Размещено на http://www.allbest.ru/

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

УДК 625. 859. 3

05.23.05 - будівельні матеріали та вироби

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Технологічне та експлуатаційне старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів та способи їхнього уповільнення

Гуляк Денис Вячеславович

Макіївка - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг Донбаської національної академії будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Братчун Валерій Іванович, Донбаська національна академія будівництва і архітектури, завідувач кафедри технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, професор Золотарьов Віктор Олександрович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри технології дорожньо-будівельних матеріалів;

- кандидат технічних наук, доцент Гончаренко Валентин Валентинович, Горлівський автомобільно-дорожній інститут Донецького національного технічного університету, доцент кафедри проектування доріг та штучних споруд.

Захист дисертації відбудеться "16" вересня 2010 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.085.01 Донбаської національної академії будівництва і архітектури (86123, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2, навчальний корпус №1, зала засідань).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської національної академії будівництва і архітектури (86123, Донецька обл., м. Макіївка, вул. Державіна, 2).

Автореферат розісланий "10" серпня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Я.В. Назім.

Анотація

Гуляк Денис Вячеславович. Технологічне та експлуатаційне старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів та способи їхнього уповільнення.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2010 р.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному встановленню закономірностей фізико-хімічних процесів старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортування до місця укладання в конструктив дорожнього одягу, знаходження в умовах експлуатації і розробці способів уповільнення процесів старіння та підвищення довговічності дорожніх дьогтебетонних покриттів.

З використанням методу експериментально-статистичного моделювання встановлено визначальну роль температури приготування на інтенсивність технологічного старіння дьогтебетонної суміші, вплив якої на порядок вище від часу приготування суміші. Інтенсивність технологічного старіння гарячих дьогтебетонних сумішей не залежить від складу дисперсійного середовища в'яжучого (кам'яновугільна смола або антраценове масло).

Інтенсивність старіння на кварцовому мінеральному порошку суттєво вище, ніж на вапняковому. З підвищенням температури приготування суміші температурний інтервал ущільнення зміщується від 70°С до 100°С. Нормативна щільність дьогтебетону у покритті нежорсткого дорожнього одягу із сумішей, що приготовлені при температурах вище 130°С, не забезпечується.

Встановлено, що інтенсивність технологічного старіння дьогтебетонних сумішей визначається випаром легкокиплячих речовин -фракції (визначальний чинник), оксиполіконденсацією речовин дьогтю, капілярною фільтрацією складових кам'яновугільних в'яжучих.

Побудовано узагальнену залежність інтенсивності старіння дьогтебетонних сумішей в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, при транспортуванні до місця укладання і в процесі прискореного теплового старіння в кліматичній камері ШП-1 при 60°С та ультрафіолетовому опроміненні. Залежно від в'язкості кам'яновугільного дьогтю розраховано річний еквівалент часу старіння дьогтебетонного покриття в умовах експлуатації.

Розроблені способи уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей, а саме шляхом модифікації кам'яновугільного в'яжучого первинними відходами виробництва полівінілхлориду, комплексною добавкою (первинний відхід полівінілхлориду у комбінації з активним дисперсним наповнювачем - кубовими залишками дистиляції фталевого ангідриду); комплексною модифікацією мікроструктури дьогтебетону (механоактивацією мінерального порошку олігомерами, а кам'яновугільного дьогтю відсівом полівінілхлориду).

Результати досліджень впроваджені в ТОВ ДАК "Автомобільні дороги України" дочірнього підприємства "Донецький облавтодор" і в навчальний процес у Донбаській національній академії будівництва і архітектури.

Ключові слова: дьогтебетонні суміші, дьогтебетон, технологічне і експлуатаційне старіння, способи уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетону.

Аннотация

Гуляк Денис Вячеславович Технологическое и эксплуатационное старение дегтебетонных смесей и дегтебетонов и способы их замедления.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, 2010 г.

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному установлению закономерностей физико-химических процессов старения дегтебетонных смесей и дегтебетонов в процессе производства, термостатирования в термосбункерах, транспортирования к месту укладки в конструктив дорожной одежды, нахождения в условиях эксплуатации, разработке способов замедления процессов старения и повышения долговечности дегтебетонных покрытий.

С использованием метода экспериментально-статистического моделирования установлена определяющую роль температуры производства на интенсивность старения дегтебетонной смеси, влияние которой на порядок выше времени производства (факторы варьирования - температура производства 105-165°С, время производства смеси 1-3 мин.).

Интенсивность технологического старения горячих дегтебетонных смесей не зависит от состава дисперсионной среды вяжущего (каменноугольная смола или антраценовое масло). Интенсивность старения на кварцевом минеральном порошке существенно выше, чем на известняковом минеральном порошке. С повышением температуры производства смесей температурный интервал уплотнения смещается от 70°С к 100°С. Нормативная плотность дегтебетона в покрытии нежесткой дорожной одежды из смесей, которые приготовлены при температуре выше 130°С, не обеспечивается.

Установлено, что интенсивность технологического старения дегтебетонных смесей определяется испарением легкокипящих веществ -фракции (определяющий фактор), оксиполиконденсацией веществ дегтя и капиллярной фильтрацией составляющих каменноугольных вяжущих в поры минеральных материалов.

Построена обобщенная зависимость интенсивности старения дегтебетонных смесей в процессе производства, термостатирования в термосбункерах, при транспортировании к месту укладки и в процессе ускоренного теплового старения в климатической камере ИП-1 при 60°С и ультрафиолетовом облучении. В зависимости от вязкости каменноугольного дегтя рассчитан годовой эквивалент времени старения дегтебетонного покрытия в условиях эксплуатации. Определен срок службы дегтебетонного покрытия до устройства защитных поверхностных тонкослойных покрытий, например, с использованием литых эмульсионно-минеральных смесей. Установлена корреляционная зависимость между пределом прочности при сжатии при температуре 0°С и температурой, временем термостатирования в климатической камере ИП-1 при 60°С и потерей массы каменноугольного вяжущего в составе дегтебетона.

