高速公路建设需要大量不同性质和成分的碎石。俄罗斯拥有高强度石材的采石场很少,因此需要运输。这大大增加了建设成本。运输成本可达碎石本身成本的 20-35%。解决该问题的一种方法是开发增加石头强度的方法,例如用各种溶液浸渍石头。困难在于这些组件要么价格昂贵,要么强度不够。科学家开发了一种更有效的组合物和技术,用于用木质素磺酸盐溶液浸渍道路材料。这将使道路建设变得更好、更便宜。
碎石是一种广泛用于道路建设的通用建筑材料。目前俄罗斯的产量约为每年2亿立方米。碎石表层的结构极大地影响成品道路对外部荷载和环境影响的抵抗能力。材料表面的孔隙和裂纹会降低其特性。为了强化碎石,需要使用各种化学溶液,这些化学溶液会形成保护层,或者由于转变或“堵塞”孔隙和裂缝而增加结构的密度和均匀性。这样,就能获得结构稳定、质量更高的碎石用于建筑。
“强化”材料的现有方法之一是将其浸泡在木质素磺酸盐的水溶液中。这种物质是木材加工的副产品,因此在有此类工业的地区,该方法非常有前途。然而,要使其发挥作用,必须观察精确的剂量并控制溶液的生产。为此,彼尔姆理工学院的科学家开发了一种更有效的浸渍道路材料的组合物和技术。
在这项研究中,彼尔姆理工学院使用了用于道路建设的 20-40 毫米碎石,以及来自云杉和冷杉的干燥木质素磺酸盐。科学家们在20℃和60℃的温度下进行了6小时的浸渍。以1:7的木质素磺酸盐-水比例制备该溶液。投入后,碎石在 105 °C 的温度下干燥。然后,技术人员检查了所得石材的主要指标——强度、耐磨性、吸水率。
“测试结果表明,浸渍效果良好,提高溶液温度可以让我们取得更大的效果。这可以通过以下事实来解释:加热时,木质素磺酸盐的粘度降低,并且可以进入碎石结构中较小的缺陷。温度升高会促使裂缝张开,从而使裂缝部分填充并粘合在一起。”PNRPU 汽车和技术机器系教授、技术科学博士 Konstantin Pugin 解释道。
彼尔姆理工大学的科学家们开发出了最有效的技术,用于制备基于木质素磺酸盐的碎石浸渍溶液。这是一种提高碎石强度、防水性和抗冻性的环保且廉价的方法。在全国范围内采用新方法,将增加当地低强度石材的使用,降低道路建设成本。
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