РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛУЧЕНИЯ
ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ЦВЕТНОГО ДОРОЖНОГО ТЕРМОПЛАСТБЕТОНА
2.1. Таллловый пек, как основа вяжущего для цветного бетона
Анализ существующего состояния приготовления цветных органоминеральных дорожных бетонов свидетельствует о том, что при решении этой задачи должно обеспечиваться несколько принципиальных требований. Первое из них заключается в том, что вяжущее в тонком слое должно отличаться определенной прозрачностью, второе - в целях обеспечения эксплуатационных свойств цветных бетонов, аналогичных по свойствам традиционному асфальтобетону, вяжущее должно быть термопластичным; третье - вяжущее по своим техническим свойствам должно отвечать требованиям, предъявляемым к дорожным битумам; четвертое - технологические свойства вяжущего должны обеспечивать возможность использования для производства цветных дорожных бетонных смесей и устройства верхних слоев покрытий из них традиционной дорожной техники.
Из рассмотренных в предыдущей главе видов органических вяжущих, применяемых для получения цветных пластбетонов, в наибольшей степени поставленным требованиям отвечают "синтетические" (обесцвеченные) битумы. Хотя литературные источники не содержат деталей такой технологии, можно с большой долей вероятности утверждать, что речь идет о выделении из битумов асфальтенов. Именно асфальтены придают битумам черную окраску и существенно повышают вязкость мальтеновой среды. "Синтетические" битумы, как указано в [35, 64, 65], отличаются пониженной вязкостью. Современный уровень технологий производства битума на НПЗ стран содружества, свидетельствует о неосуществимости такого подхода. Это связано с тем, что нефтеперегонные заводы работают по топливно-смазочному варианту, а битум в этом случае является в определенной степени побочным продуктом производства. Разработка и внедрение в производство технологии обесцвечивания битума потребовали бы существенных материальных ресурсов.
Таким образом, поиск вяжущего, отвечающего указанным выше требованиям, должен вестись по другим направлениям. Традиционно в качестве вяжущего для цветных дорожных пластбетонов использовали побочные продукты нефтехимической промышленности. Поскольку в исходном виде такие продукты не дают положительных результатов, разрабатываются различные пути совершенствования их качества.
Наиболее доступным для дорожной отрасли технологическим приемом получения вяжущих для цветного пластбетона является компаундирование, т.е. смешение различных по свойствам компонентов, обеспечивающих требуемое качество вяжущего. Перспективным компонентом вяжущего для цветного бетона может служить талловый пек [25, 64, 65], который благодаря своему цвету и составу, может рассматриваться как один из компонентов вяжущего для цветных бетонов.
Талловый пек (ТП) является побочным продуктом сульфатного способа получения целлюлозы на стадии ректификации древесного масла. Талловый пек представляет собой вязкую жидкость светло-коричневого (в тонком слое) цвета с температурой размягчения в пределах 19-36?С, что отвечает консистенции жидких битумов. Он образован сложной смесью органических соединений [25, 35, 65]: высокомолекулярных насыщенных и ненасыщенных кислот, циклических альдегидов, кетонов и спиртов, полных эфиров, фенолов, продуктов конденсации фенолов с альдегидами. Результаты оценки группового состава таллового пека свидетельствуют об относительно незначительном содержании в них низкомолекулярных углеводородов, преимущественном содержании смол и относительно небольшом количестве высококонденсированных углеводородов типа асфальтенов. При этом характерной особенностью пеков является интенсивный переход при продувке воздухом смолистых веществ в высококонденсированное - асфальтоподобное состояние, что сопровождается существенным ростом вязкости, усилением черной окраски пека. Такой переход типичен для ненасыщенных "высыхающих жирных" кислот (олеиновой, линолевой и др.), что сопровождается их затвердеванием.
Химические свойства талловых пеков существенно отличаются от свойств битумов. Так кислотное число талловых пеков находится в пределах 8-43 мгКОН/г (битумов в пределах 0,5-2,0 мгКОН/г), число омыления талловых пеков очень велико 30-85 мгКОН/г, тогда как у битумов оно близко 6-12 мгКОН/г. Это свидетельствует о высокой анионной активности таллового пека (из-за наличия свободных кислот и сложных эфиров). Эти особенности таллового пека (химическая активность, клейкость) обеспечили достаточно широкое его применение в дорожном строительстве.
В 80-ых годах талловый пек использовали как анионоактивную добавку к битуму, как добавку в гудрон, подвергаемый впоследствии окислению [25, 66]. Были предприняты попытки окисления самого таллового пека с целью придания ему консистенции, присущей битумам. Попытки использовать окисленный талловый пек как вяжущее для цветного пекобетона [26, 27] не привели к положительным результатам, так как окисление сопровождалось усилением черного цвета пека, что требовало большего расхода пигмента для придания бетону ощутимой цветовой окраски, а сам бетон отличался активным старением, переводящим его из вязкоупругого в хрупкое состояние, способствующее быстрому шелушению и выкрашиванию покрытия.
2.2. Модификация таллового пека полимерами - рациональный путь получения вяжущего для цветного бетона
Талловый пек в своем естественном состоянии представляет вязкотекучую жидкость, которая по своей вязкости близка к вязкости гудронов - исходного сырья для окисления битумов. При такой консистенции вяжущего добиться достаточной прочности бетона можно лишь за счет чрезвычайно большого расхода пигмента. С одной стороны это дорого, с другой - это неминуемо приводит к интенсивному старению пека и охрупчиванию бетона. Следовательно, более перспективным путем использования положительных свойств таллового пека, с целью получения на его основе вяжущего для цветного бетона, является его модификация специальными добавками-загустителями.
Обычно перевод дорожного вяжущего
- Київ+380960830922