ВВЕДЕНИЕ 7
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Классификация битумов 8
1.2. Применение битумов 11
1.3. Методы модификации битумов 12
1.4. Полимерно-битумные вяжущие 21
1.5. Эксплуатационные характеристики дорожного битума 24
1.6. Стабилизирующие добавки для щебеночно - мастичной асфальтобетонной
смеси (ЩМАС) 27
1.7. Гранулированный битум 30
1.7.1. Способ получения гранулированного битума 31
1.8. Целлюлозосодержащие битумные гранулы 34
2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ ООО «РАБИКА-
Энергосбережение» 39
2.1. Характеристика предприятия ООО «РАБИКА- Энергосбережение» как
источника загрязнения окружающей среды 39
2.1.1. Влияние ООО «РАБИКА- Энергосбережние» на атмосферный
воздух 39
2.1.2. Обращение с отходами на ООО «РАБИКА - Энергосбережение» 42
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 42
3.1. Получение битумных композиций 43
3.2. Методы испытаний битумных вяжущих 48
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 55
4.1. Разработка рецептур полимерно-битумных вяжущих 55
4.2. Технологическая карта получения полимерно-
битумных вяжущих 61
4.3. Разработка модельных рецептур битумно-целлюлозной композиции на
основе вторичного битума 64
4.4. Получение гранулированной битумно- целлюлозной модифицирующей
добавки к ЩМАС и ее испытание 66
4.4.1. Технологическая схема получения гранулированных битумных вяжущих 69
5. Охрана труда и техника безопасности 70
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
Список литературы 86
В настоящее время проблема образования больших объемов битумных кровельных отходов (БКО), возникающих при восстановлении и ремонте рубероидных кровель становится все более актуальной из-за невозможности их размещения на полигонах, в то же время ощущается острый дефицит качественных полимерно-битумных композиций - праймеров, мастик, полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) и их композиций для строительной отрасли и дорожного строительства и ремонта. Обычно при ремонте такие кровли восстанавливались посредством наклейки на них дополнительных слоев рубероида на битуме. В настоящее время такие крыши представляют собой своеобразные кладовые с большим содержанием дефицитного битума: в одном кубометре кровли содержится до нескольких сотен килограммов этого материала. В практике неизвестны ресурсосберегающие технологии реконструкции крыш с битумными кровлями. Такие кровли, как правило, разбирают вручную, а образующиеся битумные отходы вывозят на полигоны или несанкционированные свалки.
В настоящей квалификационной работе исследовалась возможность использования продуктов переработки битумно-кровельных отходов для получения полезных битум содержащих продуктов.
Цель работы: Получение новых битумных композиционных материалов на основе битумно-кровельных отходов.
Задачи исследования:
- Разработка модельных рецептур полимерно-битумных вяжущих на основе
вторичного битума;
- Получение и исследование целлюлозосодержащих гранулированных
битумных композиций для дорожного строительства.
- Разработка принципиальных технологических схем получения полимерно-битумных вяжущих и целлюлозосодержащих гранулированных битумных композиций.
Научная новизна квалификационной работы заключается в обосновании и экспериментальном подтверждении возможности использования продуктов термической обработки битумно-кровельных отходов в качестве полупродуктов при получении полимерно-битумных вяжущих и гранулированных целлюлозосодержащих композитов.
Практическая значимость работы.
Предложено использование продуктов термической обработки БКО для получения новых битумосодержащих продуктов для строительной отрасли.
Разработаны технологические карты и принципиальные технологические схемы процессов получения полимерно-битумных вяжущих и гранулированных целлюлозосодержащих композитов.
1. Разработаны рецептуры полимерно-битумных композиций на основе вторичного битума для строительной отрасли.
2. Получены и исследованы целлюлозосодержащие гранулированные битумные композиции для дорожного строительства.
3. Разработаны принципиальные технологические схемы получения битумных композиций
1. Гуреев А.А. Производство нефтяных битумов / А. А. Гуреев, Е. А. Чернышева, А. А. Коновалов, Ю.В. Кожевникова. - Москва: Нефть и газ. 2007. - 102 с.
2. ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.
