Композиционные составы для локализации очагов разрушения дорожного покрытия

Анализ зарубежного и отечественного опыта производства сухих строительных смесей показал, что рост объемов ремонтно-строительных работ приводит и к увеличению производства сухих строительных смесей как общестроительного, так и специального назначения. В смесях общестроительного назначения применяются традиционные вяжущие (цемент, известь, гипс), а также функциональные добавки, придающие смесям специальные свойства. Примечательно, что зарубежные и отечественные производители чаще всего в качестве вяжущего используют цемент или гипс [111].

К смесям специального назначения предъявляются дополнительные требования (высокая адгезия, прочность при сжатии, изгибе в ранние сроки твердения, водопоглощение, пористость). Перечисленные свойства, а также другие свойства смесей специального назначения определяются свойствами применяемого вяжущего по основному назначению и условиям эксплуатации.

Для ремонта дорожных покрытий требуется разработка новых эффективных материалов на основе сухих строительных смесей специального назначения, отвечающих требованиям стационарного приготовления с удлиненными сроками хранения и приводимых в рабочее состояние на месте производства работ.

Глава 2. Разработка состава композиции для заделки трещин на дорожном покрытии

Наиболее распространенными видами дефектов на асфальтобетонных покрытиях являются трещины температурные, силовые, отраженные и технологические. Герметизация трещин на асфальтобетонных покрытиях выполняется по общеизвестным методикам с учетом физических характеристик асфальтобетона и изменения его реологических свойств во времени и от температуры. Материалы для заделки трещин выбирают с учетом величины обратимых и необратимых составляющих деформаций, соотношения между напряжениями и деформациями и релаксационной способности. В практике дорожной отрасли для устранения дефектов на асфальтобетонных покрытиях чаще всего применяют мастичные составы на основе органических вяжущих с добавками, повышающими деформативность составов. Учитывая климатические условия Сибирского региона, можно предположить, что деформационные свойства мастик и асфальтобетона несовместимы при отрицательных температурах. Это может привести к преждевременному разрушению мастичных составов и ежегодному ремонту покрытий. С целью повышения качества ремонта и обеспечения долговечности асфальтобетонного покрытия исследована возможность применения принципиально новых составов для заделки трещин на основе минеральных вяжущих, свойства которых в значительной мере будут близки к свойствам мастичных составов на органических вяжущих и соответствовать требуемой пластичности, прочности при сжатии и изгибе, адгезионной прочности, морозостойкости и низкому водопоглощению.

Дополнительными позитивными моментами выполненных исследований являлись сопутствующие экологический, технологический и экономический эффекты.

2.1. Теоретическое обоснование выбора сырьевых материалов композиции

Материалы для ремонтной композиции выбирали с учетом местных сырьевых ресурсов.

В качестве основного компонента в составе композиции принято смешанное вяжущее, содержащее смесь портландцемента и гидравлически активной буроугольной золы-уноса. Основным по массе компонентом вяжущего в разрабатываемом ремонтном составе являлась высококальциевая зола-унос Красноярской ТЭЦ-2, образующаяся в процессе сжигания бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна, в составе которой присутствует 7–9 % свободного оксида кальция [61, 94]. Исследования, проведенные А. В. Киселевым, Е. И Аллилуевой, М. А. Савинкиной и другими авторами [70, 110, 120] по проблеме использования топливных отходов зол ТЭЦ Канско-Ачинского угольного бассейна показали, что золы могут заменить природное сырье для производства цемента и других вяжущих. Исследования химического состава и физико-механических свойств высококальциевой золы показали, что этот вид отходов теплоэнергетической промышленности является ценным строительным материалом, который может быть использован как самостоятельное низкомарочное вяжущее. Однако применение такой золы в чистом виде без дополнительных технологических операций затруднено из-за возможного негативного влияния оксида кальция, который присутствует в свободной форме. Поздняя гидратация частиц СаО_своб, покрытых стекловидной оболочкой, приводит к растрескиванию и разрушению затвердевшего материала. Вопросы нейтрализации свободного оксида кальция в золах-уноса освещены в работах М. Я. Процайло [6].

Нейтрализовать негативное влияние СаО_своб возможно различными способами: физическими, химическими, термическими. В данной работе выбран химический способ нейтрализации свободного оксида кальция за счет применения активных добавок, способных вступать в реакции присоединения и обмена с минералами золы.

Химический состав золы-уноса Красноярской ТЭЦ-2 и ее физико-механические свойства приведены в табл. 2.1, 2.2.