<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">46282</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2021-9-3-26-30</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.23.05 Строительные материалы и изделия</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.23.05 BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.23.05 Строительные материалы и изделия</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">STUDY OF THE INFLUENCE OF FILLER BASED ON PORCELAIN WASTE ON PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF HOT FINE-GRAINED ASPHALT CONCRETE</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ КЕРАМОГРАНИТА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРЯЧИХ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Евфорицкий</surname>
       <given-names>Александр Сергеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Evforitsky</surname>
       <given-names>Alexander Sergeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>eforbro@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Яценко</surname>
       <given-names>Наталья Дмитриевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Yatsenko</surname>
       <given-names>Natalia Dmitrievna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>natyacen@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Попова</surname>
       <given-names>Лилия Дмитриевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Popova</surname>
       <given-names>Lilia Dmitrievna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>popova.liliya7@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский политехнический институт) им. М.И. Платова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Platov South-State Polytechnic University (Novocherkassk Politechnic Institute)</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>9</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>26</fpage>
   <lpage>30</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2021-10-17T00:00:00+03:00">
     <day>17</day>
     <month>10</month>
     <year>2021</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://conarc.ru/en/nauka/article/46282/view">https://conarc.ru/en/nauka/article/46282/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Приведены результаты исследований при замене мелкодробленой минеральной части асфальтобетона отходами производства керамогранита, являющегося продуктом высокотемпературного обжига смеси огнеупорного глинистого сырья и полевошпатовых  пород, что обеспечивает  высокие физико-механическими свойства отходу и в дальнейшем дорожному покрытию.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The results of research are presented when replacing finely crushed mineral part of asphalt concrete with waste from the production of porcelain stoneware, which is a product of high-temperature firing of a mixture of refractory clay raw materials and feldspar rocks, which provides high physical and mechanical properties of waste and further road surface.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>отходы керамогранита</kwd>
    <kwd>адгезия</kwd>
    <kwd>физико-механические свойства</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>ceramic granite waste</kwd>
    <kwd>adhesion</kwd>
    <kwd>physical and mechanical properties</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Эксплуатационные характеристики и срок службы дорожного покрытия зависят от качества каменного минерального сырья, а также его адгезионных свойств с битумом.Традиционные асфальтобетонные покрытия, регламентируемые ГОСТом 9128-2013, в качестве заполнителей содержат природное сырье щебень и песок. Однако многочисленные исследования свидетельствуют  о положительном применении в качестве таких материалов отходов других производств [1-5], которые позволяют улучшить деформационно-прочностные свойства и долговечность асфальтобетонов.Так, в качестве заполнителей различного зернового состава применяют природные силикатные породы, которые обладают высокими физико-химическими характеристиками.В связи с постоянно растущими ценами на традиционное каменное сырье применение  в асфальтобетонах отходов, образующихся на предприятиях по производству силикатных керамических материалов, в частности, в производстве керамогранита вызывает большой научный и практический интерес.