Способ получения вяжущего для дорожного строительства

 

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к получению вяжущего для асфальтобетонных смесей. С целью повышения температуры размягчения и интервала пластичности вяжущего, в способе получения, включающем смешение резиновой крошки с нагретым до 180 250°С жидким битумом или нефтяным гудроном, предварительно резиновую крошку смешивают с пылью шлифования кожи и обжимают в вальцах давлением 30 50 МПа, при этом компоненты вяжущего берут в следующем соотношении, мас. резиновая крошка 8 15; кожаная шлифовальная пыль 2 6; жидкий битум или гудрон остальное. 1 табл.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для приготовления дорожных вяжущих.

Известен способ получения вяжущего путем растворения резиновой крошки в нефтяном гудроне при 180-250^оС, введения в полученную смесь мелкодисперсной серы в количестве 20-70% от веса крошки и выдерживания при температуре 160-200^оС до окончательной вулканизации [1] Недостаток данного способа заключается в узком интервале пластичности, поскольку добавление серы приводит к жесткой сшивке полимера и охрупчиванию вяжущего (повышению температуры хрупкости и приближению ее к температуре размягчения).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вяжущего путем смешивания резиновой крошки со шламом шлифования хромистых сталей, обработанным минеральным маслом, и последующим введением смеси в нагретый до 180-250^оС жидкий битум или нефтяной гудрон при следующем соотношении компонентов, мас. резиновая крошка 10-20, шлам шлифования хромистых сталей 0,98-1,97, минеральное масло 0,02-0,03, нефтяной гудрон или жидкий битум остальное [2] Недостаток данного способа заключается в низкой температуре размягчения и узком интервале пластичности вяжущего, поскольку масла, содержащиеся в гудроне или битуме и вводимые вместе со шламом, приводят к пластификации вяжущего и снижению температуры его размягчения, что в свою очередь сужает интервал пластичности.

Цель изобретения повышение температуры размягчения и расширение интервала пластичности вяжущего.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения вяжущего путем смешения резиновой крошки с модифицирующей добавкой, а затем с нагретым до 180-250^оС жидким битумом или нефтяным гудроном в качестве модифицирующей добавки используют пыль шлифования кожи, а смесь ее с резиновой крошки обжимают в вальцах давлением 30-50 МПа при следующем соотношении компонентов, мас. Резиновая крошка 8-15 Пыль шлифования кожи 2-6 Жидкий битум или гудрон Остальное.

Пыль шлифования кожи получают на обувных, кожгалантерейных фабриках, путем обработки с помощью наждаков кусков кожи и заготовок из нее перед операцией склеивания, что необходимо для создания требуемой чистоты ее поверхности перед нанесением клея. Пыль шлифования образуется также при зачистке лицевых поверхностей готовых изделий из кожи.

Пыль шлифования кожи имеет в своем составе 95-99 мас. мелких частичек кожи и 1-5 мас. мелкого абразивного материала.

Способ приготовления вяжущего реализуется следующим образом. Резиновую крошку перемешивают с пылью шлифования кожи в смесителе со скоростью 10-70 об/мин в течение 2-6 мин. Полученную смесь ровным слоем пропускают между металлическими вальцами, обеспечивая давление 30-50 МПа. Затем смесь вводят при постоянном перемешивании в нагретый до температуры 180-250^оС жидкий битум или нефтяной гудрон и выдерживают при постоянном перемешивании до получения однородного вяжущего требуемой вязкости. Введение вместе с резиновой крошкой пыли шлифования кожи приводит к тому, что при обжатии в вальцах пылеватые частицы кожи прочно вдавливаются в резиновую крошку, приводя к ее начальной механической деструкции. И в дальнейшем при термомеханической деструкции резины частицы кожаной пыли адсорбируют и всасывают жидкие фракции девулканизированной резины. При этом свободных легких фракций в составе вяжущего получается меньше, что приводит к росту температуры его размягчения. Кроме того, эластичная структура пыли шлифования кожи, пропитанной жидкой резиной, обеспечивает высокую деформативность при отрицательных температурах.

