Вяжущее для дорожного строительства

 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства поверхностной обработки и приготовления холодных смесей. Сущность изобретения заключается в том, что вяжущее для дорожного строительства, включающее битум, масляный раствор каучука и триэтаноламин, дополнительно содержит нефтяной гудрон - сырье для производства нефтяных битумов, а в качестве битума нефтяной дорожный вязкий битум, в качестве масляного раствора каучука масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М при следующем соотношении компонентов, мас.%: масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М 1,0-2,5, триэтаноламин (ТЭА) 1,0-3,0, нефтяной гудрон 22,0-28,0, нефтяной дорожный вязкий битум - остальное. Технический результат - упрощение технологии приготовления модифицированного вяжущего, повышение сцепления его с каменными материалами и снижение токсичности. 4 табл.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для строительства поверхностной обработки дорожных одежд, а также для приготовления холодных смесей, при строительстве и ремонте дорожных покрытий.

В этих целях широко используются вязкие дорожные битумы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-90.

Выпускаемые нефтеперерабатывающими заводами вязкие дорожные битумы для использования при поверхностной обработке и для холодных смесей, нередко требуют разжижения, имеют помимо всего невысокую устойчивость при повышенных и низких температурах и отличаются плохими адгезионными свойствами.

С целью разжижения вязких битумов в последнее время в составе вяжущих широко используют различные разжижители, поверхностно-активные вещества и полимерные добавки.

Известно вяжущее, включающее битум и кубовый остаток дистилляции нафтеновых кислот, асфальт деасфальтизации гудрона и диалкилнафталин (см. а.с. N 1201261, С 04 В 26/26, С 08 L 95/00). Недостатком указанного модифицированного вяжущего является невысокая температура хрупкости (-17...-15^oC) и размягчения (47...47,5^oC).

Известно также вяжущее для дорожного строительства с высокой температурой размягчения (47-78^oС) и хорошим сцеплением с минеральным материалом (а.с. 724542, 1980). Однако битумную основу этого вяжущего составляет не битум нефтяной дорожный, а редко встречающийся асфальтит (25-45%) в сочетании с экстрактом селективной очистки масел (58-71%). Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является вяжущее (а.с. СССР N 1669890, С 04 В 26/26, 15.08.91. ), включающее битум и модификатор, содержащий раствор каучука в сланцевом масле и триэтаноламин при следующем соотношении сланцевого масла, триэтаноламина и каучука: 8-10 : 0,05-0,1 : 1.

Однако основным недостатком известного вяжущего является усложненная технология приготовления, повышенная энергоемкость процесса, а также недостаточно высокие сцепные свойства вяжущих, что особенно важно при устройстве поверхностных обработок и производстве работ при неблагоприятных погодных условиях.

Задача, решаемая изобретением, - упрощение технологии приготовления модифицированного вяжущего, повышение сцепления его с каменными материалами и снижение токсичности.

Сущность изобретения заключается в том, что вяжущее для дорожного строительства, включающее битум, масляный раствор каучука и триэтаноламин, дополнительно содержит нефтяной гудрон - сырье для производства нефтяных битумов, а в качестве битума нефтяной дорожный вязкий битум, в качестве масляного раствора каучука масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М при следующем соотношении компонентов, мас. %: масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М - 1,0 - 2,5 триэтаноламин (ТЭА) - 1,0 - 3,0 нефтяной гудрон - 22,0-28,0 нефтяной дорожный вязкий битум - остальное Введение нефтяного гудрона разжижает исходный нефтяной дорожный вязкий битум марки БНД-60/90, улучшает его подвижность, облегчает розлив битумного вяжущего, делает его более пластичным, значительно более пожаробезопасным.

Сочетание вводимых компонентов-нефтяного гудрона, СВБ-М и триэтаноламина позволяет разжижать вяжущее при повышенных температурах 140 - 150^oC и усиливает процессы структурообразования битумного вяжущего на стадии его перехода в твердую фазу. При этом упрощается технология приготовления вяжущего: все компоненты вводятся одновременно, время перемешивания их с битумом составляет 1-2 минуты, улучшаются его механические характеристики, растяжимость при 25^oC, понижается температура хрупкости, повышается сцепление вяжущего с минеральными материалами. От изменения этих характеристик повышается и трещиностойкость асфальтобетонных покрытий и сопротивляемость их к воздействию динамических нагрузок при низких температурах.

