Главная -> Словарь

Минеральных наполнителей

Извлечение углеродсодержащих материалов с помощью пропана, находящегося в сверхкритическом состоянии. В настоящее время разрабатываются и исследуются процессы извлечения полезных светлых погонов из тяжелых углеродсодержащих минеральных материалов и хвостов . Некоторые из этих процессов близки к стадии промышленно-коммерческого освоения. Одним из них является процесс, использующий пропан при температуре, превышающей критическое значение и давлении, несколько большем критического . При этих условиях пропан находится в газовой фазе, плотность которой значительно выше плотности насыщенных паров, и обладает повышенной экстрагирующей способностью по отношению к целому ряду углеводородсодержащих веществ, особенно к парафинам и цикло-парафинам, содержащимся в угле и других материалах.

Влияние наполнителей и других добавок. Наполнители вводят в органические материалы для экономии, а также для придания им механической прочности. Наполнитель может быть инертным, например измельченный камень в асфальте, или он может быть связан физико-химическими силами с органической частью системы, как например при укреплении резиновой смеси сажей. Очевидно, инертный минеральный наполнитель при облучений органического материала будет уменьшать действие излучения на систему в целом. Механические свойства минеральных материалов под действием излучения изменяются медленно; поэтому наполнитель играет роль инертной структурной части системы. Однако такое простое объяснение может оказаться неверным, поскольку линейный коэффициент поглощения у минеральных наполнителей больше, чем у углеводородов. Более того, важные механические свойства наполненных образцов могут зависеть от чувствительности к облучению углеводородной части, причем действие облучения на углеводородную часть в наполненном образце может оказаться иным, чем в отсутствие наполнителя.

Требования, предъявляемые к битумам, особенно дорожным, весьма разнообразны. Основное назначение дорожных битумов — связывание, склеивание частиц минеральных материалов , придание им гидрофобных свойств, заполнение пространств

Дорожные битумы должны: а) сохранять прочность при повышенных температурах, т. е. быть теплостойкими; б) сохранять эластичность при отрицательных температурах, т. е. быть морозостойкими; в) сопротивляться сжатию, удару, разрыву под воздействием движущегося транспорта; г) обеспечивать хорошее сцепление с сухой и влажной поверхностью минеральных материалов; д) сохранять в течение длительного времени первоначальную вязкость и прочность. Строительные битумы могут быть менее эластичными, но они должны быть более твердыми.,

Содержание кремнезема, % масс. Рисунок 5. Классификация минеральных материалов.

В приложении 2 к приводится методика определения времени распада эмульсии в смеси, которая состоит в следующем. Из минеральных материалов, которые предназначены к применению в данном конкретном случае, проектируют модельный состав смеси в соответствии с требуемыми зерновым составом и коэффициентом сцепления. В соответствии с подобранным составом взвешивают компоненты смеси из расчета общего количества 100 г. Смесь увлажняют водой из расчета 6-8% от массы минерального материала и тщательно перемешивают12". В подготовленную смесь вливают битумную эмульсию в количестве, определяемом технологией производства работ в каждом конкретном случае121 и начинают вручную перемешивать смесь минерального материала с эмульсией, периодически наклоняя чашку и оценивая подвижность смеси. За скорость распада эмульсии в смеси принимается время в секундах от момента введения эмульсии в минеральный материал до момента потери текучести смеси.ГОСТ 18659-73 предусматривал определение скорости распада эмульсии при смешении с цементом по следующей методике. Портландцемент марки 400 или 500 просеивают и всыпают в мерный цилиндр без уплотнения 50 мл цемента. Этот цемент начинают вводить в 100 г эмульсии со скоростью 5 мл/мин из расчета введения всей нормы в течение 10 минут при постоянном перемешивании смеси. Одновременно включают секундомер. За скорость распада принимают время от начала введения цемента до момента распада эмульсии, который устанавливается визуально по превращению смеси в неразмешиваемый комок.

• оценка всего комплекса физико-химических свойств эмульсии и учет требований технологии производства конкретного вида работ125 .Таким образом, для подбора наилучшей для предполагаемой области применения эмульсии требуется проведение комплекса исследований с оценкой как различных характеристик эмульсий, так и в отношении природы и свойств минеральных материалов.

личными силами - от ван-дер-ваальсовых':"; до химических свя-зей.Для обеспечения прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно тонким слоем покрывать поверхность склеиваемых частиц. Равномерность и полнота покрытия зависят от' смачивания битумом минералов. Величина смачивания зависит от таких параметров, как молекулярно-поверхностные свойства жидкости , ее вязкости, а также от качества поверхности минерального материала. Площадь поверхностей минеральных материалов зависит от хими-ческогб и минералогического составов камня. Например, внутренняя поверхность кварцевого песка и мрамора составляет 4070 и 13077 см2/г, а адсорбция битума - соответственно 0.78 и 3.5 мг/м2- Разная величина адсорбции определяется различием материалов в пористости, которая определяет фильтрацию битума и его компонентов внутрь минерального материала. В процессе фильтрационного эффекта происходит естественное фракционирование составляющих битума с последовательным их распределением в материале - масла проникают глубже внутрь минеральных частиц, ближе к периферии располагаются смолы, а на поверхности в основном сорбируются асфальтены.

В заключение заметим, что в 1990 году из перечня показателей свойств дорожных битумов, контролируемых ГОСТ 2245-90, выведен показатель сцепления битума с мрамором и песком. Это вызвано тем, что оценка адгезии битумов по эталонным образцам не только не позволяла объективно и с должной достоверностью прогнозировать прочность материалов дорожного покрытия, но и вводила в заблуждение потребителей насчет адгезионной способности вяжущего, т.к. соответствие сцепления битумов с мрамором требованиям стандарта по контрольным образцам ы 1 и 2 служило гарантией создания высокопрочных покрытий из минеральных материалов любой химической природы, что в свете приведенных в этой главе сведений не всегда соответствует действительности.

