты, а масла создают защитную пленку на поверхности структурированной зоны. Внутренние поверхности контакта разнородных составляющих композита (переходная область, в пределах которой происходит физико-химическое и механическое взаимодействие между ними) играют особую, а подчас и определяющую роль в получении материала с требуемым комплексом свойств.