Улучшение деформационно-прочностных характеристик  битума модифицированием микропорошками кокса

Е.К. Онгарбаев; А.Б. Жамболова; А.Р. Кенжегалиева; Д.Б. Әбдіхан; Ә.Ж. Қалыбеков

doi:10.18321/cpc24(1)59-67

Авторлар

Е.К. Онгарбаев Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби даң., 71, Алматы, Қазақстан; Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
А.Б. Жамболова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Ә.Р. Кенжеғалиева Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Д.Б. Әбдіхан Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби даң., 71, Алматы, Қазақстан; Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Ә.Ж. Қалыбеков Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, әл-Фараби даң., 71, Алматы, Қазақстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc24(1)59-67

Кілт сөздер:

мұнай коксы, тас көмір коксы, мұнай битумы, микроұнтақтар, деформациялық-беріктілік сипаттамалар

Аңдатпа

Көміртекті материалдарға негізделген түрлендіргіштерді қолдана отырып, битум өндірісінде жаңа технологияларды енгізу олардың сапасын жақсартуға мүмкіндік береді. Мұндай түрлендіргіштердің бірі – мұнай немесе тас көмір текті кокс. Жұмыстың мақсаты БНД 100/130 мұнай жол битумының деформациялық-беріктілік сипаттамаларын кокс микроұнтақтарымен түрлендіру арқылы жақсарту болды. Жұмыста Шұбаркөл кен орнының тас көмір коксы мен «Павлодар мұнай химия зауыты» ЖШС мұнай коксы үлгілерін механохимиялық ұнтақтау жүргізілді және алынған кокс микроұнтақтарының мұнай битумының деформациялық-беріктілік қасиеттеріне әсері анықталды. Түрлендірілген битум байланыстырғыштарының шаршауға қарсы беріктігі үздіксіз тұтқыр серпімді сыну моделіне негізделген сызықтық амплитудалық сканерлеу әдісін қолдана отырып бағаланды. 0,5 мас.% мұнай микрококсы бар битумды қысқа мерзімді жоғары жүктемелер жағдайларында пайдалануға болады, бірақ ұзақ мерзімді циклдік жүктемелерге жарамайды. 0,5 мас.% тас көмір микрококсы бар битум үлкен деформациялар кезінде құрылымын жақсы сақтайды, бірақ беріктігі төмен және икемді жұмыс жағдайларына жарамды. 1 мас.% мұнай микрококсы бар битум беріктік пен сынуға төзімділіктің оңтайлы тепе-теңдігін қамтамасыз етеді және ұзақ мерзімді жол жабындары үшін ең перспективалы болып табылады.

Әдебиеттер тізімі

(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.