ЕЖЕГОДНАЯ НАУЧНАЯ СЕССИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ АССОЦИАЦИИ...
DESCRIPTION
ЕЖЕГОДНАЯ НАУЧНАЯ СЕССИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ АССОЦИАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОНА. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБИОННО-СОЛЬВАТНОГО СЛОЯ БИТУМА НА ПОВЕРХНОСТИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА Автор: С.С. Иноземцев аспирант института ИСА, каф. ТВВиБ Руководитель: Е.В. Королев - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ЕЖЕГОДНАЯ НАУЧНАЯ СЕССИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ АССОЦИАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОНА
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБИОННО-СОЛЬВАТНОГО СЛОЯ БИТУМА НА ПОВЕРХНОСТИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА
Автор: С.С. Иноземцеваспирант института ИСА, каф. ТВВиБ
Руководитель: Е.В. Королевд.т.н., профессор, директор НОЦ НТ
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
2013 г.
Результаты расчета вклада дисперсной фазы асфальтобетона (ЩМА-5)
Вид дисперсной фазыДиаметр
частиц, ммОбъемная
доляПлощадь границы раздела фаз, м2/м3 Вклад, %
Крупный заполнитель 5 0,65 7,20 0,85
Мелкий заполнитель 1,25 0,20 9,60 1,05
Минеральный порошок 0,01 0,15 900 98,1
Итого: 1,00 917,4 100
5
1,25
0,01
мм - Крупный заполнитель мм - Мелкий заполнитель мм - Минеральный порошок
Работы по исследованию свойств битума в тонких слоях
• Колбановская А.С., Михайлов В.В., Гезенцвей Л.Б. Структурно-механические свойства битума различного происхождения, 2. Роль тонких слоев битума в процессах структурообразования дисперсных битумоминеральных материалов // Коллоидный журнал, 1963, том 25, №3, С. 321-328.
• Ястребова Л.Н. Исследование органических вяжущих материалов и физико-механических свойств асфальтовых смесей, Дориздат, 1949.
Реологический метод оценки толщины адсорбционного слоя полимера
• Малиновский Ю.М., Эпельбаум Н.В, Иванова Л.И., Виноградов Г.В., Каргин В.А. Высокомолекулярные соединения, 1966, №8
• Бахрах Г.С. К оценке толщины адсорбционно-сольватного слоя битумов на поверхности частиц // Коллоидный журнал – 1969, – Т.39, №1, С. 8-12.
1
104
muf Sh
где, ρf – удельный вес материала дисперсной фазы; Su – площадь удельной поверхности дисперсной фазы; α, αm – коэффициенты, вычисляемые, соответственно, на основании измерения вязкости исследуемой системы и модельной системы «наполнитель – среда», в которой среда не образует совсем или образует на поверхности частиц сольватную оболочку ничтожно малой толщины.
Исходные данные для расчета
где, η0 – вязкость дисперсной среды; φ0 – объемная доля наполнителя;α0 – коэффициент формы сферических частиц (α0 =2,5); - уравнение А. Эйнштейна;∆φ – приращение дисперсной фазы
ooo 1ek
oo
o
uek
oouek
или
ooo 1 u
∆φ
ha
hk
наполнитель
Зависимость вязкости дисперсной системы от степени наполнения
η = 325,32e2,4134 φ
η = 705,79φ + 326,85
η = 1968,2φ + 504,49
η = 506,05e3,5052 φ
300
400
500
600
700
800
900
0 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 0,15Объемная степень наполнения
Вя
зко
сть
, м
Па·
с
- Битум БНД 60/90 при T=130оС- Касторовое масло при T=35оС
Ротационный вискозиметр Physica MCR 101 Anton Paar
• Метод коаксиальных (соосных)цилиндров
• Скорость вращения цилиндра при измерении – 20 с-1
• Температура испытаний – 120, 130, 140, 150 оС
• Точность поддержания температуры ± 0,01 оС
• Точность измерения вязкости± 0,1 мПа·с
Расчет толщины слоя битума на поверхности частиц наполнителя
где, ρf – удельный вес материала дисперсной фазы; Su – площадь удельной поверхности дисперсной фазы.
11
33
ooo
ooek
fuSh (1)
α > α0 – частиц дисперсной фазы неправильной формы:
α0 = 2,5 – сферическая форма частиц дисперсной фазы:
13 1
o
o
o
13 ek
fuSh (2)
Зависимость вязкости дисперсной системы от степени наполненияи температуры
850
900
950
1000
1050
1100
0 0,005 0,01 0,015 0,02Объемная степень наполнения
Вя
зко
сть
, мП
а·с
- Диатомит - Диатомит-600 - МП-1 - Кварцевый наполнитель
η = 614747e-0,0533T
η = 490043e-0,052T
η = 461308e-0,0515T
η = 622664e-0,0542T
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
120 130 140 150Температура, оС
Вя
зко
сть
, мП
а·с
- Диатомит - Диатомит-600 - МП-1 - Кварцевый наполнитель
- Диатомит-600
- Диатомит
- МП-1
- Кварцевый наполнитель
а б
bkxy 00 где k = αη0 и b = η0
α = k/b
Результаты расчета толщины слоев битума на поверхности минерального компонента при αо=2,5 – (1) и α = α – (2)
Наименование наполнителя
Общая толщина слоя по формуле (1)
120оС 130оС 140оС 150оС
Кварцевый наполнитель 0,777 -0,037 -0,847 -1,661
Диатомит 0,595 -1,708 -2,127 -1,342
Диатомит-600 1,970 0,074 -1,483 -3,309
МП-1 2,690 1,510 1,080 0,192
Наименование наполнителя
Общая толщина слоя по формуле (2)
120оС 130оС 140оС 150оС
Кварцевый наполнитель -0,185 -0,285 -0,385 -0,485
Диатомит 0,387 0,656 0,525 0,041
Диатомит-600 0,219 0,578 0,17 -0,405
МП-1 0,488 0,413 0,272 0,106
Зависимость вязкости дисперсной среды от температуры
Если η0 0 или η0 ηmin , то hk 0
ka hhh ka hhh
Зависимость толщины оболочки битума от температуры
η = -0,0792T + 12,065 – МП-1η = -0,0623T + 7,266 – Диатомит
η = -0,1740Т + 22,798 – Диатомит-600
η = -0,0812T + 10,525 – Кварцевый наполнитель
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
120 130 140 150 160Температура, оС
То
лщ
ин
асл
оя
би
тум
а, м
км
- МП-1 - Диатомит - Диатомит-600 - Кварцевый наполнитель
η = -0,0129T + 2,058 – МП-1η = -0,0117T + 1,9822 – Диатомит
η = -0,0203T + 2,9484 – Диатомит-600η = -0,01T + 1,0147 – Кварцевый наполнитель
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
120 130 140 150 160 170Температура, оС
То
лщ
ин
асл
оя
би
тум
а, м
км
- МП-1 - Диатомит - Диатомит-600 - Кварцевый наполнитель
а) при α = α0 а) при α = α
Наполнитель Толщина, мкм Температура, оС
Минеральный порошок
0,51…0,02 120…158
Диатомит 0,58…0,017 120…168
«Диатомит-600» 0,51…0,025 120…144
Толщины слоев битума на минеральных компонентах
ЕЖЕГОДНАЯ НАУЧНАЯ СЕССИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ АССОЦИАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОНА
2013 г.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!Доклад окончен.