3. ГОСТ 6617-76 Битумы нефтяные строительные
4. Гун Р.Б. Нефтяные битумы / Р.Б. Гун - М. - Химия, 1973. - 432 с.
5. Рынок битумов (текущая ситуация и прогноз) / Altoconsultinggroup - 2014 - 218 c.
6. Topbuilder / Нижнекамский промышленный узел - 2012 - 84 с.
7. Г аниева Т. Ф. Современный дорожно-строительные материалы / Т.Ф. Ганиева, А. И. Абдуллин, М.Р. Идрисов - СПб.: Проспект Науки, 2014. - 144 с.
8. Г алдина, В.Д. Модификация битума./В.Д. Г алдина - Омск:СибАДИ: 2009 - 5-7с.
9. Тарасов Р.В. Модификация битумов полимерами / Р.В.Тарасов, Л.В.
Макарова, А.А. Кадомцева //Современные научные исследования и инновации. - 2014. - №5 [ Электронный ресурс]. URL:http://web.
Snauka.ru/issies/2014/05/3468
10. Дияров, И. Н. Модификация окисленных битумов элементной серой /
И. Н. Дияров, Р.З. Фахрутдинов, А.Ф. Кемалов, Р.А. Ибрагимов Материалы семинара - дискуссии «Концептуальные вопросы развития комплекса «нефтедобыча - нефтепереработка - нефтехимия в регионе в связи с увеличением доли тяжелых, высокосернистых нефтей» - Казань - 1997 - с.98.
11. Илиополов, С.К. Органические вяжущие для дорожного строительства. /
С.К. Илиополов, И.В Мардиросова, Е.В. Углова, О.К. Безродный /Ростов на Дону: 2003. - 427 с
12. Polymers for bitumen modification. - England: Exxon chemical. - 1996. - 14 p.
13. Стоян, И.А. Влияние добавок термопластичных эластомеров на свойства битумов / И.А. Стоян, Г.В. Слюсарев // Вестник: СевКавГТУ // - Ставрополь: СевКавГТУ. - 2003. - С. 84-86.
14. Лаврухин, В.П. К вопросу улучшения дорожных битумов синтетическими каучуковыми материалами / В.П. Лаврухин, А.Н. Долгов // Гос. всесоюз. ДорНИИ.-1971. - Вып. 30 - 53-57 с.
15. Королев, И.В. Пути экономии битума в дорожном строительстве / И.В. Королев. - М.: Транспорт. - 1986. - 152 с.
16. Резиносодержащий модификатор битума: пат. 2349616 Рос. Федерация: МПК C08L95/00 / Шаховец С.Е.; Смирнов Б.Л., Шаховец Ф.С. заявитель и патентообладатель Шаховец С.Е. - № 2007149042/04; заявл. 24.12.2007; опубл. 20.03.2009. - 3 с.
17. Полякова С. В. Применение модифицированных битумов в дорожном строительстве / С. В. Полякова // Стройпрофиль. - 2001. - №10. - С. 12 - 13.
18. Худякова, Т.С. Особенности структуры и свойств битумов, модифицированных полимерами / Т.С. Худякова, А.Ф. Масюк, В.Н. Калинин // Дорожная техника. - 2003. - № 7. -174 - 181 с.
19. Ненахов, С.А. Адгезия. Основные термины и определения / С.А. Ненахов // Клеи. Г ерметики. Технологии. - 2007. - № 4. - С. 2 - 6.
20. Кудряшов, П.А. Исследование термостабильности адгезионных добавок / П.А. Кудряшов, В.Г. Гермашев, В.А. Мартынов // Сборник докладов ежегодной научной сессии Ассоциации Исследователей Асфальтобетона МАДИ (ГТУ). - М., 2011. - С. 23-31.
21. Ланге К. Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ,
применение / K.P. Ланге. СПб: Из-во "Профессия", 2007. - 240 с.
22. Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ,
свойства, применения / А.А. Абрамзон. - Л.: Химия, 1988. - 200 с.
23. Ребиндер, П.А. Поверхностное явление в дисперсных системах / П.А.
Ребиндер. - М.: Наука, 1978. - 368 с.
