Файл: Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов..pdf

мерой смачиваемости является скорость растекания реагентов по поверхности твердого тела (по поверхности минеральных частиц). Для улучшения смачивающей способности жидкостей необходимо уменьшать их поверхностное натяжение, что может достигаться использованием поверхностно-активных веществ. Например, при добавлении к воде стеарата натрия поверхностное натяжение на границе с воздухом уменьшается в 3 раза.

Для улучшения проникающей способности эмульсин можно использовать пиридин и пиридиновые основания. Прибавления к эмульсиям высокодисперсных водных суспензий, каменноугольно­ го пека, мыл тяжелых металлов облегчает разрушение смеси и способствует образованию твердого хорошо связанного защитно­ го слоя на поверхности дороги. При использовании вязких неф­ теполимерных вяжущих повышение их текучести может дости­ гаться, как известно, путем добавления разжижителей и нагре­ ванием. Для борьбы с пылыюстью дорог, кроме нефтеполимерных смол, могут применяться фурфуроланплнновые, акриловые и дру­ гие смолы.

Среди вяжущих и клеющих материалов ввидѵ дешевизны осо­ бый интерес представляют сульфитно-спиртовая барда (ссб) и сульфитно-целлюлозные щелоки (сцщ), содержащие большое ко­ личество лнгносульфонатов. Последние представляют собой каль­ циевые, натриевые, аммонийные или магниевые (чаще кальцие­ вые) соли лигиосульфоновых кислот.

При образовании лнгносульфонатов происходит замещение атомов водорода сульфогрупп соответствующими катионами, а метнлолыіые группы остаются свободными. Поэтому макромоле­ кулы лнгносульфонатов принципиально являются реакционно спо­ собными: они могут вступать в реакции катиоиозамещеиия, кон­ денсации с аминами, фенолами и другими соединениями, а также способны к твердению под действием повышенных температур.

Большим недостатком лнгносульфонатов является их легкая растворимость в воде. Очевидно, при укреплении грунтов и обес­ пыливании автомобильных дорог и аэродромов лигпосульфонаты окажутся эффективными лишь тогда, когда будут найдены прос­ тые и надежные способы их перевода в водонерастворимое со­ стояние.

Как отмечалось в гл. 1, в настоящее время известен целый ряд способов придания лигиосульфонатам водонерастворимости. Эти способы основываются на термической обработке, использовании кислот и окислителей, замещении в лигносульфонатах катионов кальция катионами алюминия.

При термической обработке низкомолекулярные коллоиды лнгносульфонатов коагулируют, повышается вязкость и количе­ ство водонерастворимых компонентов. Однако тепловая обработ­ ка грунта с добавками соб технологически сложна, специальные средства для ее осуществления пока отсутствуют.

В минеральных кислотах лигпосульфонаты коагулируют, но твердение их протекает лишь до 40% объема. Серная кислота яв-

3 6

ляется агрессивным, токсичным и высококоррозионным реаген­ том, поэтому применение ее в условиях обеспыливания автомо­ бильных дорог и аэродромов малоперспективно.

Из окислителей для придания лигносульфонатам водостойко­ сти применяют обычно марганцевые и хромовые соединения. Об­ работка соб двуокисью марганца и серной кислотой с добавками извести технологически сложна и имеет все недостатки, свойст­ венные описанному способу. То же относится и к отверждению ссб двуокисью свинца и пиролюзитом в присутствии серной кис­ лоты. Грунт, обработанный ссб с известью, при высыхании при­ обретает мелкозернистую рассыпчатую структуру с недостаточной механической прочностью.

Использование соединений хрома, в частности хромового ан­ гидрида, хотя и обеспечивает большую простоту работ, однако все же отличается известной сложностью технологического про­ цесса. Замещение кальция в лигносульфонатах на катионы алю­ миния и железа позволяет сократить расход хрома на 25%, ус­ корить процесс гелеобразования, уменьшить усадку и трещипообразование укрепляемого грунта. Однако технология обработки при этом усложняется.

Изложенное позволяет сделать вывод, что все существующие способы перевода ссб в ,водо-нерастворимое состоящіе имеют суще­ ственные недостатки, что вызывает необходимость продолжения поисков новых, более рациональных способов для придания грун­ там, обработанным ссб, водостойкости и достаточной механиче­ ской прочности. Для этой цели перспективными являются два возможиыX направле11ия:

переведение лигносульфонатов в твердое нерастворимое сосостояние с помощью мономеров, образующих смолы при обыч­ ной температуре в присутствии смолообразователей-отвердптелей; переведение лигносульфонатов в твердое и нерастворимое со­ стояние с помощью смол, затвердевающих при обычной темпе­

ратуре в присутствии отвердителей.