С учетом основных внутренних факторов, которые определяют старение дегтебетонных смесей и дегтебетонов, с целью повышения энергии активации процессов испарения, оксиполиконденсации и диффузии в поровое пространство минеральных материалов компонентов каменноугольных вяжущих, разработаны способы замедления старения дегтебетонных смесей, а именно: модификацией каменноугольного вяжущего отходами производства поливинилхлорида, комплексной добавкой (отсев поливинилхлорида в комбинации с активным дисперсным наполнителем - кубовыми остатками дистилляции фталевого ангидрида); комплексной модификацией микроструктуры дегтебетона (механоактивацией поверхности минерального порошка олигомерами, а каменноугольного дегтя остевом поливинилхлорида).

Результаты исследований внедрены в ООО ГАК "Автомобильные дороги Украины" дочернего предприятия "Донецкий облавтодор" и в учебный процесс в Донбасской национальной академии строительства и архитектуры при чтении дисциплин "Строительное материаловедение" и "Физико-химическая механика строительных материалов" при подготовке специалистов по направлению 0921 "Строительство".

Ключевые слова: дегтебетонные смеси, дегтебетон, технологическое и эксплуатационное старение, способы замедления старения дегтебетонных смесей и дегтебетона.

Annotation

Gulyak Denis V. Technological and operating ageing of tar-macadam mixtures and tar-macadams and methods of their ageing process deceleration.

PhD (Engineering) thesis on the speciality 05.23.05 - Building Materials and Wares. - it is the Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makiyivka, 2010.

The thesis is devoted to the theoretical and experimental establishment of physical and chemical regularity of ageing processes of tar-macadam mixtures and tar-macadam's in the manufacture process, thermostatting in thermos bunker, the transportation to the site of placement in the pavement construction, being in operation conditions, and the development of deceleration methods of ageing processes, and durability increases of roadway tar-macadam coverings.

Using the method of experimentally-statistical design it has been determined the qualificatory role of manufacture temperature on ageing process intensity of the tar-macadam mixture, the influence of which is an order higher then the manufacture time of a mixture. The intensity of the technological ageing of hot tar-macadam mixtures does not depend on the disperse medium of a binding (coal resin or anthracene oil).

The intensity of ageing with the quartz mineral powder is substantially higher than with the limestone one. With the increase of the mixture manufacture temperature, the temperature interval of compression is varied from 70°С to 100°С. The normative density of tar-macadam in non-rigid roadway covering mixtures prepared at temperatures higher then 130°С is not provided.

It has been proved then the intensity of technological ageing of tar-macadam mixtures is determined by the evaporation of easy-boiling matters - factions (determinant), oxypolycondensation of tar matters, by the capillary filtration of coal binder components.

The generalized intensity dependence of tar-macadam mixtures ageing has been formed during the manufacturing process, the thermostatting in thermos bunkers, during the transportation to the site of placement, and during the process of the thermal quick-ageing in the climatic chamber of the artificial weather AW- 1 at 60°С and ultraviolet irradiation. In the dependences with the viscidity of coal tar the annual time equivalent of the tar-macadam covering ageing is expected at operating conditions. The correlations dependence between the durability border at a clench with the temperature of 0°С and the temperature and the time of thermostatting in the climatic chamber of AW - 1 at 60°С, and the mass loss of coal binder in the tar-macadam composition has been determined.

Worked out methods of tar-macadam mixtures ageing deceleration, i.e., by modification of coal binder with wastes of polyvinylchloride production, complex addition (primary sitting of polyvinylchloride in combination with active dispersible filer-still residue of phtalic anhydride distillation); by the complex modification of tar-macadam microstructure (mechanical activation of mineral powder with oligomers, and the coal tar - by the polyvinylchloride sifting).

The results of researches have been introduced in the State Automobile Company "Highways of Ukraine" LTD of the associated company "Donetsk Oblavtodor" and in the educational process in the Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture.

Key words: tar-macadam mixtures, tar-macadam, technological and operating ageing, methods of deceleration of tar-macadam mixtures and tar-macadam ageing.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортування до місця укладання в конструктив дорожнього одягу і в умовах експлуатації в покритті нежорсткого дорожнього одягу автомобільної дороги бетонні суміші і бетон, які виготовлені з використанням органічних в'яжучих, піддаються старінню. Найбільш інтенсивні незворотні зміни складу і структури органічних в'яжучих в тонкому шарі на поверхні мінеральних матеріалів відбуваються під дією високих температур при змішуванні кам'яновугільного дьогтю з мінеральними матеріалами в асфальтозмішувачі (відбувається технологічне старіння). Основними зовнішніми чинниками, що визначають безповоротну зміну властивостей дьогтебетону і асфальтобетону є температура, ультрафіолетове випромінювання і проникальна радіація сонячних променів, кисень повітря, волога, агресивні хімічні речовини тощо, а внутрішніми - вид і консистенція органічного в'яжучого, хіміко-мінералогічний склад мінеральних компонентів асфальтобетону і дьогтебетону, тип гранулометрії, ступінь ущільнення сумішей, структура і текстура бетону та ін.

Це призводить до того, що термін служби, наприклад дьогтебетонних покриттів, складає лише 6-8 років замість 12.

У роботах Базжина Л.І., Бахраха Г.С., Братчуна В.І., Бутової В.В., Гельфанд С.І., Железко Є.П., Золотарьова В.О., Коваля О.О., Колбановської А.С., Риб'єва І.О., Шестьоркіна В.Д. й інших вчених показано, що процеси незворотних змін в органічних в'яжучих при взаємодії з активаторами старіння і, насамперед, киснем повітря і температурою проходять у три стадії: утворення коагуляційної сітки з конденсованої ароматики; розвиток жорсткої просторової сітки; руйнування жорсткої просторової структурної сітки внаслідок напружень від усадки.

На даний час відсутні системні дослідження старіння бетонних сумішей і бетонів з використанням органічних в'яжучих, починаючи з виробництва і до критичних змін експлуатаційних властивостей бетону, насамперед, дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів, в яких необоротні зміни складу і структури відбуваються більш інтенсивно, ніж в асфальтобетонних, і які можуть бути моделлю процесів і явищ, що характеризують старіння вищезазначених композиційних матеріалів.