24. Мухаматдинов, И. И. Новая адгезионная присадка для битумов дорожного назначения / И. И. Мухаматдинов, П. С. Фахретдинов, А. Ф. Кемалов // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. - 2013 - № 12 - С. 33-36
25. Руководство по применению ПАВ при устройстве асфальтобетонных покрытий. - М.: Росавтодор, 2003. - 40 с.
26. Амфотерная адгезионная присадка к битумным вяжущим для асфальтобетонов: пат. 2534539 Рос. Федерация: МПК C08L95/00, C04B26/26 / Кудряшов В.А., Кудряшов П.А., Гермашев В.Г. и др.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Селена», Кудряшов В.А.- №2012139283/0; заявл. 13.09.2012; опубл. 27.11.2014. - 3 с.
27. Адгезионная добавка для битумных композиций: пат. 2500699 Рос. Федерация: МПК C08L95/00 / Гусев Ю.К., Блинов Е.В., Юдин В.П., Папков В.Н.; заявитель и патентообладатель Гусев Ю.К., Блинов Е.В., Юдин В.П., Папков В.Н. - № 2012113496/05; заявл. 06.04.2012; опубл. 10.12.2013. - 3 с.
28. Кучма, М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве / М.И. Кучма. - М.: Транспорт, 1982. - 191 с.
29. Ковалев, Я.Н. Активационные технологии дорожных композиционных
материалов / Я.Н. Ковалев. - Минск: Белорусская Энциклопедия, 2002. - 336 с.
30. Шемонаева, Д.С. Исследование влияния ПАВ на структурообразование в битумах / Д.С. Шемонаева, А.С. Колбановская. - Коллоидный журнал.: - 1970. T.XXII - №5 - 783 с.
31. Зубков, А.Ф. Технология ремонта дорожных покрытий автомобильных дорог с применением горячих асфальтобетонных смесей / А.Ф. Зубков, В.Г.
Однолько, Е.Ю. Евсеев. - М.: Издательский дом «Спектр» - 2013. - 180 с.
32. Королев, И.В. Технические поверхностно-активные вещества из
вторичных ресурсов в дорожном строительстве / И.В. Королев. - М.: Транспорт. - 1991. - 144 с.
33. Шемонаева, Д.С. Влияние количества и вида ПАВ на дисперсные структуры в битуме / Д.С. Шемонавева. - Балашиха: Труды Гос. Всесоюз. Дор. Науч.-исслед. Ин-та- вып.27-1968. - 64 с.
34. Бабаев, В.И. Технические поверхностно-активные вещества из вторичных ресурсов в дорожном строительстве / В.И. Бабаев, И.В. Королев и др. М.: Транспорт, 1991. -144 с.
35. Битумная эмульсия и способ ее приготовления: пат. 2258075
Рос.
Федерация: МПК7 C08L95/00, B01F17/00 / В.Г. Хозин, Л.Ш. Нетфуллова; заявитель и патентообладатель В.Г. Хозин, Л.Ш. Нетфуллова. - № 2004106099/04; заявл. 01.03.2004; опубл. 10.08.2005. - 2 с.
36. Фомин А.Ю. Битумполисульфидные вяжущие для дорожных асфальтобетонов / Автореф.Дисс.канд.тех.наук.-Казань, 2004. -24 с.
37. Способ получения адгезионной битумной присадки: пат. 2398799 Рос.
Федерация: МПК C08L95/00/ Э.Г. Теляшев, В.А. Лелюшкин и др.; заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") - № 2009126901/04; заявл. 13.07.2009; опубл. 10.09.2010. - 3 с.
38. Петров С.М. Модификаторы полифункционального действия для получения окисленных дорожных битумов с улучшенными свойствами /
Автореф.Дисс.канд.тех.наук.-Казань, 2009. -23 с.
39. Байда А.А.Мицеллярные растворы и микроэмульсии на основе флотогудрона / А.А. Байда, С.Г. Агаев - Нефть и Газ. Тюмень. - 2010. - № 4. - С. 79-85
40. Способ получения серобитумного вяжущего: пат. 2255066
Рос.
