ASSESSMENT OF THE IMPACT OF FLY ASH ON THE TECHNOLOGICAL AGING OF BITUMEN IN THE ASPHALT BINDER SYSTEM
Abstract
In Ukraine, about 30% of all electricity is generated from the combustion of solid fuels such as coal, oil shale, and peat. In our country, there are about 15 operating thermal power plants that generate about 5-6 million tons of ash and slag waste per year. Thus, the fuel and energy sector waste generated in the furnaces of thermal power plants is a huge accumulation of ash in the form of dusty residues and lumpy sludge, as well as various ash and slag mixtures. These products of high-temperature treatment (1200 °C - 1700 °C) of the mineral part of the fuel are widely used in many countries of the world, and given the global trend towards an increase in the share of the secondary market for waste, we should predict an increase in the rate of their processing in Ukraine.
In Ukrainian practice, asphalt concrete is mainly used as a mineral powder obtained by grinding carbonate rocks in accordance with DSTU B V.2.7-119 and DSTU B V.2.7-121. At the same time, millions of tons of dusty waste - fly ash - are generated at Ukrainian power generating enterprises as a result of coal combustion. This material meets the requirements of DSTU B V.2.7-121 and can be used for the production of asphalt mixtures. However, it has not been sufficiently studied how fly ash affects the technological aging of bitumen.
The aim of this study is to evaluate the effect of fly ash aggregates on the technological aging of bitumen in the asphalt binder system in comparison with traditional mineral powders of various origins.
It was found that fly ash is close to the performance of limestone aggregate and can be used as an asphalt filler in asphalt concrete.
As a result of the laboratory studies and analysis of the results of the impact of technological aging on the asphalt binder, we can state that the aging index of asphalt binder with fly ash is intermediate between limestone mineral powder and granite dust and is close to that of asphalt binder with limestone mineral powder. This may indicate that the use of fly ash as a mineral powder in asphalt mixtures will not negatively affect their technological aging. Other studies of the physical and mechanical properties of asphalt concrete with fly ash performed by the authors allow us to conclude that fly ash, as a material, is suitable for use as an aggregate for asphalt concrete mixtures.
References
Золотарев В. А. Перспективы повышения долговечности асфальтобетона / В. А. Золотарев // Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия: Материалы международной научной конференции. – Харьков: ХГАДТУ, 2000. – С. 58–61.
В.И. Братчун, М.К. Пактер, А.А. Стукалов и др. //Технологическое старение дорожного нефтяного битума как двухфакторный процесс / Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Зб. наук. праць. – Рівне, 2012. – Вип. 23. – С. 31-41.
Yang Z., Zhang X., Zhang Z., Zou B., Zhu Z., Lu G. … Yu H. (2018) Effect of aging on chemical and rheological properties of bitumen. Polymers. Vol. 10, 1345 p. DOI:10.3390/polym10121345.
Копинець І.В. Підвищення довговічності асфальтобетонного покриття шляхом зменшення технологічного мтаріння бітумів: Дис. на отр. учен. степ. канд. техн. наук. – Київ, 2021. http://diser.ntu.edu.ua/Kopynets_aref.pdf.
Сюньи Г.К. Дорожный асфальтовый бетон / Г.К. Сюньи. – Киев: Госстройиздат УССР, 1962. – 264 с..
Колбановская А.С. Дорожные битумы / А.С. Колбановская, В.В. Михайлов. – 1973. – 261 с.
Руденская И.М. Органические вяжущие для дорожного строительства: Монография / И.М. Руденская, А.В. Руденский. – 2010. – 526 с.
Морозов А.И. Повышение качества щебня из попутно-добываемых пород КМА и органоминеральных материалов на его основе: автореф. дис. … на соиск. учен. степ. к.т.н.: 05.23.05 / А.И. Морозов. – Харьков, 1987. – 24 с.
ДСТУ Б EN 12607-1:2015 Бітум та бітумні в`яжучі. Визначення опору до твердіння під впливом теплоти та повітря. Частина 1. Метод RTFOT (EN 12607-1:2014, IDT).
ГОСТ 18180-72 Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева (СТ СЭВ 4543-84).
ДСТУ EN 13302:2019 Бітум та бітумні в’яжучі. Визначення динамічної в’язкості бітумного в’яжучого з використанням ротаційного віскозиметра (EN 13302:2018, IDT).
ДСТУ EN 13179-1:2021 Методи випробування мінеральних наповнювачів для бітумомінеральних сумішей. Частина 1. Метод дельта кільця та кулі (EN 13179-1:2013, IDT).
ДСТУ EN 1427:2018 Бітум та бітумні в'яжучі. Визначення температури розм'якшеності за методом кільця і кулі (EN 1427:2015, IDT).
Каськів В. І., Соколов О. В. Теоретичне обґрунтування використання золи-винесення як наповнювача в асфальтобетоні. Дороги і мости. 2023. Вип. 28. С. 92–98. DOI: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2023.28.092.
Каськів В. І., Соколов О. В. Дослідження впливу наповнювачів різного походження на властивості асфальтобетонів. Дороги і мости. 2023. Вип. 27. С. 68–80. DOI: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2023.27.068
Каськів В. І., Копинець І. В., Соколов О. В. Дослідження золи-винесення електрогенеруючих підприємств з метою її використання як альтернативи вапняковому мінеральному порошку для виробництва асфальтобетонних сумішей. Дороги і мости. 2021. Вип. 24. C. 40–47. https://doi.org/10.36100/dorogimosti2021.24.040
Views:
67
Downloads:
42
Copyright (c) 2024 V.I. Kaskiv, O.V. Sokolov, V.V. Mozghovyi
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
All articles are published in open-access and licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0). Hence, authors retain copyright to the content of the articles.
CC BY 4.0 License allows content to be copied, adapted, displayed, distributed, re-published or otherwise re-used for any purpose including for adaptation and commercial use provided the content is attributed.
