Ушбу илмий иш ёғ-мой саноати чиқиндиси ҳисобланган госсипол смоласига масса жиҳатидан 2 % CaO, 1 % резина кукуни тасир қилдирилиб йўл қурулишида қўлланиладиган битум олинди ва унга турли ҳил эмулгаторлар ва стабилизаторлар ҳамда тўлдирувчилар тасир қилдириш орқали нефтсиз битум-полимер эмульсияларнинг янги турлари яратилди.
Калит сўзлар: битум-полимер эмульсия, CaO, резина кукун, натрий гидроксид, натрий триполифосфат, унифлок.
В данной научной работе получен битум, применяемый в дорожном строительстве под воздействием 2 % СaО, 1 % порошка резины на смолу госсипола, являющуюся отходом масляной промышленности, и созданы новые виды нефтенасыщенных битумно-полимерных эмульсий путем воздействия на него различных эмульгаторов, стабилизаторов и наполнителей.
Ключевые слова: битумно-полимерная эмульсия, СаО, резиновый порошок, гидроксид натрия, триполифосфат натрия, унифлок.
Бугунги кундаги дунё ахолисининг жадал ўсиб бориш оқибатида иншоот ва йўл қурилишлари ҳажимларининг кундан-кунга ортиб бораётгани этиборга олинса, иморатлар, иншоотлар ва автомабил йўлларининг узоқ муддатли мустаҳкамлигини таминлаш, иқтисодий чихатидан қулай ва қўллаш соҳаси бўйича ҳафсиз бўлиши учун битум-полимер эмульсиялардан фойдаланилади. Нефть ва табиий битумлар йўл тўшакларини қуриш ва таъмирлашда, йўл ёнбағирлари ва тўғонларни мустаҳкамлашда, шунингдек, турли ҳил ҳимоя қопламалари сифатида самарали боғловчи сифатида кенг қўлланилади. Аммо дунё бўйлаб нефть ва табиий битумлар захираларининг камайиб бораётганини этиборга олсак, қурилиш сохасида қўлланиладиган маҳсулотлар яратишда саноат чиқиндилари ва иккиламчи хом ашёлардан фойдаланиш бугунги куннинг долзарб масаласидир. Битумни сувли эмульсия шаклида ишлатиш уни ишлатиш самарадорлигини кўпайтиради. Сув-битумли кўп қатламли эмульсиялар анъанавий «иссиқ» технологияларга нисбатан бир қатор афзалликларга эга бўлиб, улар қурилиш мавсумини узайтириш, битумнинг минерал материал юзасига ёпишишини яхшилаш, бириктирувчи материални 20–30 % гача тежаш, ҳўл тош материаллар билан ишлаш имкониятини беради ва қўллаш жихатидан ҳафсизлиги билан ажралиб туради. Йўл қурилиши амалиётида асосан сиртни тозалаш, ямоқлаш, астарлаш ва майдаланган тошни эмдириш орқали қайта ишлаш учун ишлатилади. Сув-битум эмульсияларини тайёрлаш юмшатиш нуқтасидан юқори қиздирилган битумни дисперцион муҳитда, одатда эркин сувда, сирт фаол моддалар билан барқарорлаштириш ва турли технологик қўшимчалар ёрдамида тарқатишдан иборат. [1]
Хозирги кунда мамлакатимизда йўл ва иморатлар қурилиши учун ишлатиладиган битум эмульсияларни яратишга яроқли хом ашёлар ва ресурслар мавжуд. Бундан ташқари уларни саноат чиқиндилари асосида ишлаб чиқариш имкониятлари мавжуд. Мамлакатимизда Ёғ-мой комбинатлари чиқиндиси сифатида госсипол симоласи йилига 20 минг тоннадан ортиқроқ ташил этади. Илмий адабиёотларда госсипол смоласи асосида нефть ўрнини босувчи битумлар яратилганлигини келтирилган, аммо улар асосида битум-полимер эмульсиялари бўйича хозиргача маълумотлар йўқ. Госсипол сималасининг таркиблари кимёвий, физик-кимёвий, спектроскопик тадқиқотлар орқали ўрганиш натижаларига кўра унинг асосини ароматик бирикмалар, ёғ ва окси ёғ кислоталари, ўзгарувчи маҳсулотлари ва азот сақловчи бирикмалар функциянал гуруҳлари мавжуд.
Илмий адабиётларда битум-полимер эмульсияларнининг замонавий турларини яратишга доир илмий ишланмалар етарли даражада келтирилган. Тадқиқотлар битум эмульсияларнинг анионик, катионик, анион ва катионик (нонион) типларини яратиш, парчаланиш тезлигига қараб тез, ўрта ва секин парчаланиш, физик-механик хоссаларини яхшилашга қаратилган [1–4] Мазку ишнинг мақсади — йўл қурилишида ишлатилладиган битум-полимер эмульсияларининг янги турларини госсипол смоласи асосида олиш, нефтсиз битум-полимер эмульсиялар олиш технологиясини яратиш, таннархини камайтириш ва сифатини яхшилашга қаратилган.
