Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок
Изучены структурно-реологические свойства битумно-минеральных композиций, структурированных дефекатом — отходом сахарного производства. Проведен сравнительный анализ прочностных и вязкостных характеристик исследуемых битумно-минеральных композиций со свойствами битумов, модифицированных термоплас...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2008
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76068 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок / Н.П. Крутько, О.Н. Опанасенко, О.В. Лукша // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 551-555. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859913083883880448 |
|---|---|
| author | Крутько, Н.П. Опанасенко, О.Н. Лукша, О. В. |
| author_facet | Крутько, Н.П. Опанасенко, О.Н. Лукша, О. В. |
| citation_txt | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок / Н.П. Крутько, О.Н. Опанасенко, О.В. Лукша // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 551-555. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Изучены структурно-реологические свойства битумно-минеральных композиций, структурированных дефекатом — отходом сахарного производства.
Проведен сравнительный анализ прочностных и вязкостных характеристик
исследуемых битумно-минеральных композиций со свойствами битумов,
модифицированных термопластичными полимерами и полимерами природного происхождения. Установлено, что благодаря физико-химическому
взаимодействию дефеката с битумом происходит его структурирование с образованием органоминерального вяжущего. Сравнительный анализ свойств
битумов, структурированных дефекатом, со свойствами структурированных
полимербитумных композиций подтверждает вывод о целесообразности
применения дефеката при приготовленииасфальтобетонных смесей.
Вивчено структурно-реологічні властивості бітумно-мінеральних композицій, структурованих дефекатом — відходом цукрового виробництва. Виконано порівняльну аналізу міцностних та в’язкісних характеристик бітумномінеральних композицій, які досліджено, з властивостями бітумів, модифікованих термопластичними полімерами і полімерами природнього походження. Встановлено, що завдяки фізико-хімічній взаємодії дефекату з бітумом відбувається його структурування з утворенням органоінерального
в’яжучого. Порівняльна аналіза властивостей бітумів, структурованих дефекатом, з властивостями структурованих полімербітумних композицій
підтверджує висновок про доцільність використання дефекату при виготовленні асфальтобетонних сумішей.
Structural and rheological properties of the bituminous–mineral compositions
structured by defecator (sugar-production waste) are investigated. The comparative
analysis of strength and viscosity characteristics of bituminous–
mineral compositions under investigation and properties of the bitumens modified
by thermoplastic polymers and polymers of natural origin is carried out. As
revealed, due to physical and chemical interactions between the defecator and
bitumen, its structurization of composition takes place with formation of or-
ganic-mineral binding material. The comparative analysis of properties of the
bitumen structured by the defecator with properties of structured polymer–
bitumen compositions corroborates the conclusion that the use of the defecator
for preparation of asphaltic-cement concrete mixes would be appropriate.
Ключевые слова: битумные пленки, структурообразование, биту
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:03:08Z |
| format | Article |
| fulltext |
551
PACS numbers: 81.05.Rm, 81.07.Pr, 82.70.Kj, 83.10.Tv, 83.60.St, 83.80.Iz
Исследование структурно-реологических свойств
битумных пленок
Н. П. Крутько, О. Н. Опанасенко, О. В. Лукша
Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси,
ул. Сурганова, 9,
220072 Минск, Беларусь
Изучены структурно-реологические свойства битумно-минеральных компо-
зиций, структурированных дефекатом — отходом сахарного производства.
Проведен сравнительный анализ прочностных и вязкостных характеристик
исследуемых битумно-минеральных композиций со свойствами битумов,
модифицированных термопластичными полимерами и полимерами природ-
ного происхождения. Установлено, что благодаря физико-химическому
взаимодействию дефеката с битумом происходит его структурирование с об-
разованием органоминерального вяжущего. Сравнительный анализ свойств
битумов, структурированных дефекатом, со свойствами структурированных
полимербитумных композиций подтверждает вывод о целесообразности
применения дефеката при приготовлении асфальтобетонных смесей.
Вивчено структурно-реологічні властивості бітумно-мінеральних компози-
цій, структурованих дефекатом — відходом цукрового виробництва. Вико-
нано порівняльну аналізу міцностних та в’язкісних характеристик бітумно-
мінеральних композицій, які досліджено, з властивостями бітумів, модифі-
кованих термопластичними полімерами і полімерами природнього похо-
дження. Встановлено, що завдяки фізико-хімічній взаємодії дефекату з бі-
тумом відбувається його структурування з утворенням органо-мінерального
в’яжучого. Порівняльна аналіза властивостей бітумів, структурованих де-
фекатом, з властивостями структурованих полімербітумних композицій
підтверджує висновок про доцільність використання дефекату при виготов-
ленні асфальтобетонних сумішей.