Федерация: МПК7 C04B12/00 / В.Г. Хозин, А.Ю. Фомин, Р.Т. Порфирьева; заявитель и патентообладатель Казанская государственная архитектурностроительная академия КГАСА - № 2004114014/03; заявл. 29.04.2004; опубл.
27.06.2005. - 3 с.
41. Левченко, Е.С. Влияние минеральных наполнителей на свойства битума в асфальтобетоне / Е.С. Левченко, Д.А. Розенталь // СПБ.: Тезисы докладов. Межд. Форум Топливно-энергетический комплекс России. - 2005. - С.245-251.
42. Ковалев, Я.В. Межфазные контакты в битумоминеральных системах и их усилие / Я.В. Ковалев // Наука и техника - 2014. - №5. - С. 3-9.
43. Николаева, Л.А. Дорожный асфальтобетон на основе модифицированного битумного вяжущего / Л.А. Николаева, О.Н. Буренина, С.Н. Попов // Научный журнал КубГАУ. - №85(01) . - 2013. - С. 1-10
44. Котлярский, Э.В. Научно-методические основы оценки структурномеханических свойств композиционных материалов на основе органических вяжущих / Э.В. Котлярский. - М.: Строительные материалы - 2011. - С. 3641
45. Добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона: пат. 2222559 Рос. Федерация: МПК7 C08L95/00 / Джаназян Э.С., Шитиков Е.С., Ракитин Б.А., Григорян А.Р.; заявитель и патентообладатель Джаназян Э.С. - №
2002113710/03; заявл. 28.05.2002; опубл. 27.01.2004. - 3 с.
46. СТО 09000645-001-2013 Добавка стабилизирующая волокнистая для
асфальтобетонных покрытий «Дора» / ООО «Группа К-интер» 2013 - 14 с.
47. Стабилизирующая добавка для асфальтобетонной смеси на основе торфа (варианты) и способ получения для нее структурообразователя: пат. 2479524.
Рос. Федерация: МПК C04B26/26, C08L95/20 / Кудряшов А.П., Кудряшов И.В., Кудряшов П.А. и др.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Селена», Кудряшов А.П., Кудряшов И.В.- № 2011126791/03; заявл. 29.06.2011; опубл. 10.01.2013. - 5 с.
48. Стабилизатор для щебеночно-мастичного асфальтобетона: пат. 2348662
Рос. Федерация: C08L1/02, C08L23/12, C04B16/02, C04B16/06, / Кисилев М.А., Воронин А.Н., Веник В.Н. и др.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Фирма «ГБЦ» - №
2007107626/04; заявл. 10.09.2008; опубл. 10.03.2009. - 4 с.
49. Прокопец, В.С. Адгезионная присадка БАП-ДС-3 для дорожных битумов / В.С. Прокопец, В.Д. Галдина и др.// Строительные материалы. - 2005. - №10. с.12-14.
50. Bethge, Ph. Koalition der Unwilligen / Ph.Bethge // Der Spiegek. - 2008. - №50. P.166
51. Iliescu, M Performance of Modified Asphalt Mixtures Obtained Using Plastomers Added In Station / M Iliescu, M. Pop // Civil Engineering & Architecture - Vol. 53 -2010 - 115-123 p.
52. Asphalt, the sustainable road to success / 5thEurasphalt and eurobitume congress / Turkey - 2012 - P. 50
53. J. Rottenmaier&Sohne GMBH Viatop [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sma-viatop.com/SMAviatop_engl/index.shtml, свободный.
54. Райнхольд, ДЩебеночно-мастичный асфальт / Д. Райнхольд // Автомоб. дороги. - 2002. - № 3. - С. 80.
55. Илиополов, С.К. Эффективный модификатор-стабилизатор для щебеночно-мастичных смесей / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова // Автомобильные дороги. - 2005. - №1. - С. 19 -22.
56. Оев, А.М. Микрокристаллическая целлюлоза - стабилизирующая добавка для щебнемастичного асфальтобетона / А.М. Оев, С.А. Оев, Е.К. Салимбаев // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2007. - №4. - С.22-23.
