Губа В.В. к.т.н., доц. кафедры «СиЭАД» АДИ ГВУЗ „ДонНТУ”,

Копачевская И.Г. асс. кафедры «СиЭАД» АДИ ГВУЗ „ДонНТУ”.

ПОГЛОЩЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА СЛОЕМ АСФАЛЬТОБЕТОНА

Эксплуатация асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог сопровождается действием на них различных газовых составляющих окружающей среды. Результатом воздействия есть существенное изменение таких свойств асфальтобетона как плотность, прочность, пористость, водостойкость, слипаемость минеральных материалов с органическим вяжущим и др. Важным является и то, что ухудшается экологическая обстановка в зонах автомобильных дорог. Одним из основных и наиболее агрессивных компонентов окружающей среды является углекислый газ, изучение действия которого на свойства асфальтобетонов является актуальной научной задачей. Главным показателем этого воздействия является скорость поглощения углекислого газа слоем асфальтобетона.

Для изучения скорость поглощения углекислого газа различными асфальтобетонами разработана экспериментальная установка показання на рисунке 1. Конструкция установки позволяет моделировать объемный метод насыщения слоя асфальтобетона при постоянной концентрации углекислого газа (СО₂). Принцип действия установки состоит в том, что исследуемые асфальтобетонные образцы, находятся под определенным давлением в замкнутом пространстве, в котором искусственно создается необходимая концентрация углекислого газа. Вследствие насыщения образцов газами СО₂, снижается их концентрация и происходит падение давления в замкнутом пространстве установки. Падение давления компенсируется подводом в установку старого измеряемого количества подаваемого дополнительно углекислого газа. Зная количество подаваемого газа СО₂ и время проведения опыта, рассчитывается скорость поглощения и вычерчиваются кинетические кривые насыщения асфальтобетонных смесей.

Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки

1 – эксикатор; 2 – V образный манометр; 3 – мерник; 4, 11, 12, 13, 14, 16 – краны; 5 – бутыль с тубусом; 6 – бутыль с углекислым газом СО₂; 7 – бутыль с раствором соли NaCl; 8 – асфальтобетон; 9 – баллон с СО₂; 10 – мерный цилиндр; 15 – буферная емкость; 17 – соединяющие трубки; 18 – скобы.

Установка работает следующим образом. Образцы 8 асфальтобетонов с определенной относительной влажностью помещаются в эксикатор 1 и герметизируются от воздействий окружающей среды. Эксикатор 1 заполнен насыщенными растворами соли NaCl для поддержания параметров влажности. Из баллона 9 газом СО₂ из эксикатора 1 вытесняют определенное количество раствора NaCl в мерный цилиндр 10. Таким образом, внутри эксикатора 1 создается необходимое контролируемое давление с требуемой величиной концентрации углекислого газа. Остальные приборы служат для контроля и поддержания процесса насыщения в заданных параметрах.

С помощью данной установки были получены кинетические кривые насыщения асфальтобетонных смесей газом СО₂ при различной влажности 40, 50, 70, 90 и 100 % воздуха и различных значениях температуры от +15ºС до – 5ºС.

Для опытов использовались образцы цилиндрической формы диаметром 75 мм из различных типа Б, В и Г асфальтобетонных смесей. Процентное содержание битума в смесях составляло 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 % и 6,5 %.

Испытания образцов проводили в течение 6–8 часов при объемной концентрации углекислого газа от 2% до 30%.

Полученные данные позволяют рассчитать эффективный коэффициент диффузии газа в асфальтобетоне и оценить диффузионную проницаемость образцов.

Все данные после испытаний заносились в лабораторные журналы, после чего получали сравнительные характеристики составов асфальтобетонов, работающих в нормальных условиях и условиях агрессивной среды. Затем проводили испытания на прочность, пористость, водонасыщение, набухание компонентов и слипаемость минеральных материалов с органическим вяжущим.

Литература

1. Евгеньев И.Е. Автомобильные дороги в окружающей среде / И.Е. Евгеньев, Б.Б. Каримов. – М.: ООО «Трансдорнаука», 1997. – 285с.

2. Хомяк Я.В. Автомобильные дороги и окружающая среда / Я.В. Хомяк, В.Ф. Скорченко. – К.: Вища шк., 1983. – 156 с.

3. Губа В.В., Никишина В.Г. Установка для изучения скорости поглощения углекислого газа слоем асфальтобетона. Сборник тезисов докладов VI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология. Человек. Общество». Киев, 2003. – 276 с.