У той же час не досить визначеними є вклад зовнішніх і внутрішніх чинників в інтенсивність процесів старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів, а саме: температурно-часових параметрів технологічних режимів виробництва сумішей; фізико-хімічних перетворень в адсорбційно-сольватних шарах кам'яновугільних в'яжучих на поверхні мінеральних матеріалів під дією температури і ультрафіолетового спектра сонячного світла. На цей час не встановлено, який же вклад в старіння органічних в'яжучих кам'яновугільного походження під дією вищенаведених чинників вносять: оксиполіконденсація груп речовин дьогтю в напрямі ?>?>? - фракції; капілярна фільтрація складових дьогтів у внутрішній простір мінеральних матеріалів і випарювання ? - фракції. Не дослідженим також є вплив інгібіторів на інтенсивність полімеризації і окиснення компонентів кам'яновугільних в'яжучих під дією високих температур.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Основні дослідження теоретичного та прикладного характеру були виконані відповідно до державних прикладних науково-дослідних робіт на замовлення Міністерства освіти і науки України: Д-2-2-03 "Ефективні технології переробки промислових відходів органічного і мінерального походження у високоякісні дорожні бетони" (№0103U000588, 2003-2005 рр.); М/214-2006 "Дьогтеполімербетони і асфальтополімербетони з комплексно модифікованою мікроструктурою для будівництва покриттів нежорстких дорожніх одягів автомобільних доріг підвищеної довговічності, а також литі вологі дьогтешлакові суміші для ямкового ремонту нежорстких дорожніх одягів за несприятливих погодних умов і литі асфальтополімерсіркобетонні суміші для ремонту покриттів автомобільних доріг" (№0107U008354, 2006-2008 рр.); Д-2-03-09 "Комплексне техніко-експериментальне обґрунтування властивостей високоякісних будівельних матеріалів і розробка ефективних технологій їх виробництва" (№0109U003040, 2009-2010 рр.). Здобувач виконав експериментальні дослідження старіння дьогтебетонних сумішей та розробив способи одержання термостабільних модифікованих дьогтебетонів.

Метою дослідження є встановлення закономірностей фізико-хімічних процесів старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів в процесі виробництва, термостатування у термосбункерах, транспортування до місця укладання в покриття дорожнього одягу, перебування в умовах експлуатації і розробка способів уповільнення старіння та підвищення довговічності дорожніх дьогтебетонних покриттів.

Задачі дослідження:

- розробити теоретичні положення про механізм старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів;

- експериментально вивчити вплив температури і часу на технологічне старіння дьогтебетонних сумішей в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортуванні до укладання в конструктивні шари нежорсткого дорожнього одягу;

- дослідити вплив складу дисперсійного середовища кам'яновугільного в'яжучого і хіміко-мінералогічного складу мінеральних порошків на інтенсивність технологічного старіння;

- вивчити фізико-хімічні перетворення в адсорбційно-сольватних шарах кам'яновугільних дорожніх дьогтів на поверхні мінерального матеріалу під дією температури, кисню повітря і ультрафіолетового спектра сонячного випромінювання;

- отримати узагальнені залежності коефіцієнта теплового старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетону на етапах виробництва, термостатування, транспортування і експлуатації;

- визначити річний еквівалент старіння дьогтебетонів в натурних умовах на основі кінетики старіння в кліматичній камері ШП-1;

- розробити рекомендації щодо способів уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів та здійснити дослідно-промислове впровадження композиційних матеріалів на основі кам'яновугільних в'яжучих підвищеної термостабільності.

Об'єкт дослідження - дьогтебетонні суміші і дьогтебетони для улаштування покриттів нежорстких дорожніх одягів автомобільних доріг.

Предмет дослідження - закономірності старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортування до місця укладання в покриття дорожнього одягу і експлуатації в покритті дорожнього одягу.

Методи дослідження. Процеси старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів вивчені як стандартними, так і спеціальними методами: дериватографії, диференціальної сканувальної калориметрії, інфрачервоної спектроскопії.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:

- сформульовані теоретичні положення про механізм старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортування і експлуатації;

- вивчені фізико-хімічні перетворення в адсорбційно-сольватних шарах кам'яновугільних дорожніх дьогтів на поверхні мінерального матеріалу під дією температури, кисню повітря і ультрафіолетового спектра сонячного випромінювання;

- одержані узагальнені залежності коефіцієнта теплового старіння на етапах технологічної переробки дьогтебетонних сумішей і експлуатації дьогтебетонів.

Практичне значення одержаних результатів:

- визначено річний еквівалент старіння дьогтебетонів в натурних умовах на основі кінетики старіння в кліматичній камері ШП-1;

- розроблені "Рекомендації щодо способів уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів";

- виконано дослідно-промислове впровадження композиційних матеріалів на основі кам'яновугільних в'яжучих підвищеної термостабільності;

- результати теоретичних і експериментальних досліджень упроваджені в навчальний процес при підготовці спеціалістів з напряму 0921 "Будівництво" в курсах "Будівельне матеріалознавство" та "Фізико-хімічна механіка будівельних матеріалів".

Особистий внесок здобувача.

Основні результати дисертаційної роботи одержані автором особисто, в тому числі:

- отримані узагальнені залежності коефіцієнта теплового старіння на всіх етапах існування дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів;

- визначено річний еквівалент коефіцієнта старіння дьогтебетонів в натурних умовах на основі кінетики старіння в кліматичній камері ШП-1;

- розроблені способи уповільнення процесу старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені на: міжнародній науково-практичній конференції "Строительство-2004" (Ростов-на-Дону, 2004 р.); міжнародному семінарі з моделювання і оптимізації композитів "МОК-43" (Одеса, 22-23 квітня, 2004р.); міжнародній науково-практичній конференції "Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди" (Рівне - 2005 р.); IV, V, VI, VIII міжнародних наукових конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів (Макіївка, 2005 р, 2006 р., 2007 р., 2009 р.); міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні технології і матеріали в дорожньому господарстві" (Харків, 2007 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 11 статей, дев'ять в журналах і збірках наукових робіт, що входять до переліку ВАК України (одна стаття одноосібно).