Тадқиқот ишининг вазифасига — маҳаллий ноорганик ресурслар кальций оксид, полиэтилен, натрий гидроксид, хлорид кислата, три натри полифасфат, диэтанол амин, кальций хларид, унифлок, сув ва ёғ-мой комбинатлари чиқиндиси госсипол смоласининг тасирини ўрганишдан иборат. Тадқиқот объектлари сифатида госсипол смоласи (ТШ 86–38–206), кальций оксид (ГОСТ 1387–80), полиэтилен(ГОСТ 16338–85), натрий гидроксид (ГОСТ 2263), хлорид кислата (ГОСТ 857), три натри полифасфат (ГОСТ 20291–80), диэтанол амин (ТУ 2423–178–00203335–2007), кальций хларид (ГОСТ 450), унифлок (ГОСТ 12.1.007), сув (ГОСТ 6709), нефраз (ГОСТ 443–76) танланди.
Тадқиқотларда кимёвий ва замонавий физик-кимёвий таҳлил усулларидан фойдаланилди. Дастлаб тадқиқотни йўл қурилишида қўлланиладиган нефть битуми БНД 60/90 маркали битумни госсипол смоласи асосида хоссалар жихатидан ўхшаш битум яратишга қаратилди. Кейинчалик шу яратилган таркибли битум асосида битум-полимер эмульсиялар олиш тадқиқотлари олиб борилди. ГОСТ Р 52128–2003 га асосан йўл қурилишида қўлланиладиган нефть битумларига хоссалари жихатидан ўхшаш, госсипол смоласи асосида битум яратиш борасидаги ишлар олиб борилди. Йўл қурилишида қўлланиладиган битумларнинг игна чуқирлиги, 0,1 мм: 25°С да 61–90 дан кам бўлмаслиги керак. Биз госсипол смоласига CaO тасир қилдириб ушбу натижага эришдик (1-жадвал).
1 жадвал
Госсипол смоласига CaOнинг турли нисбатлардаги тасири орқали синтез қилинган битумларнинг игна ботиш чуқурдигини ва юумшаш ҳароратини аниқлаш натижалари
|
№ |
ГС :CaO масс % |
Ҳарор-ат , °С |
Аралаштириш интенсевлиги ай/мин |
Реаксия кетиш вақти. мин |
Масса й ўқоти-лиши , % |
Игна бо-тиш чуқур-лиги мм |
Юумшаш ҳарорати °С |
|
1 |
99,0:1,0 |
220 |
180 |
30 |
0,62 |
125 |
36 |
|
2 |
98,5:1,5 |
45 |
0,96 |
90 |
42 |
||
|
3 |
98,0:2,0 |
70 |
1,55 |
60 |
48 |
||
|
4 |
98,5:2,5 |
85 |
1,88 |
35 |
51 |
||
|
5 |
97,0:3,0 |
120 |
2,30 |
20 |
57 |
1-жадвалда берилганидек госсипол смоласига 2 % CаО оғирлик жихатида тасир қилдирилганида олинган битумнинг игна чуқирлиги, 0,1 мм: 25°С да 60 га тенг эканлигини Пенетрометр ЛП ГОСТ 1440–42 асосида аниқладик. Йўл қурилишида қўлланиладиган битумларнинг ҳалқа ва тўп учун юмшатувчи ҳарорати 47°С дан кам эмас. 1-жадвалда берилганидек госсипол смоласига 2 % CаО оғирлик жихатида тасир қилдирилганида олинган битумнинг юмшаш ҳарорати 48°С тенг эканлигини ГОСТ 1150–73 асосида аниқладик.
2 жадвал
Госсипол смоласи асосида олинган битумнинг нисбий узайиш коэффитсиентини оширишга қаратилган тадқиқотлар натижалари
|
№ |
Резина к укуни миқдори, % |
Госсипол смоласи миқдори, % |
Ҳарорат, °С |
Аралаштириш интенсевлиги ай/мин |
Реак- сия кетиш вақти. мин |
Масса й ўқотилиши , % |
Чўзилув чанлиги мм |
|
1 |
0,5 |
99,5 |
220 |
180 |
20 |
0,30 |
52 |
|
2 |
1,0 |
99,0 |
30 |
0,42 |
55 |
||
|
3 |
1,5 |
98,5 |
35 |
0,48 |
62 |
||
|
4 |
2,0 |
98,0 |
45 |
0,60 |
74 |
Битумнинг узаювчанлик хоссаси ГОСТ 11505–75 асосида Дуктилометр орқали аниқланди. ГОСТ Р 52128–2003 га кўра йўл қурилишида ишлатилладиган битумнинг узаювчанлиги 55 см дан кам эмас. 2-жадвалда асосан госсипол симоласига 1 % резина кукуни оғирлик жихатидан тасир қилдирилганда унинг узаювчанлиги 55 сантимутирни ташкил қилди.