57. Оев, А.М. Стабилизирующая добавка из хлопковой целлюлозы для щебнемастичного асфальтобетона / А.М. Оев, С.А. Оев // Вестник Таджикского технического университета. - 2009. - Т.4. №4. - С.62-64
58. Оев, A.M. Влияние порошковых целлюлоз на свойства битумоминеральных покрытий / А.М. Оев, А.К. Касымов, К.М. Махкамов //
Доклады АН РТ, 1993. - №10 - 11, - том 36. - С.534-537.
59. Шумный, В.К. Поиск возобновляемых источников целлюлозы для
многоцелевого использования / В.К. Шумный, Н. А. Колчанов, Г. В. Сакович, В. Н. Пармон, С. Г. Вепрев, Н. Н. Нечипоренко и др., Вестник ВОГиС: 2010.
- Т.14 - №3 -569-577.
60. Вураско, А.В. Ресурсосберегающая технология получения
целлюлозы при комплексной переработке соломы риса / А.В. Вураско, Б.Н. Дрикер, Л. А. Земнухова и др., Химия растительного сырья - 2007-2 - 21-25.
61. Способ получения целлюлозы из технической конопли: пат. 2360055
Рос. Федерация: МПК D21C3/02, D21C5/00, D01C1/02, C08B1/08 / Александрин А.П., Комягин Е.А., Мынин В.Н. и др.; патентообладатель ООО "ГЕНОС"; - № 2007103225/12; заявл. 29.01.2007; опубл. 27.06.2009, Бюл. №
18. - 5 с.
62. Григорьева, Н.П. Идентификация структуры травяной целлюлозы / Н.П. Григорьева, И.Н. Галимуллин, Н.А. Лебедев, О.К. Нугманов и др. // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17 - №23 - С. 362-367.
63. Способ получения полуцеллюлозы: пат. 2343240 Рос. Федерация:
МПК
D21C5/00, D21C1/06, D21B1/16, D01C1/02 / Нугманов О.К., Шитиков Е.С., Григорьева Н.П., Лебедев Н.А. и др.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение «Нефтепромхим» (ООО «НПО «Нефтепромхим») - № 2007115320; заявл. 12.04.2007; опубл. 10.01.2009. - 3 с.
64. Лебедев, Н.А. Целлюлоза. Начало нашей эры / Н.А. Лебедев, О.К. Нугманов // Химический журнал. - 2009. - №12 - С. 30-33
65. Способ получения целлюлозы: пат. 2413808 Рос. Федерация:
МПК
D21C5/00, D21C3/02, D21C1/06, D21B1/16, D01C1/02 / Нугманов О.К.,
Григорьева Н.П., Нусинович Д.С.; Лебедев Н.А. заявитель и
патентообладатель Открытое акционерное общество
"Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии «НИИнефтепромхим» (ОАО «НИИнефтепромхим») - № 2010120156/12; заявл. 19.05.2010; опубл. 10.03.2011. - 4 с.
66. Григорьева, Н.П. Технология получения целлюлозы из травянистых растений и ее свойства / Н.П. Григорьева, О.К. Нугманов, Д.С. Нусинович и др. // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №3 - С. 165-169.
67. Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применения / А.А. Абрамзон. - Л.: Химия, 1988. - С. 12-14.
68. Способ получения целлюлозы (варианты): пат. 2458950 Рос.
Федерация: МПК C08L95/00, C08L91/00, C08K13/02 / Нугманов О.К., Григорьева Н.П., Лебедев Н.А., и др. заявитель и патентообладатель открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский институт по нефтепромысловой
химии" ОАО "НИИнефтепромхим" - №2005127650/12; заявл. 24.08.2005; опубл. 20.08.2007. - 4 с.
69. Нугманов, О. К. Технология получения целлюлозы из соломы травянистых растений / О.К. Нугманов, Н. П. Григорьева, Д. С. Нусинович, Н. А. Лебедев // Новые достижения в химии и химической технологии
растительного сырья: материалы V Всероссийской конференции. Барнаул,
2012. - С.346-348.
70. Способ получения стабилизирующей добавки: пат. 2458950 Рос. Федерация: МПК C08L95/00, C08L91/00, C08K13/02 / Нугманов О.К.,