Structural and rheological properties of the bituminous–mineral compositions
structured by defecator (sugar-production waste) are investigated. The com-
parative analysis of strength and viscosity characteristics of bituminous–
mineral compositions under investigation and properties of the bitumens modi-
fied by thermoplastic polymers and polymers of natural origin is carried out. As
revealed, due to physical and chemical interactions between the defecator and
bitumen, its structurization of composition takes place with formation of or-
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2008, т. 6, № 2, сс. 551–555
2008 ІÌÔ (Інститут металофізики
ім. Ã. В. Курдюмова НÀН України)
Надруковано в Україні.
Ôотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
552 Н. П. КРУТЬКО, О. Н. ОПÀНÀСЕНКО, О. В. ЛУКШÀ
ganic-mineral binding material. The comparative analysis of properties of the
bitumen structured by the defecator with properties of structured polymer–
bitumen compositions corroborates the conclusion that the use of the defecator
for preparation of asphaltic-cement concrete mixes would be appropriate.
Ключевые слова: битумные пленки, структурообразование, битумно-
минеральные композиции.
(Получено 29 августа 2006 г.)
1. ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей коллоидной химии и физико-химической меха-
ники является установление закономерностей получения материа-
лов с заданными свойствами. П. À. Ребиндером выделены две про-
блемы, необходимые для решения этой задачи: изучение физико-
химических закономерностей и механизма деформации и разруше-
ния твердого тела, а также исследование процессов структурообра-
зования в дисперсных системах [1]. В его работах было также уде-
лено особое внимание исследованию процессов структурообразова-
ния в нефтяных битумах.
Àнализ большого экспериментального и теоретического мате-
риала показал, что эта проблема до настоящего времени остается
актуальной. Одним из основных путей целенаправленного регули-
рования структурно-реологических свойств битумов является ис-
пользование добавок различной химической природы, структури-
рующих битумную матрицу [2]. Исследования структурно-реологи-
ческих характеристик композиций сводятся к описанию законо-
мерностей их течения и являются важнейшим инструментом, по-
зволяющим прогнозировать поведение материала в реальных усло-
виях его эксплуатации.
В данной работе представлены результаты структурно-реоло-
гических исследований битумных пленок, структурированных де-
фекатом — отходом сахарного производства.
Дефекат представляет собой подвижную тонкодисперсную массу
(d0,067 мм) серого цвета, влажность которой при образовании со-
ставляет 40–50%, а в отвалах снижается до 18–20%. В его состав
входят (% по массе): СаСО3 — 74, сахар — 2, пектиновые вещества
— 1,7, минеральные вещества — 22,3. Он является побочным про-
дуктом сахарного производства и образуется при очистке сахарных
стоков известью [3]. Проведен сравнительный анализ прочностных
и вязкостных характеристик исследуемых битумно-минеральных
композиций со свойствами битумов, модифицированных термопла-
стичными полимерами [4] и полимерами природного происхожде-
ния [5], широко используемыми в настоящее время.
СТРУКТУРНО-РЕОЛОÃИЧЕСКИЕ СВОЙСТВÀ БИТУÌНЫХ ПЛЕНОК 553
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Объекты исследований. Для исследований были приготовлены
композиции следующего состава: 1) битумдефекат1:1; 2) би-
тумдефекат1:0,5; 3) битумдефекат1:0,3.
Метод исследования. Реологические исследования битумно-мине-
ральных композиций проводили на ротационном вискозиметре «Ре-
отест-2» с использованием конусо-пластиночного измерительного
устройства, принцип работы которого основан на измерении вязко-
сти тонкой пленки материала, помещенной между соосными по-
верхностями и подвергнутой сдвигу.
Результаты и их обсуждение. На рисунке 1 приведены реологиче-
ские кривые течения битумно-минеральных композиций при 70С.
Значения структурно-реологических параметров исследуемых
битумно-минеральных композиций представлены в табл. 1.
На основании анализа рассчитанных реологических показателей
исследуемых битумно-минеральных смесей установлено, что вве-
дение в битум дефеката способствует увеличению его когезионных
свойств, характеризуемых величиной условного статического пре-
дела упругости Pk1. Этот показатель увеличивается в 4 раза по срав-
0 40000 80000 120000 160000 200000
0
150
300
450
600
750
900 Битум
Битум + дефекат = 1: 0,3
Битум + дефекат = 1: 0,5
Битум + дефекат = 1: 1
10-1Пa
Dr, с
-1
Рис. 1. Реологические кривые течения исходного битума и его композиций
с дефекатом при температуре 70С.