Госсипол смаласи асосида йўл қурилиши ва тамирлашда қўлланиладиган янги таркибли битум асосида анионик ва катионик битум эмульсиялар олишга эришдик. Тадқиқотлар мабойнида битум ва эмулгатир эритмаларининг турли нисбатларда олиб борилди ва тадқиқотлар натижаси шуни кўрсатдики битум массаси 45 % бўлганида ГОСТ Р 52128–2003 талабларига жавоб бера оладиган таркиб эканлиги аниқланди.
3 жадвал
Анионик типидаги битум-полимер эмульсиялар олиш тадқиқотлари
|
№ |
Битум, эритувчи, % масс |
Натрий гидрок-сид, % масс |
Натрий триполи-фосфат, % масс |
Унифлок, % масс |
Жела-тина, % масс |
Сув % масс |
|
1 |
45,0:2,0 |
0,1 |
0,1 |
0,5 |
0,2 |
52,1 |
|
2 |
45,0:2,0 |
0,1 |
0,1 |
1,0 |
0,2 |
51,6 |
|
3 |
45,0:2,0 |
0,1 |
0,1 |
1,5 |
0,2 |
51,1 |
|
4 |
45,0:2,0 |
0,5 |
0,1 |
0,5 |
0,2 |
51,7 |
|
5 |
45,0:2,0 |
0,5 |
0,1 |
1,0 |
0,2 |
51,2 |
|
6 |
45,0:2,0 |
0,5 |
0,1 |
1,5 |
0,2 |
50,7 |
|
7 |
45,0:2,0 |
1,0 |
0,1 |
0,5 |
0,2 |
51,2 |
|
8 |
45,0:2,0 |
1,0 |
0,1 |
1,0 |
0,2 |
50,7 |
|
9 |
45,0:2,0 |
1,0 |
0,1 |
1,5 |
0,2 |
50,2 |
Ушбу жадвалда келтирилганидек тури тадқиқотлар олиб борилди ва ГОСТ Р 52128–2003 талабларига мос келадиган таркиб сифатида масса жиҳатидан %: битум 45, эритувчи 2, натрий гидроксид 0,1, натрий триполифосфат 0,1, Унифлок 0,5, желатина 0,2 ва қолганини сув ташкил этувчи таркиб деб қабул қилинди ва шу таркиб асосида ИҚ анализи таҳлил қилинди.
1 расм. Анионик битум-полимер эмульсия ИК таҳлили
Анализга кўра ушбу таркиб орқали кимёвий барқарор битум эмульсиялар олиш мумкинлиги аниқланди ва бу синов натижалари асосида испотланди. Синов натижаларига кўра сақлаш барқорорлиги (№ 014 тўрли элекдаги қолдиқи) масса жиҳатдан 7 кундан кейи 0,56 %, 30 кундан кейи 1,12 % ни ташкил қилди ва № 014 тўрли элекдаги қолдиқи оғирлиги масса жиҳатдан 0,43 % ни ташкил қилди ва минерал материаллар билан аралаштиришда ГОСТ Р 52128–2003 талабларига мос келадиган 5 балл қийматга эга аралашмалиги аниқланди. Тадқиқодлар натижасида йўл қурилишида ишлатиш имкони бор бўлган, юқори адгезияга эга, стандарт талабларга жавоб берадиган ва технологик жиҳатдан содда бўлган битум эмульсиялар олишга эришдик.
Адабиёт:
1. Абдуллин А. И. Универсальные водо-битумные эмульсии
//автореф.. канд. тех. науки: Казань — 2005
2. В. А. Будник, П. В. Доминов, Б. С. Жирнов, Н. Г. Евдокимова,<< Способы модификации битумных эмульсий. совершенствование эмульсионно-минеральных смесей>> Нефтепереработка и Нефтехимия № 1 · 2009 · www.npnh.ru
3. Патент RU 2 361 895 C2 <<Способ приготовления битумнойэмульсии>> Автор(ы):Паневин Николай Иванович (RU),Поламарчук Игорь Иванович (RU),Ващенкова Ирина Викторовна (RU). 20.07.2009 Бюл. № 20
4. Патент RU 2 184 096 C1 <<Пористая эмульсионно-минеральная смесь>> Автор(ы):Илиополов С. К.,Мардиросова И. В.,Панькин С. В.,Бедусенко А. А.,Углова Е. В. 27.06.2002
5. ГОСТ Р 52128–2003 <<Эмульсии битумные дорожные>>Технические условия
