Реєстраційний номер
0825U000558, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
17-11-2022
Статус
Захищена
Назва роботи
Одержання нафтових бітумів, стійких до технологічного старіння
Здобувач
Донченко Мирослава Ігорівна,
Керівник Гринишин Олег Богданович
Опонент Бойченко Сергій Валерійович
Опонент Мірошниченко Денис Вікторович
Рецензент Присяжний Юрій Володимирович
Рецензент Пиш`єв Сергій Вікторович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Львівська політехніка"
Опис
Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної проблеми – одержанню високоякісних дорожніх бітумів, стійких до технологічного старіння. Використання запропонованих модифікованих нафтових бітумів, що демонструють покращену опірність до процесів старіння, які протікають на технологічному етапі є одним зі шляхів, які допомагають продовжити термін безремонтної експлуатації дорожнього полотна. Враховуючи, що більшість українських бітумів виготовляються з парафінистих та високопарафінистих нафт, які за своїми властивостями відрізняються від нафт високоароматичних, що слугують сировиною для виробництва бітумів у світі, отримання стійкого до старіння в’яжучого для українських доріг є особливо актуальним завданням. В процесі дисертаційних досліджень на основі наявного вітчизняного та закордонного досвіду було вивчено основні закономірності, що спостерігаються при проходженні процесів технологічного старіння бітумних в’яжучих, встановлено пріоритетні напрямки досліджень та запропоновано шляхи вирішення існуючої проблеми. З огляду на відомі лабораторні методи моделювання процесів технологічного старіння в’яжучого було запропоновано для порівняння видозмінений метод прогріття в стаціонарному шарі, що походить зі стандартної методики визначення опору до твердіння під впливом теплоти, а також метод RTFOT – задля визначення опору до твердіння в динамічному режимі. Під час аналізу отриманих результатів було встановлено, що використання методу RTFOT сприяє створенню більш наближених умов до тих, які відбуваються при приготуванні та укладанні асфальтобетонної суміші. Водночас прогріття тонких бітумних плівок у стаціонарному шарі, яке проводилось 3 впродовж 5-ти та 10-ти годин дозволило чітко розділити стадії, на яких протікають найактивніші перетворення компонентів суміші. З використанням зазначених методик було проведено дослідження окисненого та залишкового (дистиляційного) зразків бітуму та описано основні відмінності, що при цьому спостерігаються. Окрім зміни основних показників, одержані результати було підтверджено за допомогою інфрачервоної спектроскопії, дериватографічних досліджень та зміни групового складу. Подальші дисертаційні дослідження були спрямовані на вивчення впливу модифікаторів різних класів за їх здатністю сповільнювати процеси технологічного старіння бітумних в’яжучих. Зокрема у якості інгібіторів старіння вивчались: продукти піролізу вуглеводнів (нафтополімерні смоли з функційними групами та важка смола піролізу); смоли, одержані з рідких продуктів переробки вугілля; технічна сірка; гумова крихта та солі гумінових кислот. Встановлено, що модифікування окисненого бітуму нафтополімерними смолами з гідроксильними групами у кількості 5 % мас. сприяє зниженню температури розм’якшеності зразка після прогріття, незначною є і втрата летких компонентів. Недоліком при використанні НПС(Г) є значне зростання твердості зразків. Застосування нафтополімерних смол із карбоксильними групами призводить до значного зростання твердості отриманого зразка та більшого випаровування летких компонентів. Тобто застосування НПС як інгібітору окиснених бітумів є недоцільним. Інша ситуація спостерігається при застосуванні вказаних смол як інгібіторів дистиляційного бітуму. Помірна зміна властивостей у процесі прогріття дистиляційного бітуму при додаванні НПС(Г) дозволяє рекомендувати дану сполуку для сповільнення процесів старіння. Застосування важкої смоли піролізу в кількості 5-ти % мас. демонструє опірність до її основі не дозволяє отримати в’яжуче, достатньо стійке до технологічного старіння. Незадовільними є також результати, одержані при застосуванні технічної сірки. Модифікування гумовою крихтою проводили протягом 2-ох годин за температури 160 °С з метою запобіганню деградації в’яжучого. Отриманий зразок окисненого бітуму з вмістом гумової крихти 8 % мас. продемонстрував незначну втрату властивостей у процесі прогріття, водночас додавання гумової крихти до дистиляційного бітуму виявило недостатнє сповільнення відповідних процесів, до того ж покращення потребував вихідний склад суміші. Найкращий вплив на сповільнення процесів старіння з-поміж усіх модифікаторів продемонструвало введення гумату калію. До того ж, найбільш оптимальними варто вважати наступні концентрації: 5 % мас. гумату калію з вмістом гумінових кислот 80 % та 3 % мас. гумату калію з вмістом гумінових кислот 85 % – для окисненого бітуму, а також 1-3 % мас. солей гумату з вмістом гумінових кислот 85 % мас. – для залишкового бітуму. Перевагою при використанні даної сполуки є також і те, що перемішування гумату калію з бітумом достатньо проводити за температури не вище 130 °С, що, в свою чергу, запобігає передчасній втраті в’яжучим своїх властивостей.
Дата реєстрації
2025-02-17
Додано/оновлено в НРАТ
2025-02-17 / 2026-07-01