ТАБЛИЦА 1. Значения структурно-реологических параметров битумно-
минеральных композиций при Т70С.
Образец Pk1, 101 Па Pk2, 101 Па Pm, 101 Па 0, мПас
Битум 3268 — 54467 29441
Битумдефекат1:0,3 13072 25000 129632 117767
Битумдефекат1:0,5 19608 140000 193904 176651
Битумдефекат1:1 19608 135000 193904 176651
554 Н. П. КРУТЬКО, О. Н. ОПÀНÀСЕНКО, О. В. ЛУКШÀ
нению со значением для исходного битума уже для соотношения
компонентов битум:дефекат1:0,3. Дальнейшее увеличение кон-
центрации дефеката приводит к незначительным изменениям Pk1.
При сравнении показателей Рk2 — условного динамического преде-
ла текучести, показано, что введение в битум дефеката в количестве
0,3 частей практически не приводит к улучшению упруго-пластич-
ных свойств битумно-минеральных композиций. Увеличение со-
держания минерального компонента в битуме (до 0,5 частей) при-
водит к заметному изменению упруго-пластичных характеристик
системы. Показатель Рk2 для композиции «битумдефекат 1:0,5»
в 7 раз превосходит это значение для композиции «битум дефе-
кат1:0,3». Àналогичное влияние оказывает количество введенно-
го наполнителя и на изменения прочностных характеристик (Pm),
соответствующих предельному разрушению структуры.
На основании изучения структурно-реологических свойств би-
тумно-минеральных композиций, приготовленных с использовани-
ем дефеката, показано, что улучшение их свойств наблюдается в
следующем ряду: битумбитумдефекат (1:0,3)битум дефе-
кат (1:0,5)битумдефекат (1:1).
Значительное увеличение прочностных характеристик битума
при введении дефеката, обусловлено тем, что благодаря физико-
химическому взаимодействию дефеката с битумом происходит его
структурирование с образованием органоминерального вяжущего.
В качестве структурирующих добавок к битуму широко исполь-
зуются термопластичные сополимеры на основе этилена, и полиме-
ры природного происхождения (целлюлоза). В связи с этим, пред-
ТАБЛИЦА 2. Значения наибольшей вязкости неразрушенной структуры
ЭВÀ-модифицированных битумов при Т70С.
Этилен винилацетат (ЭВÀ)
Концентрация полимера, % 0, мПас
1 58000
3 117000
5 215000
ТАБЛИЦА 3. Значения структурно-реологических параметров целлюлоз-
но-битумных композиций при Т70С.
Образец/Исследуемый параметр Pk2, 101
Па Pm, 101
Па
Битумминеральный порошок1% целлюлозы № 1 48000 60000
Битумминеральный порошок1% целлюлозы № 2 28500 42000
Битумминеральный порошок1% целлюлозы № 3 37500 46000
СТРУКТУРНО-РЕОЛОÃИЧЕСКИЕ СВОЙСТВÀ БИТУÌНЫХ ПЛЕНОК 555
ставляет интерес провести сопоставительный анализ свойств биту-
мов, структурированных дефекатом, со свойствами структуриро-
ванных полимербитумных композиций.
В таблице 2 приведены значения наибольшей вязкости практи-
чески неразрушенной структуры (0) для ЭВÀ-модифицированных
битумов, определенные при Т70С. Сравнение вязкостных харак-
теристик композиций, приведенных в табл. 1 и 2, показало, что при
введении дефеката в битум при соотношении компонентов 1:0,5 и 1:1
значения 0 сопоставимы со значениями вязкостей композиций, со-
держащих 3–5% сополимеров ЭВÀ.
Кроме того, использование в качестве структурирующего напол-
нителя дефеката оказывает влияние на изменение прочностных и
упруго-пластичных свойств исходного битума, чем, например, вве-
дение в композицию целлюлозных волокон.
В таблице 3 приведены показатели динамического предела текуче-
сти (Рk2) и граничного напряжения, соответствующего предельному
разрушению структуры (Pm) для битумных композиций, приготов-
ленных на основе целлюлозных волокон различного типа. При срав-
нении показателей, приведенных в табл. 3, с данными, представлен-
ными в табл. 1, видно, что показатели, соответствующие пределу те-
кучести и предельному разрушению структуры для композиций на
основе дефеката в 3–5 раз превышает эти же показатели для целлю-
лозно-битумных композиций (ЦБК).
