Улучшение деформационно-прочностных характеристик битума модифицированием микропорошками кокса
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc24(1)59-67Ключевые слова:
нефтяной кокс, каменноугольный кокс, нефтяные битумы, микропорошки, деформационно-прочностные характеристикиАннотация
Внедрение новых технологий при получении битумов с применением модификаторов на основе углеродных материалов позволяет улучшить их качество. Одним из таких модификаторов является кокс нефтяного или каменноугольного происхождения. Целью работы является улучшение деформационно-прочностных характеристик нефтяного дорожного битума БНД 100/130 путем его модифицирования микропорошками кокса. В работе проведено механохимическое измельчение образцов каменноугольного кокса месторождения Шубарколь и нефтяного кокса производства ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» и установлено влияние полученных микропорошков кокса на деформационно-прочностные показатели нефтяного битума. Оценка усталостной прочности модифицированных битумных вяжущих материалов проводилась по методике линейного амплитудного сканирования, основанной на модели непрерывного вязкоупругого разрушения. Битум с 0,5 мас.% нефтяного микрококса может использоваться в условиях с высокими кратковременными нагрузками, но не рекомендуется для эксплуатации при длительных циклических воздействиях. Битум с 0,5 мас.% каменноугольного микрококса сохраняет структуру лучше при больших деформациях, однако уступает в прочности, подходит для эластичных условий эксплуатации. Битум с 1 мас.% нефтяного микрококса обладает оптимальным соотношением прочности и устойчивости к разрушению, поэтому наиболее перспективен для долговечных дорожных покрытий.
Библиографические ссылки
(1) M. Hashami, Y. Ongarbayev, Y. Tileuberdi, Y. Imanbayev, A. Zhambolova, et al. Integration of Coke and CNMs with Bitumen: Synthesis, Methods, and Characterization. Nanomaterials 15 (2025) 842. Crossref
(2) L. Yiqun. Application of petroleum coke in cement industry and prospect analysis. Petroleum Processing and Petrochemicals 51 (2020) 1–6. Crossref
(3) A. Alshoaibi, T. Rasheed. Transforming petroleum coke into greener and sustainable carbon nanomaterials: Synthesis, structure and applications. Journal of Environmental Management 393 (2025) 127002. Crossref
(4) R.L.B. Cabral, E.R.V.P. Galvão, P.B.A. Fechine, F.M.F. Galvão, J.H.O. Nascimento. A minireview on the utilization of petroleum coke as a precursor for carbon-based nanomaterials (CNMs): perspectives and potential applications. RSC Advances 14 (2024) 19953–19968. Crossref
(5) A. Cristina, B. Carlotto. Modification of Physicochemical Properties of Petroleum Coke with Ball Milling. Master’s thesis. University of Calgary, Calgary, Canada, 2021. Crossref
(6) Patent of Russia 2748791 (2021). A.F. Kemalov, N.I. Bryzgalov, R.A. Kemalov.
(7) Patent of Russia 2753763 (2021). A.V. Bazhenov, I.V. Kuzik.
(8) Patent of Russia 2769049 (2022). A.V. Bazhenov, V.I. Kuzik.
(9) Patent WO 2016/076804 A1 (2016). R.O. Caniaz, R. Cetintas, E. Baskent, S. Arca, M. Yasar.
(10) Z. Feng, P. Zhao, X. Li, L. Zhu. Preparation and properties of bitumen modified with waste rubber pyrolytic carbon black. Construction and Building Materials 282 (2021) 122697. Crossref
(11) H. Wang, G. Lu, S. Feng, X. Wen, J. Yang. Characterization of Bitumen Modified with Pyrolytic Carbon Black from Scrap Tires. Sustainability 11 (2019) 1631. Crossref
(12) N.B. Ainabekov, N.M. Daurenbek, G.F. Sagitova. Use of carbon black as a modifier for petroleum bitumen. Oil and Gas 4 (2024) 163–174. Crossref
(13) A.D. Korneev, M.A. Goncharova, S.A. Andriantseva, A.V. Komarichev. Optimization of construction and technical properties of asphalt concrete using metallurgical waste. Fundamental research 2 (2015) 1620–1625. (In Russ.).
(14) AASHTO Designation: TP 101-14. Standard Method of Test for Estimating Damage Tolerance of Asphalt Binders Using the Linear Amplitude Sweep. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Washington, D.C., USA, 2014.
(15) N. Motamedrad. Study and characterization of bitumen. Master’s Thesis to confer the academic degree of Diplom-Ingenieurin in the Master’s Program Chemistry and Chemical Technology. Johannes Kepler Universität Linz, June 2023.
(16) K. Zhong, Z. Li, J. Fan, G. Xu, X. Huang. Effect of Carbon Black on Rutting and Fatigue Performance of Asphalt. Materials 14 (2021) 2383. Crossref
(17) Y.I. Imanbayev, Y.K. Ongarbayev, A.B. Zhambolova, Y. Tileuberdi, Y. Kanzharkan, et al. Development and study of compositions containing polymers and solid carbon materials. Combustion and Plasma Chemistry 3 (2025) 273–286. Crossref (In Russ.).
(18) AASHTO T391-20. Standard Method of Test for Estimating Fatigue Resistance of Asphalt Binders Using the Linear Amplitude Sweep. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Washington D.C., USA, 2021.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Е.К. Онгарбаев, А.Б. Жамболова, А.Р. Кенжегалиева, Д.Б. Әбдіхан, Ә.Ж. Қалыбеков

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


