Сравнительный анализ процессов структурообразования асфальтовяжущих на основе высокодисперсных керамзитовых порошков

Исследованы особенности структурообразования асфальтового вяжущего, модифицированного высокодисперсным керамзитовым порошком. Изучена вязкость модифицированного асфальтовяжущего и формирование адсорбционного слоя битума на поверхности частиц минерального компонента при различных степенях наполнения в диапазоне температуры 100–180^оС. Проанализировано влияние воздействия керамзитового порошка на адсорбционную активность битума, адгезионную прочность битума с минеральным наполнителем и на сцепление асфальтовяжущего с минеральным заполнителем. Выявлено, что при взаимодействии битума с высокодисперсным керамзитовым порошком значительно повышается вязкость асфальтовяжущего и увеличивается толщина пленки битума на поверхности минеральных частиц при всех технологических температурах по сравнению со стандартным известняковым минеральным порошком, это определяется процессами избирательной диффузии низко-молекулярных углеводородов внутрь частиц керамзитового порошка, происходящими при его объединении с вяжущим. Модификация асфальтовяжущего керамзитовым порошком существенно повышает его адсорбционную активность и сцепление битума с минеральным заполнителем и адгезионную прочность на границе раздела фаз «наполнитель–битум». Это обусловливается не только физическим взаимодействием, но и наличием повышенного количества активных поверхностных центров адсорбции Льюиса и Бренстеда на поверхности частиц керамзита, что указывает на формирование химических связей.

С.О. КАЗАРЯН, старший преподаватель (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.Г. БОРИСЕНКО, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.Г. ЯГУБОВ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
К.Ф.А. ШУХАЙБ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Северо-Кавказский федеральный университет (355017, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1)

1. Коротаев А.П. Повышение качества асфальтобетона за счет использования пористого минерального порошка: Дис. … канд. техн. наук. Белгород, 2009. 169 с.
1. Korotaev A.P. Improving the quality of asphalt concrete by using porous mineral powder. Cand. Diss. (Engineering). Belgorod. 2009. 169 p. (In Russian).
2. Высоцкая М.А., Кузнецов Д.К., Барабаш Д.Е. Особенности структурообразования битумоминеральных композиций с применением пористого сырья // Строительные материалы. 2014. № 1–2. С. 68–71.
2. Vysotskaya M.A., Kuznetsov D.K., Barabash D.E. Peculiarities of structure formation of bitumen-mineral compositions with the use of porous raw materials. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2014. No. 1–2, pp. 68–71. (In Russian).
3. Ядыкина В.В. Управление процессами формирования и качеством строительных композитов с учетом состояния поверхности дисперсного сырья. М.: АСВ, 2009. 374 с.
3. Yadykina V.V. Upravlenie protsessami formirovaniya i kachestvom stroitel’nykh kompozitov s uchetom sostoyaniya poverkhnosti dispersnogo syr’ya [Control of the processes of formation and quality of construction composites taking into account the state of the surface of dispersed raw materials]. Moscow: ASV. 2009. 374 p.
4. Босхолов К.А. Асфальтобетон с применением активированных кремнеземсодержащих минеральных порошков: Дис. … канд. техн. наук. Улан-Удэ, 2007. 114 с.
4. Boskholov K.A. Asphalt concrete using activated silica-containing mineral powders. Cand. Diss. (Engineering). Ulan-Ude. 2007. 114 p. (In Russian).
5. Fan Li, Xiang Zhao, Xiao Zhang. Utilizing original and activated coal gangue wastes as alternative mineral fillers in asphalt binder: Perspectives of rheological properties and asphalt-filler interaction ability. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 365. 130069. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130069.
6. Kürşat Yıldız, Mert Atakan. Improving microwave healing characteristic of asphalt concrete by using fly ash as a filler. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 262. 120448/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120448.
7. Ning Liu, Liping Liu, Mingchen Li, Lijun Sun. Effects of zeolite on rheological properties of asphalt materials and asphalt-filler interaction ability. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 382. 131300. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131300
8. Clara E., Barra B.S., Teixeira L.H., Mikowski A., Hughes G.B., Nguyen M.-L. Influence of polymeric molecular chain structure on the rheological-mechanical behavior of asphalt binders and porous asphalt mixes. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 369. 130575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130575
9. Yinzhang He, Jiupeng Zhang, Bo Gao, Ling Wang, Yan Li, Fucheng Guo, Guojing Huang. Experimental investigation of the interface interaction between asphalt binder and mineral filler from the aspects of materials properties. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 393. 132094. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132094
10. Казарян С.О. Стабилизирующие добавки для щебеночно-мастичных асфальтобетонов на основе высокодисперсных пористых минеральных материалов // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2020. Вып. 1 (78). С. 149–156.
10. Kazaryan S.O. Stabilizing additives for crushed stone-mastic asphalt concrete based on highly dispersed porous mineral materials. Vestnik of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture. 2020. Iss. 1 (78), pp. 149–156. (In Russian).
11. Борисенко Ю.Г., Казарян С.О., Селимов М.А., Борисенко О.А. Физико-химические основы применения пористых минеральных порошков в битумоминеральных композициях // Дороги и мосты. 2016. Вып. № 35. С. 263–281.
11. Borisenko Yu.G., Kazaryan S.O., Selimov M.A., Borisenko O.A. Physicochemical bases for the use of porous mineral powders in bitumomineral compositions. Dorogi i mosty. 2016. Iss. 35, pp. 263–281. (In Russian).
12. Иноземцев С.С., Поздняков М.К., Королев Е.В. Исследование адсорбционно-сольватного слоя битума на поверхности минерального порошка // Вестник МГСУ. 2012. Вып. 11. С. 159–167.
12. Inozemtsev S.S., Pozdnyakov M.K., Korolev E.V. Investigation of the adsorption-solvate layer of bitumen on the surface of mineral powder. Vestnik MGSU. 2012. Iss. 11, pp. 159–167. (In Russian).
13. Патент РФ 2686340. Способ оценки сцепления битума с минеральным материалом. Ивкин А.С., Васильев В.В., Саламатова Е.В., Майданова Н.В., Кондрашева Н.К. Заявл. 06.08.2018. Опубл. 25.04.2019.
13. Patent RF 2686340. Sposob otsenki stsepleniya bituma s mineral’nym materialom [Method for evaluation of bitumen adhesion with mineral material]. Ivkin A.S., Vasil’ev V.V., Salamatova E.V., Maidanova N.V., Kondrasheva N.K. Declared 06.08.2018. Published 25.04.2019. (In Russian).
14. Борисенко Ю.Г., Казарян С.О. Особенности напряженно-деформированного состояния покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона, модифицированных керамзитовым порошком // Научный журнал строительства и архитектуры. 2019. № 3 (55). С. 36–43. DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.004
14. Borisenko Y.G., Kazaryan S.O. Features of the stress strain of ceramsite powder modified SMA pavements. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2019. Vol. 3 (55), pp. 36–43. (In Russian). DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.004
15. Чураев Н.В. Химия процессов массопереноса в пористых телах. М.: Химия, 1990. 272 с.
15. Churaev N.V. Khimiya protsessov massoperenosa v poristykh telakh [Chemistry of mass transfer processes in porous bodies]. Moscow: Khimiya. 1990. 272 p.