Сұранқұлов Ш. Ж.

С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті, Астана, Қазақстан

 

Арынов Қ.Қ.

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана, Қазақстан

 

ӨНДІРІС ҚАЛДЫҒЫНАН АЛЫНҒАН  АСФАЛЬТТЫ  БЕТОН

 

        

       Соңғы жылдары шет елдерде  және Қазақстанда , оның ішінде «Батыс Қытай - Батыс Европа» тас жолында  жабын қабатының жоғарғы қабатына шағал- мастикалы асфальты бетон көптеп қолдануда. Шағал тасының құрамында көп болуы жол  бетінің кедір- бұдырлы болуына және көлік дөңгелегі мен жол жабыны арасындағы үйлеліс коэффицентінің үлкен болуына әкеледі /1/.

        Шағал-мастикалық асфальтты-бетон құрамына көп тас материалдар қолданылады. Оның негізгісі шағал тас,ол  қоспа массасының 70-75 % құрайды. Оның сапасына дайындалатын асфальтты бетонның физика-механикалық және эксплуатациялық қасиеттері – беріктілігі, суыққа төзімділігі, бетінің тегістілігі, кедір-бұдырлығы т. б. байланысты. Аталмыш сапалы шағалдар көптеп табыла бермейді, және оны дайындау біраз шығынды қажет етеді. Сонымен қатар Тараз, Шымкент қалаларында тау-тау болып үйіліп жатқан химия өндірісінің қалдықтарын жол құрылысында пайдалану бір жағынан қажеттілікке жараса, екінші жағынан аймақтың экологиялық жағдайының жақсаруына әсер етеді.

        Асфальтты бетонның ұзақ та төзімді қызмет етуін қамтамасыз ететін жолдардың бірі өндірістік қалдықтарды түрлендіру болып табылады, соның нәтижесінде асфалтты бетон мүлде жаңарып, негізгі  қасиеттері жақсарып, ауыр жүк көліктерінің қозғалысына төзімділігі артады.

        Сонымен асфальтты бетон дайындауға «Химпром - 2030» ЖШС аймағында қолданыссыз жатқан химия өндірісінің қалдығы – фосфор шағалын пайдаландық, оның негізгі физика-механикалық көрсеткіштері: тығыздығы 2,75 г/см3; сығылуға беріктілігі – 80-100 МПа; майысуға беріктігі 20-25МПа; су сіңірімділігі 1-4%; суыққа төзімділігі – 50-75 цикл; кеуектілігі - 10-12 %.

        Қазіргі кездері жоғары сапалы асфалтты бетонды дайындау үшін ондағы түрлі фракциядағы минералдар мен битум арасындағы байланысты жақсарту және олардың  оптимальды құрамын табу. «Минералды материалдар - битум» арасындағы адгезиялық байланысты жақсарту екі жолмен орындалуы мүмкін:  қолданылатын битум сапасын жақсарту;  минералдардың белсенділігін арттыру.

        Асфальтты бетон құрамына қолданылатын минералды ұнтақ ретінде өндірісте қолданылмаған фосфор шағалын пайдаландық, оның байланыстық қасиетін арттыру мақсатында шар диірменінде ұсақталынды, осының нәтижесінде минерал ұнтақтарының механикалық қасиеттері жақсарып, олардан дайындалған асфальтті бетонның жоғары төзімділігі артады /2/.

        Асфальтты бетонның термопластикалық қасиетін жақсарту үшін түрлі қоспаларды пайдалануға болады, мысалы түрлі полимерлер (EVA, EMA, SBS, SBR), резина ұнтағы, синтетикалық каучук, полиэтилен және т.б.. Қолданылатын полимер SBS стирол-бутадиен негізіндегі таза тізбекті блок – сополимер, ол үлкен температура аралығында асфальтты бетонның төзімділігін қамтамасыз етеді.

        Сонымен зерттелген шағал мастикалы асфальтты бетон құрамы төмендегідей:

-                            фосфор шағалы өлшемі 5-20 мм – 75 % ; 

-                            минералды ұнтақ 0,14 – 5 мм  фосфор ұнтағы - 8 %;

-                            битум БНД 60/90-7 %;

-                            полимер SBS – 5 %.

        Бұл шағал-мастикалы асфальтты бетон араласпасы мынадай реттілік бойынша дайындалды:

-                            фосфор шағалы мен ұнтағы 130-150˚С -та қыздырылып араластырылды;

-                            алдын ала қыздырылып дайындалған полимерлі битумды фосфор шағалымен араластырылады.

        Сонымен, өндіріс қалдығынан дайындалған шағал-мастикалы асфальтты бетонды ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные  и асфальтобетон шебеночно-мастичные. Технические условия» талаптарына сай физикалы-механикалық қасиеттері анықталынды. Олардың нәтижелері төменде келтірілген:

-                            тығыздығы – 2410-2470 кг/м3;

-                            салыстырмалы кеуектілігі – 3,8-4,0 %;

-                            көлемдік ылғалдануы – 1,8 -2,0 %;

-                            суда ұзақ ұстап тұрғандағы төзімділігі – 0,85-0,87 %;

-                            сығылғандағы беріктілігі:

      а) 0˚ С кезінде – 8,0-8,3 МПа;

      б) 20˚ С кезінде – 4,2-4,4 МПа;

      в) 50˚ С кезінде – 1,2-1,5 МПа.

Кесте – Асфалтты бетонның физика-механикалық қасиеттері

 

№

Шағал мастикалы

асфальтты бетон:

Фосфор шағалы;

битум - БНД 60/90;

полимер SBS

 

Сығылудағы беріктілік шегі, МПа

Суды көлемдік сіңіруі, %

Суда ұзақ тұрғандағы төзімділік

Қалыңқы

кеуектілік, %

Минерал бөлігінің кеуектілігі, %

R20

R0

Rв

R50

1

 

 

 

Минеральды  ұнтақ-

известняк-5%

 

 

4 .3

9.3

4.5

1.4

2.2

0.91

2.8

15.26

2

Минеральды ұнтақ:

фосфор шлагі

5%

8%

10%

 

 

4.2

4.3

4.4

 

 

9.3

8,7

6.8

 

 

4.1

4,0

3.95

 

 

1.2

1.35

1.5

 

 

1.9

1,8

1,7

 

 

0.95

0,95

0.94

 

 

3.7

2.9

2.1

 

 

15.3

16.7

15.1

 

3

ГОСТ бойынша

>2,2

<13

 

0,65

1-  4

0,85

1,5- 4,5

15- 19

       

Бұл нәтижелер МЕСТ талаптарынан 10-15 % жоғары.

Сонымен жергілікті өндіріс  қалдығынан – фрсфор шағалынан жоғары сапалы шағал-мастикалы асфалтты бетон алынды. Сол арқылы жол төсемінің өзіндік құнын азайтуға және аймақтық экологиялық жағдайын жақсартуға болады.

                        

Әдебиеттер:

1.    Стебаков А.П., Кирюхин Г.М., Гопин О.Б. Шебеночно-мастичный асфальтобетон – будущее дорожных покрытий. // Строительная техника и технология. – 2002. - № 3 – с. 16-17.

2.    Сулейменов Ж.Т., Сагындыков А.А., Суранкулов Ш.Ж. Составы и свойства горячего асфальтобетона на основе отходов фосфорной промышленности. // Поиск. Серия естественных и технических наук № 1/2005-с.64-66.