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку літератури з 153 найменувань, 3 додатків. Зміст дисертації викладено на 139 сторінках загального тексту, 14 сторінок опису використаних джерел, 13 повних сторінок з рисунками і таблицями, 7 сторінок додатків.

2. Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовані мета і задачі дисертаційного дослідження, наведені основні наукові результати, показано їх практичне значення та сфери реалізації.

У першому розділі розглянуто сучасний стан питання щодо вивчення старіння та змін складу і структури дьогтебетонних сумішей та дьогтебетонів, що експлуатуються у покриттях нежорстких дорожніх одягів автомобільних доріг, способи їх стабілізації, а саме: фактори старіння та стадії необоротних змін складу, структури і властивостей органічних в'яжучих, бетонних сумішей, дьогте- і асфальтобетонів; критерії, що характеризують критичні необоротні зміни складу, структури і властивостей органічних в'яжучих, органомінеральних сумішей, асфальто- і дьогтебетонів; способи уповільнення процесів старіння.

З аналізу літературних джерел встановлено, що основним внутрішнім чинником, що визначає інтенсивність старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів, є якість дьогтю.

При цьому домінуючою зовнішньою причиною старіння органічних в'яжучих є окислення. Окислювальні процеси відбуваються в органічних в'яжучих (ОВ) за схемою ланцюгового механізму окислення Баха-Енглера. Під дією температури, кисню повітря і сонячної радіації в сполуках ОВ утворюються вільні радикали, які ініціюють появу вільних радикалів в маслах. Вільні радикали, реагуючи з киснем, утворюють перекисні радикали і гідроперекиси, подальші перетворення яких ведуть до виникнення високомолекулярних речовин змішаного характеру.

Критеріями, що характеризують критичні необоротні зміни властивостей в органомінеральних сумішах, асфальто- і дьогтебетонах є: коефіцієнт повітрядоступності композиційного матеріалу

дисперсійний дьогтебетон кам'яновугільний мінеральний

(де W - водонасичення зразка, % за об'ємом; - середньорозрахована товщина плівки органічного в'яжучого на поверхні мінеральних матеріалів, мкм); коефіцієнт стійкості (де tс - час до руйнування при одночасній дії агресивного рідкого середовища і напруження; tпв - час руйнування у повітрі); коефіцієнти водостійкості при тривалому водонасиченні і морозостійкості; критична втрата органічного в'яжучого в покритті дорожнього одягу.

Роботами Братчуна В.І., Волкова М.І., Гезенцвея Л.Б., Гончаренка В.В., Гохмана Л.М., Золотарьова В.О., Колбановської А.С., Кучми М.І., Мозгового В.В., Псюрника В.О., Риб'єва І.О. та інших доведено, що для підвищення довговічності покриттів нежорстких дорожніх одягів використовують: дьогте- та асфальтобетонні суміші, які модифіковані поверхнево-активними речовинами, полімерними та комплексними добавками, а також суміші з використанням спінених бітумів, вологі органомінеральні суміші та ін.; впровадження регенераційних технологій тощо.

У другому розділі сформульовані теоретичні передумови досліджень, що полягають в наступному. Кам'яновугільні дорожні дьогті, як й інші органічні в'яжучі, характеризуються груповим складом. За селективною розчинністю у петролейному ефірі, толуолі і хіноліні виділяють відповідно гама - (), бета - (), альфа - () та альфа-1 (1) - фракції.

Процес окислення органічного в'яжучого під дією кисню повітря йде за схемами реакцій (1-3):

RH+O2 > R· +HOO·(1)

Внаслідок порівняно низької концентрації вуглеводних радикалів їх рекомбінація (2R·>R-R) малоймовірна і взаємодія радикалів з киснем відбувається в меншій мірі, ніж з молекулами вихідної речовини (2, 3):

R//H + ·OH > R//· + H2O (2)

Продовження ланцюга:

R/H + ·OH > R/· + H2O (3)

Таким чином, високі температури у присутності кисню повітря при сполученні кам'яновугільного в'яжучого з мінеральним матеріалом призводять до зміни групового складу і структури дьогтю внаслідок таких явищ: випаровування легкокиплячих компонентів -фракції з молекулярною масою менше 400; поліоксиконденсації груп речовин в напряму гама () > бета ()> альфа ()> альфа-один (1) - фракції; дифузії низькомолекулярних компонентів дьогтю в пори і капіляри частинок мінеральних матеріалів; часткового руйнування структури дьогтей внаслідок масопереносу до поверхні мінерального порошку фенолвміщуючих сполук, які забезпечують агрегативну стійкість в'яжучого, як при приготуванні, так і при ущільненні дьогтебетонної суміші.

Зниження розчинювальної здатності -фракції призводить до викристалізування поліциклічних вуглеводнів, наприклад: антрацену, карбазолу, 2-метилнафталіну та ін.

Псевдокоагуляційні і конденсаційні структури, що утворюються, призводять до різкого підвищення в'язкості дьогтю, зниження його релаксаційної здатності в зоні негативних температур, зміщенню в зону підвищених температур, переходу його в пружньопластичний стан.

Довговічність покриття дорожнього одягу Кд можна виразити рівнянням, представленим значеннями фізичних і механічних характеристик дьогтебетону, що змінюються до критичних значень, при яких відбувається відмова дорожньої конструкції (4):

, (4)

де: RСТ - межа міцності при стиску; RВИГ - межа міцності на розтяг при вигині; ?ЗСВ - зсувостійкість; КВД - водостійкість при тривалому водонасиченні; F- морозостійкість; Е - модуль пружності; Н - набрякання; W - водонасичення; ? - коефіцієнт релаксації; З - знос покриття; КСТАР - коефіцієнт старіння дьогтебетону.

Сучасні уявлення про умови роботи органічних в'яжучих в покриттях автомобільних доріг, про склад і структуру кам'яновугільних дьогтей, закономірності структуроутворення в асфальто- і дьогтев'яжучих речовинах і методологію системного аналізу дозволили розробити конструктивну функціональну схему дьогтебетону як відкритої системи. Функціонально-фізичний аналіз композиційного матеріалу у вигляді орієнтованого графа (вершини - елементи дьогтебетону і об'єкти зовнішнього середовища, ребра - функції елементів) свідчить про те, що найбільший внесок у якість і, як наслідок, у старіння вносять якість дьогтю і енергія взаємодії на поверхні поділу фаз "органічне в'яжуче - мінеральний матеріал".