Производство керамогранита в России начало активно развиваться в начале 2000 годов. Технология его изготовления из качественного глинистого сырья, полевошпатовых материалов с использованием обжига при температурах 1250…1300°С позволяет получать продукцию с высокими физико-механическими характеристиками: плотностью 2400…2500 кг/м3, водопоглощением и пористостью менее 0,5%, прочностью на сжатие 250…300 МПа, морозостойкостью 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Некоторые из этих показателей превышают свойства традиционно используемого в дорожной отрасли сырья.Следует отметить, что в производстве керамогранита в значительном количестве (до 10%), образуются отходы, утилизация которых является экологической и экономической проблемой данных предприятий [6].Одним из основных преимуществ данного материала является низкая пористость, которая позволит исключить изменение компонентного состава битума, так как не будет происходить эффекта фильтрации и разделения битума на высокомолекулярные и низкомолекулярные соединения и в дальнейшем сохранит на более длительное время свойства асфальтобетона [7, 8]. Пористая структура способствует к глубокому проникновению маловязких компонентов (масел и в дальнейшем смол) в микропоры и увеличению концентрации асфальтенов на поверхности битумной пленки, что обусловливает снижение их пластичности  и повышение жесткости. Плотная структура каменного материала позволяет использовать более вязкие битумы, а также снизить их количество в смеси.Однако использование отходов керамогранита, который является кислым материалом с содержанием SiO2 более 65% (усредненный химический состав керамогранита следующий , % по массе :SiO2-70,18; TiО2-0,39, Al2O3-14,47, FeO-1,78, Fe2O3- 1,57, MnO-0,12, MgO-0,88, CaO-1,99, Na2O-3,48, K2O-4,11,  P2O5-0,19),  оказывает существенное влияние на его адгезионные свойства  с битумом.Ранее проведенные исследования показали, что для улучшения адгезионных свойств наиболее эффективными из ряда полиаминов ДАД-ТА 2, катионно-активных АМДОР-ТС- 1 и циклических имидазолинов Bitaden оказалась добавка Bitaden ТС, которая позволила получить отличную адгезию керамогранита с битумом БНД 60/90.Улучшение адгезионных свойств при использовании добавки Bitaden объясняется наличием в ее составе полярных гидроксильных групп,  способных  участвовать в  образовании водородных связей, что приводит к их взаимодействию  с   не поделёнными электронными парами кислорода диоксида кремния, который является основным компонентом керамогранита. Кроме того, более интенсивное взаимодействие керамогранита с битумом может происходить также за счет большей плоскости их соприкосновения в результате конформации гетероцикличного имидазолина и действия Ван-дер Ваальсовых сил.В связи с вышеизложенным, в данных  исследованиях в качестве вяжущего применяли битум (БНД 60/90, ООО Газпром) совместно с адгезионной добавкой  Bitaden 10, в качестве крупного  и мелкого заполнителей минеральной части использовали песчаник 5-20 мм OOO  «Донской камень» Ростовской области, песок OOO  «Приазовье» мелкий, 1 класса, минеральный порошок  МП-1 активированный, соответствующие требованиям ГОСТов  9128-2013 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон»,  12801-98 «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства»,  52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей», 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие», 8267-93  «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ.Установлено, что для получения асфальтобетона с улучшенными свойствами оптимальной является фракция керамогранита 0-5 мм. Низкая пористость керамогранита  способствует снижению  количества битума на 15…20% [9].  В связи с вышеизложенным, большой интерес представляет возможность применения отхода керамогранита в качестве заполнителя асфальтобетонов. В данных исследованиях были приготовлены асфальтобетоны горячие мелкозернистые типа Б марки 1.Зерновой состав  асфальтобетонной смеси представлен на рис. 1, компонентный состав приведен в табл.1.  