Анотація до роботи:

Беспалов В.Л. Органічні в’яжучі на основі другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – Будівельні матеріали та вироби. – Донбаська державна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2002 р.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному обгрунтуванню здобуття з використанням другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва (ДКЗФАВ) високоякісних органічних в’яжучих речовин. Визначено фізико-механічні властивості, груповий та фракційний склад в’язкопластичного та пекоподібного ДКЗФАВ. Оптимізовані склади комплексного та компаундованого органічних в’яжучих. Вивчено структуроутворення у в’язкопластичному ДКЗФАВ, модифікованого комплексною добавкою з відсіву полівінілхлориду та кубових залишків дистиляції фталевого ангідриду, а також в компаундованому органічному в’яжучому здобутого сплавленням пекоподібного ДКЗФАВ та нафтового дорожнього бітуму. Вивчені фізичні і деформаційно-міцнісні властивості бетонів на комплексному та компаундованому органічних в’яжучих. Результати роботи реалізовано під час промислового виробництва бетонних сумішей з використанням компаундованого органічного в’яжучого.

1. Доведено, що ефективним способом переробки в’язкопластичних і пекоподібних другорядних кубових залишків фенольно-ацетонового виробництва в органічні в'яжучі є модифікація в’язкопластичного ДКЗФАВ комплексною добавкою, поданою відсівом полівінілхлориду, і кубовими залишками дистиляції фталевого ангідриду, а пекоподібного ДКЗФАВ сплавленням з нафтовим дорожнім бітумом III структурно-реологічного типу.

2. Встановлено, що в залежності від температурного режиму ректифікації первинного кубового залишку фенольно-ацетонового виробництва і ступеня відбору складних фенолів утворюються в’язкопластичний (умовна в’язкість = 5-20 с; вміст альфа-, бета- і гамма- фракцій 3 %, 9,8 % і 87,2 % відповідно; температура крихкості Т_кр = -10 С; розтяжність при 25С, D₂₅ = 0,37 м; при 0 С, D₀ = 0,7 м;) і пекоподібний ДКЗФАВ (глибина проникання голки пенетрометра при 25 С, П₂₅ = 2 град., температура розм’якшення Т_р = 62 С, температура крихкості Т_кр = – 5 С, вміст , і -фракцій 6 %, 14,3 % і 79,7 % відповідно).

3. З використанням експериментально-статистичного моделювання визначені області оптимальних складів комплексних кам'яновугільних в'яжучих: в’язкопластичний ДКЗФАВ – 100 м.ч., відсів полівінілхлориду 1,25-1,75 м.ч., кубові залишки очищення дистиляції фталевого ангідриду 25-35 м.ч. При даному концентраційному співвідношенні компонентів у комплексному органічному в'яжучому формується спряжена просторова структура, складена із вузлів ЗОДФА, пов'язаних між собою через адсорбційно-сольватні прошарки ДКЗФАВ, модифікованого полівінілхлоридом. Про це свідчить появлення границі зсувної міцності та аномалії в’язкості у комплексному органічному в'яжучому при дослідженні його методом ротаційної віскозиметрії. Модифікований в’язкопластичний ДКЗФАВ характеризується такими показниками якості: П₂₅ = 255 град., П₀ = 102 град., Т_р = 46,8 С, Т_кр = - 10,7 С, D₂₅ = 0,69 м.

4. Встановлено, що пекоподібний ДКЗФАВ і нафтовий дорожній бітум III структурно-реологічного типу сумісні і властивості компаунда адитивно визначаються властивостями компонентів. Про це свідчить прямолінійність кривих на діаграмі температурних переходів, що відокремлюють зони в’язкопластичного, склоподібного і в’язкотекучого станів, близькі значення поверхневого натягу пекоподібного ДКЗФАВ, бітуму і КОВ при температурах виробництва КОВ ( = 27,5-30,5 мDж /м²), дані калориметричних і термогравіметричних досліджень. КОВ в умовах безперервного зсувного деформування характеризується границею зсувної міцності і такими показниками якості: Т_р = 56 С; Т_кр = -10,9 С; D₂₅ = 0,77 м; П₂₅ = 156 град.

5. Бетонні суміші, що містять у своєму складі комплексне і компаундоване органічні в'яжучі, відрізняються підвищеною ущільненністю при температурах 50-100 С. Бетони на їх основі характеризуються широким інтервалом в’язкопружної поведінки в покритті дорожнього одягу (температура склування мінус 10 С, а температура переходу у в’язкопластичний стан 60 С), підвищеним опором зсуву (зсувостійкість за Маршаллом 26,8-28,5 кН) і динамічним модулем пружності в області позитивних температур. Порівняно з гарячим дьогтебетоном бетон на компаундованому органічному в'яжучому стійкіший до старіння, більш водо- і морозостійкий.