В узагальненому вигляді старіння бетонів на органічних в'яжучих визначається як різниця між оптимальною кількістю органічної в'яжучої речовини, що віддозована в асфальтозмішувачі при виробництві (ОВ) і втратами органічного в'яжучого в будь-який момент часу ОВ(?і) (5):

, (5)

де: ОВАД - маса ОВ адсорбованого поверхнею мінерального матеріалу (ММ) і продифундованого в капілярно-пористий простір ММ; ОВВИП - маса ОВ випареного за час ?і; ОВКД - маса ОВ, що перейшла за час ?і в конденсований стан в процесі агрегування і оксиполіконденсації його компонентів.

Виходячи з моделі, запропонованої Шестьоркіним В.Д. (5), старіння дьогтебетону розглядається як процес зменшення оптимальної кількості кам'яновугільного в'яжучого, що бере участь у формуванні структури дьогтебетону, в якому має місце такий стан дьогтебетону, коли під дією температури, кисню повітря і часу кількість кам'яновугільного в'яжучого стає недостатньою, щоб дьогтебетонне покриття працювало у в'язкопластичній стадії.

У третьому розділі наведено характеристику вихідних матеріалів і методів дослідження.

Об'єкти дослідження: для виготовлення щебеню і штучного піску використовували граніт Каранського родовища з наступними властивостями: дробильність у водонасиченому стані - 6,2%; марка граніту - 1200; стираність в поличному барабані - 2,3%; морозостійкість - більше 200 циклів. Мінеральний порошок використовувався вапняковий з питомою поверхнею S1,2 = 400 м²/кг; дійсною густиною - 2715 кг/м³; середньою густиною під навантаженням - 40 МПа - 1880 кг/м³; пустотністю - 31,8%; дьогтеємністю - 60,5%; кварцовий з питомою поверхнею S1,2=400 м²/кг; дійсною густиною - 2750 кг/м³; середньою густиною під навантаженням - 40 МПа - 1760 кг/м³; пустотністю - 36%; дьогтеємністю - 57%. Як органічні в'яжучі прийнято кам'яновугільні дорожні дьогті в'язкістю , , (ГОСТ 4641-80); бітуми нафтові дорожні БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 200/300 (ДСТУ 4044-2001). Як модифікатор-інгібітор прийнято - антиоксидант "НАФТАМ-2" (ГОСТ 39-79).

У роботі, крім стандартних, використано ряд спеціальних методів досліджень: дериватографічні дослідження виконані за допомогою дериватографа Q-1500 системи "Paulyc - Paulyc"); диференціальносканувальна калориметрія (використано ДСК моделі 912 у складі термоаналітичного комплексу Du Pont 9900); термогравіметрія (ТГА комплексу Du Pont); інфрачервоні спектри отримані на двопроменевому спектрофотометрі "Perkin Elmer 180"; вивчення ущільнюваності дьогтебетонних сумішей виконано на приладі, який розроблено в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті, групового складу кам'яновугільних в'яжучих - за методикою УХІНу.

Для одержання достовірних експериментальних даних результати опрацьовували методами математичної статистики.

У четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень старіння дьогтебетонних сумішей та дьогтебетонів.

На асфальтобетонних заводах не завжди дотримується оптимальна температура об'єднання органічних в'яжучих і мінеральних матеріалів (105-115C): досить складно знизити температуру окисленого дьогтю від 160-170C до 105-115C, а під час сушки мінеральні матеріали доводиться перегрівати. Для перевезення ранньою весною і пізньою осінню на великі відстані дьогтебетонну суміш також перегрівають, щоб забезпечити необхідний температурний інтервал її укладання і ущільнення.

Для вивчення впливу основних чинників на технологічне старіння (температура і тривалість виробництва) був використаний композиційний несиметричний план на трьох цілочисельних рівнях (-1; 0; +1).

Моделі були розраховані за двохфакторним (7 оптимальних точок) трирівневим планом.

Параметрами, що варіюють, прийняті: Х1 - температура виробництва дьогтебетонної суміші (13530С); Х2 - тривалість виробництва дьогтебетонної суміші (21 хвилини).

Параметри оптимізації: межа міцності при стиску при 20С ((Y1) R20 - не більше 6 МПа, ГОСТ 25877-83) і 0С ((Y2) R0 - не більше 13 МПа, ДСТУ Б В. 2. 7 - 119-2003).

Регресійний аналіз виконано з використанням програми "Actat 2.0". Отримані рівняння регресії у вигляді поліномів першого і другого ступеня (6, 7):

Y1(х1, х2)=5+2,2х1+0,2 х2+0,5х12 (6)

Y2(х1, х2)=16+4х1 (7)

Як випливає з аналізу рівнянь регресії (6, 7), основним чинником зміни межі міцності дьогтебетону є температура виробництва суміші при незначному впливі тривалості виробництва суміші (для R0 тривалість виробництва взагалі не впливає на міцність дьогтебетону).

У зв'язку з тим, що основним чинником технологічного старіння є температура, то був вивчений вплив цього чинника на процес старіння в період виробництва дьогтебетонних сумішей.

Із збільшенням температури виробництва сумішей оптимальний температурний інтервал ущільнення скорочується і підвищується питома робота, яка витрачається при улаштуванні дорожніх покриттів від 0,62 Дж/(кг*м - 3) при 100С до 1,0 Дж/(кг*м - 3) при 160С. Так, оптимальна температура ущільнення дьогтебетонних сумішей, які були приготовлені при температурах 100-160С, зміщується від 70С до 100С. Для дьогтебетонних сумішей, приготовлених при температурі 130С і вище, не забезпечується нормативна густина дьогтебетонного дорожнього покриття (коефіцієнт ущільнення - менше 0,98).