Приведенные соображения основываются на том, что лигносульфонаты являются поверхностно-активными веществами, обла­ дающими клеющим действием за счет метилольных групп и ди­ польного характера макромолекул. Кроме того, из-за наличия; фенольных и гидроксильных прупп в молекулах лигносульфона­ тов происходит конденсация лигносульфонатов с альдегидами.

Глава 3 ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКИМИ СОЛЯМИ

§ 7. СВОЙСТВА ГИГРОСКОПИЧЕСКИХ СОЛЕЙ

Из гигроскопических солей для обеспыливания автомобиль­ ных дорог находят применения карналлит, хлористый магний и хлористый кальций, соли хлорноватистой кислоты, а на аэродро-

37

мах — хлорндпые гигроскопические соли только с антикоррозион­ ными присадками.

Карналлит (KCl'MgCl2-6H20) — твердый кристаллический продукт, хорошо растворяется в воде. Выпускается в виде есте­ ственного карналлита (припроідиого) и обогащенного. Естествен­ ный карналлит (карналлитовая порода) представляет собой кри­ сталлическую массу желтых, оранжевых и буроватых оттенков, с

32% (МРТУ 6-12-3—65). Кроме того, выпускают карналлитовые щелоки с содержанием MgCl2 не менее 24% (ТУ МХП 1815—-48).

Карналлитовые щелоки поставляются в цистернах, карналлит природный и обогащенный — навалом в плотно закрытых желез­ нодорожных вагонах. Для хранения карналлита необходимы су­ хие закрытые помещения. При обеспыливании дорог искусствен­ ный и естественный карналлиты наиболее целесообразно исполь­ зовать в виде порошка. Однако их можно применять и в виде раствора. Естественный карналлит следует предварительно из­ мельчать.

Хлористый магний технический (бишофит) выпускается в жидком (ВТУ—61 и СТУ75-1460—64) или твердом виде (ГОСТ 7759—55 и СТУ75-1663—65). Оба хорошо растворимы в

менее 25%. Поставляется в железнодорожных стальных цистер­ нах, мелкие партии — в бочках.

Твердый хлористый магний технический — кристаллическая масса белого, желтоватого или сероватого цвета с содержанием основного вещества не менее 43—45%, хранится в герметической таре. Поставляется в стальных барабанах или бптумированных мешках из крафт-целлюлозы емкостью 40 кг. При обеспыливании дорог он может применяться в виде порошка пли раствора.

кают следующие виды хлористого кальция:

жидкий—мутноватая жидкость с содержанием основного ве­

1 Плавленный хлористый каль-цніі выпускается также п виде пластинок, чешуек п мелкокристаллического продукта.

38

леный— в металлических барабанах емкостью до 100 л, а также в многооборотной герметической таре.

Хлорная, или белильная, известь (ГОСТ 1692—46) представ­

ЗСа(ОС1)2-'2Са(ОН)2. Кроме того, в хлорной извести содержатся примеси хлористого кальция СаС12 и его низших гидратов СаС12-Са(ОН)2, гидрата окиси кальция Са(ОН)2, углекислого кальция СаСОз и др.

Хлоіріная известь —белый или желтоватый порошок с запахом хлора. В воде растворяется не полностью с образованием значи­ тельного по объему нерастворимого остатка. В водном растворе проявляет свойства хлорноватистого и хлористого кальция. Рас­ творение идет с выделением тепла. Реакция раствора — ще­ лочная.

Дветретиосновной гипохлорит кальция (ДТС-ГК) ЗСа(ОС1)2Х Х2Са(ОН)о-2Н20 (ТУ 3079—55)—белый кристаллический поро­ шок с запахом хлора. В воде растворяется не полностью, при этом происходит разложение продукта на хлорноватистокислый кальций и гидрат окиси кальция.

Насыщенный водный раствор ДТС-ТК содержит при комнат­ ной температуре 10—05% активного хлора и 0,75—0,80% гидрата окиси кальция. Реакция раствора — щелочная. Химические свой­ ства и реакции ДТС-ГК аналогичны свойствам и реакциям хлор­ ной извести.

§ 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Экспериментальные работы с гигроскопическими солями про­ водились с целью выявления необходимых условий, в которых эти соли обеспечивают требуемый эффект обеспыливания, изыска­ ния путей и методов повышения эффективности их действия, на­ копления фактического материала, который мог бы служить ос­ новой при рі\ѳработке практических рекомендаций по производ­ ству, организации н механизации работ.

При лабораторных исследованиях обработке подвергались грунты различного зернового состава (табл. 5). Для отдельных экспериментов использовались гравийные материалы, шлак, кир­ пичный бой и другие материалы, применяемые для устройства покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Из гигроскопических солей применялись: хлористый кальций, карналлит очищенный и естественный (карналлитовая порода), бишофит (шестиводный хлористый магний), хлористый натрий и хлористый калий. Все соли соответствовали требованиям ГОСТов. По минералогическому составу применявшаяся карналлитовая порода характеризовалась следующими данными:

39