Рисунок 1 Зерновой состав асфальтобетонной смесиТаблица 1. Состав асфальтобетонной смеси с использованием отходов керамогранита№ п/пНаименование материалов  Фракция, ммСостав асфальтобетонной смеси 1Щебень 15-2019,142Щебень 10-1510,753Щебень 5-107,174Песок природный-4,785Отходы керамогранита 0-546,206Минеральный порошок МП-1-7,667Битум БНД 60/90+Bitaden 10(0,1% об)-4,31ВСЕГО 100,00                Методика проведения исследованийРежим производства асфальтобетонной смеси должен обеспечивать однородность, которая достигается применением одних и тех же исходных материалов, точным дозированием их, соблюдением заданной температуры и режима перемешивания минеральных материалов с битумом. При транспортировании смеси к месту укладки, выгрузке и распределении в покрытии возникают новые изменения в микрослоях асфальтовяжущего на поверхности минеральных материалов в результате испарения, поликонденсации, диффузии маловязких углеводородов дисперсионной среды битума в поры минерального материала. Предварительно, перед началом испытаний происходило просеивание каменных материалов. Наполнители (щебень, песок и отходы керамогранита), составляющие минеральную часть, грели до температуры 180°C. Параллельно с нагреванием инертного материала нагревался битум до температуры 155°C. После нагрева к битуму добавляли адгезионную добавку Bitaden 10 и хорошо перемешивали. После всех подготовительных процедур в лабораторный смеситель загружали каменные материалы и  минеральный порошок. После их загрузки в смеситель добавляли битум и перемешивали 30 секунд до получения однородной асфальтобетонной смеси. После всех технологических процессов полученный асфальтобетон отформовывали на прессе для дальнейших испытаний.  Для определения свойств асфальтобетона использовали образцы-цилиндры с размерами d=h=71,4 мм для Б1 и 50,5 мм для Г2. Формование образцов проводили в металлической форме с двумя вкладышами, нагретой до температуры 90-100°C. Образцы уплотняли на прессе при давлении 40 МПа в течение 3 мин.В процессе подбора асфальтобетонной смеси было установлено, что оптимальное содержание битума в смеси  Б1 составляет 4,5% (по ГОСТ 9128-2013 5,0-6,5%).Результаты исследований свойств асфальтобетона приведены в табл. 2. Таблица 2. Свойства асфальтобетона Б 1 с отходами керамогранита Показатель Значение показателя по  ГОСТ 9128-2013Асфальтобетон с использованием отходовСреднее водонасыщение,W, % по объему От 1,0 до 4,0 2,0 Прочность на сжатие при 0 °C, R0 , МПа, не более 13,0 7,6 Прочность на сжатие при 20 °C R20 , Мпа, не менее 2,5 4,5 Прочность на сжатие при 50 °C R50 , Мпа, не менее 1,3 1,8 Трещиностойкость- предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0 °C,МПа От 4 до 6,5 5,1 Водостойкость Кв ,не менее 0,85 0,98 Водостойкость Квд при длительном водонасыщении, не менее 0,75 0,97 Сдвигоустойчивость: по коэффициенту внутреннего трения,  tg φ не менее 0,83 0,94  Анализ полученных результатов свидетельствует о повышении водостойкости образцов асфальтобетона на основе керамогранита и значительного повышения прочности на сжатие и сдвигоустойчивости. Внешний вид образцов на основе асфальтобетона типа Б 1на рис.2.  Рисунок 2. Внешний вид образцов асфальтобетоновТаким образом, в результате проведенных исследований установлена возможность использования отходов производства керамогранита в качестве минерального компонента асфальтобетонной смеси, что позволяет уменьшить содержание битума в смеси Б 1 на 10…30%. Высокая плотность и прочность отходов снижает фильтрацию битума, обеспечивает сохранение его технологических свойств, водостойкость, а также высокие прочностные свойства.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Борисенко Ю.Г. Щебеночно-мастичные асфальтобетоны, модифицированные высокодисперсными отсевами дробления керамзита и перлита/Ю.Г.Борисенко,  М.Ч.Ионов, С.О.Казарян, Е.В.Гордиенко //Строительные материалы, 2014. -№ 1-2.- С. 72-74.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borisenko Yu.G. Schebenochno-mastichnye asfal'tobetony, modificirovannye vysokodispersnymi otsevami drobleniya keramzita i perlita/Yu.G.Borisenko,  M.Ch.Ionov, S.O.Kazaryan, E.V.Gordienko //Stroitel'nye materialy, 2014. -№ 1-2.- S. 72-74.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Могнонов Д.М. Улучшение деформационно-прочностных свойств асфальтобетона базальтовыми волокнами / Д.М.Могнонов, О.Ж.Аюрова, О.В.Ильина и др. //Строительные материалы, 2012. - № 10. - С. 28-31.