Исходя из технико-экономических соображений наиболее целесообразно производство битумных эмульсий с использованием эмульгаторов, модификаторов и различных добавок отечественного производства. Компонентный состав таких эмульсий должен разрабатываться с учетом российских особенностей: климатических условий, структуры и свойств наиболее распространенных минеральных материалов, используемых в дорожном строительстве и т.д. Все это представляет большое поле для последующих исследований, конечным результатом которых может стать заметное увеличение доли битумных эмульсий в структуре общего потребления органических вяжущих и становление в нашей стране современной, отвечающей самым строгим требованиям, промышленности по производству и применению эмульсий различного назначения.

Применение поверхностно-активных веществ типа сульфонола в количестве, около 0,2% от веса цемента при производстве бетона значительно повышает его прочность, плотность, морозостойкость и на 10—15% сокращает расход цемента. Особенно эффективное действие оказывают катионоактивные поверхностные вещества при использовании их в дорожном строительстве. Небольшие добавки их к нефтяному битуму способствуют решению весьма важных задач в дорожном 'строительстве. Повышаются водоустойчивость, долговечность дорожных покрытий в результате улучшения сцепления битума с поверхностью минеральных материалов, значительно повышается производительность труда, облегчаются технологические процессы в устройстве дорожных покрытий, расширяется возможность применения различных грунтов в условиях влажного и холодного климата.

что хрупкоеть является относительным свойством и зависит от скорости нагрузки; так, почти все асфальты хрупки, если скорость нагрузки велика. Доказано, что разрыв хрупкости обусловлен гидростатической составляющей напряжения, а разрыв пластичности — составляющей сдвига. Более простое объяснение предложено Теленом . Он считает, что ненаполненные асфальты, т. е. те, которые не содержат минеральных наполнителей, никогда не являются пластиками Bingham , т. е. они не показывают настоящей подвижности и предельного напряжения сдвига. Они проявляют лишь вязкое течение и эластичную деформацию, как и многие настоящие полимерные продукты. Эти свойства сильно изменяются с температурой и с частотой циклической нагрузки. Из подобного рода заключенний можно предугадать ряд физических свойств.

19. Николина В. Я. и др. В кн.: Технология синтетических минеральных наполнителей, адсорбентов и коагулянтов. Том 21. Л., «Химия», 1970, с. 52—60.

Результаты исследований влияния минеральных наполнителей на свойства дорожных композиций опубликованы Калласом и Пузинаускасом (((281. Они пришли к заключению, что максимум стабильности по Маршаллу существенно зависит от типа использованного наполнителя. На рис. 3.17 показано влияние различных

Влияние наполнителей и других добавок. Наполнители вводят в органические материалы для экономии, а также для придания им механической прочности. Наполнитель может быть инертным, например измельченный камень в асфальте, или он может быть связан физико-химическими силами с органической частью системы, как например при укреплении резиновой смеси сажей. Очевидно, инертный минеральный наполнитель при облучений органического материала будет уменьшать действие излучения на систему в целом. Механические свойства минеральных материалов под действием излучения изменяются медленно; поэтому наполнитель играет роль инертной структурной части системы. Однако такое простое объяснение может оказаться неверным, поскольку линейный коэффициент поглощения у минеральных наполнителей больше, чем у углеводородов. Более того, важные механические свойства наполненных образцов могут зависеть от чувствительности к облучению углеводородной части, причем действие облучения на углеводородную часть в наполненном образце может оказаться иным, чем в отсутствие наполнителя.

структуры; "повышается температура размягчения; несколько уменьшается или увеличивается дуктильность и снижается пенетрация; понижается температура вспышки, но без увеличения потерь при нагревании; уврличирярття содержание. асфальтен,ов„._и. смол и уменьшается . содержание ^асел_. Введение каучука или минеральных наполнителей не даёт положительных результатов. Oj5pj^b?_6jHTyjnmx_j^^

В начале ? 1900-х годов производители и потребители битумных материалов поняли целесообразность использования минеральных наполнителей в качестве добавок, регулирующих и улучшающих физические свойства битумных продуктов. В настоящее время минеральные наполнители широко используются для многих важных целей. Об их ежегодном потреблении нет точных данных. Об экономическом'значении наполнителей можно судить на основании того, что около 600 тыс. т их используют ежегодно в дорожных и кровельных материалах. Средняя цена этих материалов достигает 3—10 долл/т .

Роль наполнителей. Наиболее полно изучен и опубликован в печати материал об увеличении продолжительности службы и стойкости к атмосферным условиям битумных покрытий при введении в них минеральных наполнителей. Самые ранние опыты показали способность наполнителя повышать прочность битума и регулировать его текучесть. При добавлении наполнителей повышается сопротивление битума ударным нагрузкам, сдвигу и сжатию, снижается его хрупкость. Наполнители дают возможность регулиро-

В битумные покрытия вводят почти любой щебень, так как- в качестве наполнителя обычно используют материалы, добываемые из ближайших местных источников. Очевидно, большую часть легко добываемых минеральных наполнителей можно использовать в разных битумных композициях. В табл. 6.1 приведена характеристика некоторых типичных минеральных наполнителей.

Таблица 6.1. Характеристика некоторых типичных минеральных наполнителей

Инсудация 89, 94, 96 Ионизирующее излучение 154—163 влияние минеральных наполнителей 163

Полимерные наполнители обладают конденсационно-коагуляционной структурой по сравнению с коагуляционной структурой минеральных наполнителей и при меньшей концентрации в битуме создают большие прочность и пластичность битумных мастик.