6. Результати досліджень впроваджені у ЗАТ СУ Артемівського “Дорспецбуд” Донецького об'єднання облавтодор. Вироблено 160т бетонних сумішей із використанням компаундованого органічного в'яжучого (КОВ отриманий сплавленням нафтового дорожнього бітуму БНД 60/90 (60 м.ч.) і пекоподібного ДКЗФАВ (40 м.ч.). Вони покладені у верхній шар дорожнього одягу автомобільної дороги вул. Трубіцина (м. Макіївка). Зниження собівартості виготовлення 1т суміші становило 8,27 грн. Результати досліджень використовуються у навчальному процесі при підготовці фахівців зі спеціальності “Автомобільні дороги і аеродроми”.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах:

1. Беспалов В.Л. Композиционное органическое вяжущее на основе вторичного кубового остатка фенольно-ацетонового производства // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури – Макіївка. – 1999 -2 (16). – С. 109-112.

2. Беспалов В.Л. О получении модифицированных органических вяжущих из вторичного кубового остатка фенольно-ацетонового производства // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. –2000. - 2 (22). – С. 58-61.

3. Беспалов В.Л. Оптимизация системы “вторичный кубовый остаток фенольно-ацетонового производства – отсев поливинилхлорида – кубовые остатки дистилляции фталевого ангидрида” // Современные проблемы строительства.– Донецк: Украинская государственная строительная корпорация. “Укрстрой”, 2000. – Т. 2. – С. 28-31.

4. Беспалов В.Л. Физико-механические свойства бетонов, приготовленных на органическом вяжущем с использованием вторичного кубового остатка фенольно-ацетонового производства // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. –2001 – 1 (26). – С. 37-40.

5. Братчун В.И., Беспалов В.Л., Ходун В.Н. Вторичные кубовые остатки фенольно-ацетонового производства – исходное сырье для получения компаундированных органических вяжущих. // Автомобільний транспорт і дорожнє будівництво.–2001 - вип. 61 – С 71-74.

6. Братчун В.І., Беспалов В.Л. Комплексне та компаундоване органічні в’яжучі, основу яких складають другорядні кубові залишки фенольно-ацетонового виробництва.// Автошляховик України – 2001 – № 3 – С. 38-40.

7. Братчун В.И., Беспалов В.Л. ВКОФАП – сырье для компаундированных органических вяжущих // Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия. Материалы международной научной конференции (16-18 октября 2000 года). –Харьков: ХГАДТУ. – С. 16-18.

8. Беспалов В.Л., Карпюк Р.В. О получении модифицированных органических вяжущих из вторичного кубового остатка фенольно-ацетонового производства // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Х Всеукраїнська наукова конференція аспірантів та студентів. Збірник доповідей (11-13 квітня, том І) – Донецьк, ДТГУ. – 2000 – С. 72-73.

9. Братчун В.И., Беспалов В.Л. Модифицированный поливинилхлоридом вторичный кубовый остаток фенольно-ацетонового производства как органическое вяжущее // Коммунальное хозяйство городов. Научно-технический сборник, вып. 22, серия: технические науки – Харьковская государственная академия городского хозяйства. – Киев – Техніка – 2000 – С. 94-96.

10. Братчун В.И., Беспалов В.Л. Оптимизация состава бетонных смесей, приготовленных на вторичном кубовом остатке фенольно-ацетонового производства // Моделирование и оптимизация в материаловедении. Материалы к 40-му Международному семинару по моделированию и оптимизации композитов МОК’40. – Одесса, – 26-27 апреля – 2001. – Астропринт. – С. 48-49.

11. Братчун В.И., Беспалов В.Л., Пактер М.К. Формирование структуры модифицированных полимер-олигомерных вяжущих на основе фенольной смолы // Украинско-Российский симпозиум по высокомолекулярным соединениям. Тезисы докладов 28-30 сентября 2001 года, Донецк, С. 68.

12. Братчун В.И., Беспалов В.Л., Ходун В.Н. Поливцев С.С., Денисова Н.П. Использование отходов промышленности для производства дорожных и строительных материалов. // Науково-практична конференція Донбас-2020: Охорона довкілля та екологічна безпека – Донецьк – 2001 – Новий мир. – С. 267-269.

Особиста участь здобувача в цих роботах. Усі основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. У публікаціях автором виконано: визначено параметри ущільнювальності бетонних сумішей та деформаційно-міцнісні характеристики бетонів [5,6]; розрахунки параметра розчинності ДКЗФАВ і полівінілхлориду й отримані ІЧ-спектри ДКЗФАВ [7, 8]; вивчено груповий і фракційний склад, і фізико-хімічні властивості ДКЗФАВ [9]; здійснено реалізацію плану експерименту і регресійний аналіз складу комплексного органічного в'яжучого [10]; досліджено реологічні властивості органічних в’яжучих на основі другорядних залишків фенольно-ацетонового виробництва [11, 12].