Анализ известных технических решений показал, что применение в составе вяжущего некоторых разжижителей, полимерных добавок на основе каучуков известно. Известно также модифицирование нефтяного битума поверхностно-активными веществами аминного характера. Однако применение разжижителя на основе нефтяного гудрона в сочетании с комплексным модификатором, представляющим собой высокомолекулярный каучук и триэтаноламин, обеспечивает вяжущему такие свойства, которые он проявляет в заявленном решении, а именно: упрощенную технологию приготовления вяжущего с высокими физико-механическими показателями. Таким образом, данный состав компонентов придает вязким дорожным битумам новые свойства и упрощает технологию приготовления модифицированного вяжущего.

Характеристика исходных материалов 1. Битум. В работе использовался вязкий нефтяной дорожный битум марки БНД 60/90, наиболее часто применяемый в дорожном строительстве. В таблице 1 приведены физико-механические показатели вяжущего.

2. Нефтяной гудрон (сырье для производства вязких нефтяных дорожных битумов) отобран на Егорлыкском асфальтобетонном заводе. По показателям свойств удовлетворяет требованиям ТУ 38-101583 (сырье для производства нефтяных, вязких дорожных битумов). В таблице 2 приведены его физико-механические показатели.

3. СВБ-М - синтетический высокомолекулярный полибутадиеновый каучук модифицированный, марки 1 по ТУ 38.303- 02-81-95 представляет собой полибутадиен с преимущественным содержанием винильных звеньев. Продукт получается путем полимеризации бутадиена в растворе под действием катализаторов смешанного типа с последующим выделением каучука из раствора и его модернизации различными маслами (индустриальным, минеральным и др.).

В работе использовался масляный раствор полибутадиенового каучука, содержащего 47% винильных звеньев с вязкостью по Муни не менее 25 у.е. с концентрацией каучука 18 мас. %.

4. Триэтаноламин технический (ТЭА) 8211. Качество соответствует ТУ 6-02-916-79 изм. 1,2,3. Физико-механические показатели представлены в таблице 3. Пример: Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 5 вариантов составов смесей ингредиентов (см. таблицу 4).

В качестве битума использовался нефтяной вязкий дорожный битум БНД 60/90, в качестве модификатора - использовалась комплексная добавка - масляный раствор СВБ-М и триэтаноламин (ТЭА) и дополнительно - нефтяной гудрон. Смесь разогревалась до 140-150^oC и перемешивалась 1-2 мин до однородного состояния. Полученное разжиженное модифицированное вяжущее испытывали в соответствии с ГОСТ 11501-11512. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 4.

Из данных таблицы 4 следует, что вяжущее, полученное на основе нефтяных вязких дорожных битумов и модифицированное комплексной добавкой СВБ-М в сочетании с ТЭА и дополнительно с нефтяным гудроном, удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90 на битумы нефтяные дорожные вязкие и обладает большей подвижностью (марка битума стала БНД 130/200) и более высокими показателями по температуре хрупкости, интервалу пластичности и по адгезионным свойствам по сравнению с чистым битумом и прототипом. Время приготовления составляет всего 1-2 минуты.

Использование предлагаемого изобретения позволяет: - повысить качество асфальтобетона при устройстве поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий; - повысить качество асфальтобетонных смесей при высоких и низких температурах; - повысить адгезию вяжущего к минеральным материалам кислого характера;
- сократить время приготовления модифицированного вяжущего;
- понизить токсичные свойства вяжущего.

Формула изобретения

Вяжущее для дорожного строительства, включающее битум, масляный раствор каучука и триэтаноламин, отличающееся тем, что оно содержит в качестве битума нефтяной дорожный вязкий битум, в качестве масляного раствора каучука масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М и дополнительно нефтяной гудрон - сырье для производства нефтяных битумов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Масляный раствор синтетического полибутадиенового каучука СВБ-М - 1,0 - 2,5
Триэтаноламин - 1,0 - 3,0
Нефтяной гудрон - 22,0 - 28,0
Нефтяной дорожный вязкий битум - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2