Це обумовлено тим, що чим вище температура приготування гарячих дьогтебетонних сумішей, тим інтенсивніше випаровування і термоокислення кам'яновугільних в'яжучих в тонких шарах на поверхні мінеральних матеріалів. При цьому значно зростає відношення дисперсної фази дьогтів (альфа- і бета-фракцій) до дисперсійного середовища (гамма-фракція). В'язкість дьогтів в тонкому шарі різко зростає. Тонкі шари дьогтю недостатньо здатні до коалісценції, тому необхідно витрачати більш високу питому роботу на ущільнення сумішей. У зв'язку з цим, чим вище температура виробництва дьогтебетонних сумішей, тим менше приріст середньої густини дьогтебетону і вище питома енергоємність ущільнення.

Напруги, що виникають, перевищують міцність при розтягу дьогтев'яжучої речовини і утворюються мікротріщини, крізь які дифундує вода. Про це свідчать екстремальні криві, що характеризують швидкість проходження ультразвукових хвиль в дьогтебетоні від температури виробництва дьогтебетонних сумішей (екстремум знаходиться в інтервалі 110-120°С). Відбувається водонасичення кам'яновугільного в'яжучого і вимивання водорозчинних сполук як з дьогтю, так із мінеральних матеріалів. Якщо температура виробництва суміші 40-80°С, а тривалість виробництва дьогтебетонних сумішей від однієї до чотирьох хвилин об'єднання компонентів суміші, то тривалість приготування впливає на інтенсивність старіння. Наприклад, коефіцієнт старіння при температурі 40°С при чотирьох хвилинах виробництва становить Кст=1,25, при 80°С Кст=1,2, а при 120°С Кст=1,1.

Встановлено, що існує оптимальна температура виробництва дьогтебетонної суміші (110-120°С), яка залежить від складу дисперсійного середовища кам'яновугільного в'яжучого і визначається максимальним значенням коефіцієнта водостійкості при тривалому водонасиченні. Вона узгоджується з максимумом на залежності

V=f(T)

(де V - швидкість проходження ультразвукових хвиль; Т - температура виробництва дьогтебетонних сумішей). Характерно, що в цьому випадку спостерігається мінімальне значення періоду релаксації напружень в дьогтебетоні.

Інтенсивність старіння дьогтебетонних сумішей при термостатуванні в термосбункерах і при транспортуванні до місця улаштування конструктивних шарів дорожнього одягу вивчали на асфальтобетонному заводі Маріупольського БУ "Дорспецбуд" (дрібнозернистий бетон типу В, оптимальний вміст окисленого дьогтю в'язкістю 8,7% понад 100% мінеральної частини).

Встановлено, що температура дьогтебетонної суміші в термосбункері при 18-20С навколишнього повітря протягом 10 годин термостатування дорівнює температурі її виробництва. Розшарування дьогтебетонної суміші і міграції кам'яновугільного в'яжучого по висоті бункера місткістю 50т не зареєстровано. Відносне зростання міцності при стиску дьогтебетонів після термостатування при 100С і 130С є однаковим.

При транспортуванні в результаті взаємодії поверхневих шарів суміші з киснем повітря і більш інтенсивному випаровуванні вуглеводнів з молекулярною масою менше 400 швидше старіють верхні шари дьогтебетонної суміші. Так, коефіцієнт старіння суміші з поверхневого шару, що приготовлена при температурі 100С Кст=1,34, а з нижнього шару Кст=1,05 (час транспортування ? = 30 хвилин). Це обумовлено тим, що разом з процесами полімеризації і капілярної фільтрації низькомолекулярних компонентів кам'яновугільних в'яжучих в пори мінеральних матеріалів інтенсивно випаровуються легкокиплячі компоненти гамма-фракції. Наприклад, коефіцієнт приросту межі міцності у разі стиску при 20С і при температурі виробництва 100С після транспортування протягом 30 хвилин складає 1,34, якщо ж суміш приготовлена при 160С - Кст=1,56.

Інтегральна втрата кам'яновугільного дорожнього дьогтю не залежить від хіміко-мінералогічного складу підкладки.

У той же час сорбція і дифузія ? - фракції в капілярно-шпаристий простір, коли використовується підкладка з вапняку, значно вище (рис.3). Це обумовлено тим, що на поверхні вапняку формуються більш сильні в енергетичному відношенні зв'язки, які утворюються між катіоном Са2+ вапняку і кислими сполуками кам'яновугільного дьогтю.

Встановлено, що домінуючою причиною втрати органічного в'яжучого в дьогтебетоні, що визначає найбільший внесок як в технологічне старіння дьогтебетонних сумішей, так і в експлуатаційне старіння дьогтебетону, вносить випаровування легкокиплячих вуглеводнів з кам'яновугільного дорожнього дьогтю.

Дані термоокисної стійкості, що визначені методами дериватографії і диференціальної сканувальної калориметрії, свідчать про те, що введення антиоксиданту "Нафтам-2" ((неозон Д) N-феніл нафталаміну) до складу дьогтев'яжучої речовини суттєво не відбивається на термічних характеристиках бінарних систем.

Результати дослідження старіння кам'яновугільного дьогтю в'язкістю при температурі 100°С протягом 200 годин в кліматичній камері ШП-1 методом ІЧ-спектроскопії свідчать про те, що вихідний дьоготь суттєво змінює свій склад в напряму > > - фракції.

Відносно накопичення - фракції на поверхні мінерального порошку свідчать смуги поглинання 1450-1410 см - 1, 1600-1550 см - 1, 1780 см - 1, 2200-2050 см - 1, 3010 см - 1, 3100 см -1, що відповідає конденсованій ароматиці та кратним хімічним зв'язкам.

Відносно окислювальних процесів свідчать появи смуг 1400 см - 1 і 2250-2200 см - 1, які відповідають накопиченню кисневмісних сполук та утворенню солей з основами дьогтю, а також зниження інтенсивності смуг поглинання аліфатичних фрагментів дьогтю (1450-1410 см - 1, 2840 см - 1, 2910 см - 1).

Однак ІЧ-спектри переконливо свідчать, що "Нафтам-2" інгібує окислювальні процеси, але не впливає на формування конденсованих структур типу - фракції в дьогті.