П р и м е р 1. Навеску резиновой крошки массой 375 г (7,5%) смешивали с 200 г (4,0%) пылью шлифования кожи в лабораторном смесителе со скоростью 40 об/мин в течение 4 мин. Полученную смесь пропускали ровным слоем между металлическими вальцами при давлении 40 МПа. Затем смесь вводили при постоянном перемешивании в нагретый до 180-250^оС нефтяной гудрон С₆₀⁵ 30, масса которого равна 4425 г (88,5%). В течение 3 ч 20 мин вяжущее готовили при 210^оС и постоянном перемешивании. Полученное вяжущее испытывали в соответствии с ГОСТ 115 01-73, 11506-73, 22245-76 с целью определения условной вязкости при 0 и 25^оС, температуры размягчения и температуры хрупкости. Результаты представлены в таблице.

В примерах 2-5 вяжущее готовили аналогично примеру 1, только количество резиновой крошки составляло 8,0; 11,5; 15,0; 15,5 мас. соответственно.

В примерах 6-9 вяжущее готовили аналогично примеру 3, только количество пыли шлифования кожи составляло 1,5; 2,0; 6,0; 6,5 мас. соответственно.

В примерах 10-13 вяжущее готовили аналогично примеру 3, только давление вальцев составляло 28;30;50;52 МПа соответственно.

В примере 14 вяжущее готовили в соответствии с прототипом. Навеску гудрона С₆₀⁵ 30 с массой 4428 г обезвоженного и нагретого до 210^оС подавали в лабораторную мешалку, после чего в нее вводили при постоянном перемешивании в течение 30 с резиновую крошку в количестве 500 г (10% от массы вяжущего) совместно с 70 г (1,4% шлама шлифовального производства, предварительно модифицированного 1,25 г (0,025%) индустриального масла. Шлам шлифовального производства имел следующий состав, мас. Вольфрам 0,3 Молибден 0,2 Углерод 1,0 Хром 5,5 Вода 2,0 Железо 91,0 Полученную смесь выдерживали при 210^оС в мешалке при постоянном перемешивании в течение 3 ч 20 мин. Полученное вяжущее испытывали аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что положительный эффект достигается при следующем соотношении компонентов вяжущего, мас. Резиновая крошка 8-15 Пыль шлифования кожи 2-6 Жидкий битум или гудрон при давлении вальцев 30-50 МПа Остальное.

Уменьшение количества резиновой крошки ниже 8% приводит к снижению пенетрации вяжущего и интервала пластичности ниже известного уровня. Увеличение содержания резиновой крошки выше 15% не дает дополнительного роста положительного эффекта, а требует дополнительного расхода наиболее дорогого компонента.

Уменьшение содержания пыли шлифования кожи ниже 2,0% приводит к снижению интервала пластичности ниже известного уровня. Увеличение содержания пыли шлифования кожи выше 6,0% приводит к повышению температуры хрупкости вяжущего, что в свою очередь снижает интервал пластичности ниже известного уровня.

Уменьшение давления вальцев ниже 30 МПа не обеспечивает требуемой механической деструкции резины, а следовательно, получения требуемого положительного эффекта. Увеличение давления вальцев более 50 МПа не дает дополнительного роста интервала пластичности и температуры размягчения, а требует дополнительных энергозатрат.

При вышеуказанных оптимальных соотношениях компонентов вяжущего и давлении вальцев наблюдается повышение температуры размягчения в среднем на 18% а интервал пластичности расширяется на 19%

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА, включающий смешение резиновой крошки с модифицирующей добавкой, а затем с нагретым до 180-250^oС жидким битумом или нефтяным гудроном, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют пыль шлифования кожи, а смесь ее с резиновой крошкой обжимают на вальцах при давлении 30 50 МПа, при этом компоненты вяжущего берут в соотношении, мас.

Резиновая крошка 8 15 Пыль шлифования кожи 2 6 Жидкий битум или нефтяной гудрон Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1