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mognonov D.M. Uluchshenie deformacionno-prochnostnyh svoystv asfal'tobetona bazal'tovymi voloknami / D.M.Mognonov, O.Zh.Ayurova, O.V.Il'ina i dr. //Stroitel'nye materialy, 2012. - № 10. - S. 28-31.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Грушо-Новицкая, А. О. Влияние дисперсности и количества отходов керамзита на эксплуатационные характеристики битума БН 90/10 / А. О. Грушо-Новицкая, В. П. Ярцев // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2003. - №5. - С. 28-31.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grusho-Novickaya, A. O. Vliyanie dispersnosti i kolichestva othodov keramzita na ekspluatacionnye harakteristiki bituma BN 90/10 / A. O. Grusho-Novickaya, V. P. Yarcev // Vestnik BGTU im. V. G. Shuhova. - 2003. - №5. - S. 28-31.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Аминов, Ш. Х. Использование пиритного огарка в качестве минерального наполнителя в асфальтобетонах  /Ш. Х. Аминов, И. Б. Струговец, Г. Г. Ханнанова, И. В. Недосеко, В. В. Бабков // Строительные материалы. - 2007. - № 9. - С.42-43.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Aminov, Sh. H. Ispol'zovanie piritnogo ogarka v kachestve mineral'nogo napolnitelya v asfal'tobetonah  /Sh. H. Aminov, I. B. Strugovec, G. G. Hannanova, I. V. Nedoseko, V. V. Babkov // Stroitel'nye materialy. - 2007. - № 9. - S.42-43.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Котенко Н.П.Наноматериалы для повышения прочности асфальтобетонных смесей/Н.П.Котенко, Н.Д.Яценко, А.С.Евфорицкий //В сборнике: Современные прикладные исследования. Материалы третьей национальной научно-практической конференции. 2019. С. 373-377.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kotenko N.P.Nanomaterialy dlya povysheniya prochnosti asfal'tobetonnyh smesey/N.P.Kotenko, N.D.Yacenko, A.S.Evforickiy //V sbornike: Sovremennye prikladnye issledovaniya. Materialy tret'ey nacional'noy nauchno-prakticheskoy konferencii. 2019. S. 373-377.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Попова Л.Д. Перспективы применения отходов производства керамогранита в дорожной отрасли/ Л.Д.Попова, Н.Д. Яценко, О.И.Сазонова, Р.В.Саванчук, В.И.Григорьев//Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2019. № 3 (203). С. 65-69.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Popova L.D. Perspektivy primeneniya othodov proizvodstva keramogranita v dorozhnoy otrasli/ L.D.Popova, N.D. Yacenko, O.I.Sazonova, R.V.Savanchuk, V.I.Grigor'ev//Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Tehnicheskie nauki. 2019. № 3 (203). S. 65-69.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ПерегудоваА.С.и др. Технологический контроль синтеза имидазолинов  насыщенных жирных кислот с применением методов ТСХ и ГХ/МС. - Сорбционные и хроматографические процессы, 2015. Т. 15. Вып. 3.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">PeregudovaA.S.i dr. Tehnologicheskiy kontrol' sinteza imidazolinov  nasyschennyh zhirnyh kislot s primeneniem metodov TSH i GH/MS. - Sorbcionnye i hromatograficheskie processy, 2015. T. 15. Vyp. 3.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Yatsenko N. D., Evforitsky A. S., Kotenko N. P., Popova L. D. Adesione Additives for the Production of Asphalt Concretewith the Use of Waste in Building Ceramics/ Materials Science and Engineering -2021. -Vol. 1079.- P. 1-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yatsenko N. D., Evforitsky A. S., Kotenko N. P., Popova L. D. Adesione Additives for the Production of Asphalt Concretewith the Use of Waste in Building Ceramics/ Materials Science and Engineering -2021. -Vol. 1079.- P. 1-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Natalia Jatsenko, Alexandr Evforitsky, Natalya Kotenko. Physical and Mechanical Properties of the Road Surface when Replacing the Finely Crushed Mineral Part of Asphalt Concrete with Porcelain Stoneware Production Waste/ Materials Science Forum. -2021. -Vol. 1043.- P. 101-107.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Natalia Jatsenko, Alexandr Evforitsky, Natalya Kotenko. Physical and Mechanical Properties of the Road Surface when Replacing the Finely Crushed Mineral Part of Asphalt Concrete with Porcelain Stoneware Production Waste/ Materials Science Forum. -2021. -Vol. 1043.- P. 101-107.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