Аналіз даних, що відносяться до узагальненої залежності інтенсивності старіння дьогтебетонних сумішей, показує, що незначна тривалість зберігання дьогтебетонних сумішей в термосбункері (10 годин) призводить до таких же змін, як і в умовах експлуатації в покритті протягом 10 місяців, якщо суміш перемішана і термостатована при 100°С (точка Е), або протягом двох років, якщо суміш перемішана і термостатована при 130°С (точка К). Характерно, що чим вище температура виробництва гарячої дьогтебетонної суміші, тим інтенсивніше старіє суміш в процесі транспортування її до місця укладання.

Наприклад, за температур перемішування суміші 100-160С межа міцності у разі стиску бетону при 20С зростає в 1,1-1,25 рази відповідно.

Природно, що з пониженням температури перемішування дьогтебетонних сумішей ступінь їх старіння в умовах експлуатації зростає. При прискореному старінні в кліматичній камері за Т=60С дьогтебетон з суміші, перемішаної при 100С, досягає такої ж міцності при стиску, як і дьогтебетон з суміші, що приготовлена при 130С, тільки через 460 годин термостатування (відповідає 2,3 рокам експлуатації в натурних умовах). Це є переконливим доказом того, що технологічне старіння дьогтебетонних сумішей робить вирішальний внесок в необоротні зміни властивостей дьогтебетону.

Встановлена кореляційна залежність між межею міцності при стиску R0 при 0С та температурою Т і часом термостатування n в кліматичній камері ШП-1 при 60С і втратою маси m зразка дьогтебетону (8) (м.к.к.=0,997).

R0=1,83+0,014n+2,24m+0,046Т + 0,022 Тm +0,04m2, (8)

"Річний еквівалент" Nч, за який в дьогтебетоні повинні відбутися зміни, рівні змінам протягом року дьогтебетонного покриття, що знаходиться в даному кліматичному районі (в нашому випадку - Донецька область), визначали за формулою (9):

, (9)

де: - тривалість прогрівання зразків дьогтебетону в кліматичній камері ШП-1 при 70°С, до досягнення бетоном міцності 13 МПа; m - коефіцієнт, що враховує дію не тільки температури і ультрафіолетового опромінювання, але й інших чинників (значення m прийнято за одиницю); ?Нc - теплота активації процесу старіння, Дж/моль; R - універсальна газова стала, Дж/(моль?К); Т - абсолютна температура, К.

Узагальнена залежність коефіцієнта теплового старіння Кст=R20(?,Т)/R20(?,100°C) гарячих дьогтебетонних сумішей від часу старіння ? при температурах їх виробництва: 1, 2, 3 - 100С; 130С; 160С відповідно де: R20(?, Т) - межа міцності у разі стиску дьогтебетону при 20С за час старіння ? з суміші перемішаної при певній температурі Т; R20(?,100°C) - межа міцності у разі стиску дьогтебетону при 20С за час старіння ? з суміші перемішаної при температурі 100С; I - етап (ділянка AВ) - в процесі перемішування дьогтебетонних сумішей; II - етап (ділянка ВС) - під час транспортування сумішей до місця укладання або під час транспортування сумішей після термостатування в термосбункері при температурі виробництва протягом 10 годин (ділянка ВС/); III - етап (ділянка СD) - в процесі прискореного теплового старіння дьогтебетону в кліматичній камері ШП-1 при 60С протягом 600 годин (відповідає трьом рокам експлуатації дьогтебетону).

Для визначення оптимального терміну експлуатації покриття ? до улаштування першого шару захисного покриття, виконаного поверхневою обробкою, наприклад, дьогтебетону, прогрітого при 70°С, одержуємо, що для досягнення теплим дьогтебетоном критичної міцності його слід прогрівати =776,59 годин при 70°С.

Таким чином, оптимальний термін експлуатації дьогтебетонного покриття, виконаного з дьогтебетону з використанням кам'яновугільного дьогтю в'язкістю =103c до улаштування за першим разом поверхневої обробки, складе (10):

, (10)

де: Nч - тривалість прогрівання зразків дьогтебетону в кліматичній камері ШП-1 при 90°С, до досягнення бетоном міцності 13 МПа.

При будівництві дьогтебетонних покриттів з гарячих дьогтебетонних сумішей улаштування поверхневої обробки слід здійснювати через 1,4 року.

Запропоновані способи отримання термостабільних дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів шляхом модифікації кам'яновугільного дорожнього дьогтю первинними відходами виробництва полівінілхлориду, комплексними добавками, що вміщують відход виробництва полівінілхлориду і активний дисперсний наповнювач, наприклад кубові залишки дистиляції фталевого ангідриду, а також шляхом комплексної модифікації мікроструктури дьогтебетону введенням у кам'яновугільне в'яжуче відсіву полівінілхлориду і механоактивацією поверхні мінерального порошку олігомером (карбамідоформальдегідна смола або полімермісткі відходи виробництва епоксидних смол).

Модифіковані дьогтебетони більш довговічні, наприклад, коефіцієнт старіння дьогтебетонів з комплексно-модифікованою мікроструктурою після 700 годин прогріву при 600С в кліматичній камері ШП-1 складає 1,8, а для традиційного дьогтебетону - 2,7. Це обумовлено більш високою енергією активації процесів випаровування і поліоксиконденсації речовин модифікованого кам'яновугільного дьогтю. Так, відносне значення діаметра плями Олієнсіса у разі прогрівання при температурі 600С у кліматичній камері ШП-1 (стабілізується через 7 годин прогрівання) складає для кам'яновугільного дорожнього дьогтю в'язкістю - 2.9, для дьогтеполівінілхлоридного в'яжучого (дьоготь + 1.5% ПВХ) - 2,1, а для комплексного кам'яновугільного в'яжучого (дьоготь +2%ПВХ +13,5%ОДА) - 1,3.

Термін служби дьогтебетонного покриття також можна подовжити, якщо своєчасно влаштовувати і відновлювати шари поверхневою обробкою з використанням нафтового дорожнього бітуму. Це дозволить значно уповільнити випаровування легкокиплячих фракцій дисперсійного середовища кам'яновугільного дьогтю і обмежити дифузію кисню повітря до компонентів кам'яновугільного в'яжучого, які полімеризуються.