Таким образом, на основании проведенных исследований показа-
на возможность использования в качестве структурирующей добав-
ки в битумы отхода сахарного производства — дефеката. Сравни-
тельный анализ свойств битумов, структурированных дефекатом, со
свойствами структурированных полимербитумных композиций под-
тверждает вывод о целесообразности применения дефеката при при-
готовлении асфальтобетонных смесей.
Проведены опытно-промышленные испытания битумно-минера-
льных смесей на основе дефеката. Ìониторинг опытного участка по-
казал, что состояние дорожного покрытия является удовлетвори-
тельным — разрушений не наблюдается.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. И. Н. Влодавец, Журнал физической химии, 73, № 10: 1735 (1999).
2. Н. Ì. Руденская, À. В. Руденский, Реологические свойства битумов (Ìоск-
ва: 1967).
3. Справочник отходов производственных предприятий Белорусской ССР,
используемых для выпуска строительных материалов (Ìинск: 1988), т. 2.
4. О. В. Лукша, Н. П. Крутько, О. Н. Опанасенко, Л. В. Овсеенко, Весцi
НАН Беларусi. Сер. хiм. навук, № 3: 12 (2005).
5. О. В. Лукша, Весцi НАН Беларусi. Сер. хiм. навук, № 5: 66 (2005).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-76068 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:03:08Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Крутько, Н.П. Опанасенко, О.Н. Лукша, О. В. 2015-02-07T17:10:55Z 2015-02-07T17:10:55Z 2008 Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок / Н.П. Крутько, О.Н. Опанасенко, О.В. Лукша // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 2. — С. 551-555. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 81.05.Rm, 81.07.Pr, 82.70.Kj, 83.10.Tv, 83.60.St, 83.80.Iz https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76068 Изучены структурно-реологические свойства битумно-минеральных композиций, структурированных дефекатом — отходом сахарного производства. Проведен сравнительный анализ прочностных и вязкостных характеристик исследуемых битумно-минеральных композиций со свойствами битумов, модифицированных термопластичными полимерами и полимерами природного происхождения. Установлено, что благодаря физико-химическому взаимодействию дефеката с битумом происходит его структурирование с образованием органоминерального вяжущего. Сравнительный анализ свойств битумов, структурированных дефекатом, со свойствами структурированных полимербитумных композиций подтверждает вывод о целесообразности применения дефеката при приготовленииасфальтобетонных смесей. Вивчено структурно-реологічні властивості бітумно-мінеральних композицій, структурованих дефекатом — відходом цукрового виробництва. Виконано порівняльну аналізу міцностних та в’язкісних характеристик бітумномінеральних композицій, які досліджено, з властивостями бітумів, модифікованих термопластичними полімерами і полімерами природнього походження. Встановлено, що завдяки фізико-хімічній взаємодії дефекату з бітумом відбувається його структурування з утворенням органоінерального в’яжучого. Порівняльна аналіза властивостей бітумів, структурованих дефекатом, з властивостями структурованих полімербітумних композицій підтверджує висновок про доцільність використання дефекату при виготовленні асфальтобетонних сумішей. Structural and rheological properties of the bituminous–mineral compositions structured by defecator (sugar-production waste) are investigated. The comparative analysis of strength and viscosity characteristics of bituminous– mineral compositions under investigation and properties of the bitumens modified by thermoplastic polymers and polymers of natural origin is carried out. As revealed, due to physical and chemical interactions between the defecator and bitumen, its structurization of composition takes place with formation of or- ganic-mineral binding material. The comparative analysis of properties of the bitumen structured by the defecator with properties of structured polymer– bitumen compositions corroborates the conclusion that the use of the defecator for preparation of asphaltic-cement concrete mixes would be appropriate. Ключевые слова: битумные пленки, структурообразование, биту ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок Research of Structural and Rheological Properties of Bitumen Films Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок Крутько, Н.П. Опанасенко, О.Н. Лукша, О. В. |
| title | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| title_alt | Research of Structural and Rheological Properties of Bitumen Films |
| title_full | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| title_fullStr | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| title_full_unstemmed | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| title_short | Исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| title_sort | исследование структурно-реологических свойств битумных пленок |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76068 |
| work_keys_str_mv | AT krutʹkonp issledovaniestrukturnoreologičeskihsvoistvbitumnyhplenok AT opanasenkoon issledovaniestrukturnoreologičeskihsvoistvbitumnyhplenok AT lukšaov issledovaniestrukturnoreologičeskihsvoistvbitumnyhplenok AT krutʹkonp researchofstructuralandrheologicalpropertiesofbitumenfilms AT opanasenkoon researchofstructuralandrheologicalpropertiesofbitumenfilms AT lukšaov researchofstructuralandrheologicalpropertiesofbitumenfilms |