Ефективним способом подовження довговічності дьогтебетонних покриттів є їх регенерація за технологією "Ремікс" або на асфальтобетонному заводі.

П'ятий розділ присвячено практичній реалізації досліджень. Для ТОВ ДАК "Автомобільні дороги України" дочірнього підприємства "Донецький облавтодор" розроблені "Рекомендації щодо способів уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів". Результати теоретичних і експериментальних досліджень упроваджені в навчальний процес при підготовці спеціалістів з напряму 0921 "Будівництво" в курсах "Будівельне матеріалознавство" та "Фізико-хімічна механіка будівельних матеріалів".

Внаслідок подовження терміну експлуатації шару зносу, виконаного шляхом поверхневої обробки з використанням дьогтеполівінілхлоридного в'яжучого, економічний ефект склав 65795,65 грн.

Висновки

1. Сформульовані теоретичні положення про багатостадійний процес старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів, який відбувається на етапах: приготування дьогтебетонної суміші; термостатування суміші в термосбункерах; транспортування суміші до місця укладання в конструктив дорожнього одягу; експлуатації дьогтебетону в покритті дорожнього одягу. Показано, що в процесі окислення в тонкій плівці органічного в'яжучого на поверхні мінерального матеріалу при температурі приготування, термостатування і транспортування до місця укладання під дією кисню повітря відбуваються перетворення в напряму > > > 1 - фракції. Функціонально-фізичний аналіз дьогтебетону показав, що найбільший внесок у старіння вносять якість дьогтю і енергія взаємодії на поверхні поділу фаз "органічне в'яжуче - мінеральний матеріал". В узагальненому вигляді старіння дьогтебетонів описано залежністю критичної втрати органічного в'яжучого у складі дьогтебетонної суміші і дьогтебетону - 22%.

2. З використанням методу експериментально-статистичного моделювання встановлено визначальну роль температури приготування на інтенсивність технологічного старіння дьогтебетонної суміші, вплив якої на порядок вище від часу приготування суміші (реалізацію експерименту: фактори варіювання - температура приготування 105-165°С і тривалість приготування 1-3 хв. виконано на асфальтобетонному заводі). У той же час, якщо температура виробництва суміші 40-80°С, а тривалість виробництва дьогтебетонних сумішей від однієї до чотирьох хвилин, то термін приготування впливає на інтенсивність старіння: коефіцієнт старіння за температури 40°С при чотирьох хвилинах виробництва становить Кст=1,25, при 80°С Кст=1,2, а при 120°С Кст=1,1.

3. Інтенсивність технологічного старіння гарячих дьогтебетонних сумішей не залежить від складу дисперсійного середовища в'яжучого (кам'яновугільна смола або антраценове масло). Інтенсивність старіння на кварцовому мінеральному порошку суттєво вище, ніж на вапняковому. З підвищенням температури приготування суміші температурний інтервал ущільнення зміщується від 70°С до 100°С. Питома енергія ущільнення дьогтебетонних сумішей підвищується від 0,62 Дж/(кг*м - 3) при 100°С до 1,0 Дж/(кг*м - 3) при 160°С. Нормативна щільність дьогтебетону у покритті нежорсткого дорожнього одягу із сумішей, що приготовлені в асфальтозмішувачах при температурах вище 130°С, не забезпечується.

4. Побудовано узагальнену залежність інтенсивності старіння дьогтебетонних сумішей в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, при транспортуванні до місця укладання і в процесі прискореного теплового старіння в кліматичній камері ШП-1 при 60°С і ультрафіолетовому опроміненні. Залежно від в'язкості кам'яновугільного дьогтю розраховано річний еквівалент часу старіння дьогтебетонного покриття в умовах експлуатації. Визначено термін служби дьогтебетонного покриття до улаштування захисних поверхневих тонкошарових покриттів, наприклад, з використанням литих емульсійно-мінеральних сумішей. Встановлена кореляційна залежність між межею міцності при стиску за температури 0°С та температурою, тривалістю термостатування у кліматичній камері ШП-1 при 60°С і втратою маси кам'яновугільного в'яжучого у складі дьогтебетону.

5. Встановлено, що інтенсивність технологічного старіння дьогтебетонних сумішей визначається випаровуванням легкокиплячих речовин -фракції (визначальний чинник), оксиполіконденсацією речовин дьогтю, капілярною фільтрацією складових кам'яновугільних в'яжучих молекулярною масою менше 400 в шпаристий простір мінерального матеріалу, фракціонуванням дьогтю в порах з діаметром менше 600 нм. Уведення до складу дьогтебетонних сумішей антиоксиданту N-феніл-2-нафтиламіну не приводить до суттєвого уповільнення технологічного старіння дьогтебетонних сумішей.

6. З урахуванням основних внутрішніх факторів, що визначають старіння дьогтебетонних сумішей і дьогтебетонів з метою підвищення енергії активації процесів випару, оксиполіконденсації і дифузії в шпаристий простір мінеральних матеріалів компонентів кам'яновугільних в'яжучих, розроблені способи уповільнення старіння дьогтебетонних сумішей, а саме шляхом модифікації кам'яновугільного дорожнього дьогтю: відходами виробництва полівінілхлориду (відсів полівінілхлориду, фільтраційний кек; дьоготь +1,5-2,0% ПВХ); комплексною добавкою (дьоготь модифіковано первинним відходом виробництва полівінілхлориду 1,5-2,0% і кубовими залишками дистиляції фталевого ангідриду 10-15%); комплексною модифікацією мікроструктури (дьоготь модифіковано відсівом полівінілхлориду, а поверхню мінерального порошку механоактивовано 0,5-1,0% - карбомідоформальдегідною смолою або полімермісткими відходами виробництва епоксидних смол).

7. Результати досліджень впроваджені в ТОВ ДАК "Автомобільні дороги України" дочірнього підприємства "Донецький облавтодор" і в навчальний процес у Донбаській національній академії будівництва і архітектури при викладанні дисциплін "Будівельне матеріалознавство" та "Фізико-хімічна механіка будівельних матеріалів" при підготовці фахівців з напряму 0921 "Будівництво". Економічний ефект склав 65795,65 грн.