Асфальтобетонная смесь

 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам для покрытий автомобильных дорог. Асфальтобетонная смесь включает битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, причем в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мас. % фракции с размером частиц менее 71•10^-6 м с удельной поверхностью не менее 250 м²/кг. Достигается получение приемлемой прочности и водостойкости дорожных покрытий. 4 табл.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий.

Известна асфальтобетонная смесь для дорожных покрытий (Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. - М.: Транспорт, 1978, с. 16, 36, 39, 46, 47, 55), включающая 7,0-9,0 мас.% битума и в среднем 7% минерального порошка от массы минеральной части. Минеральный порошок из некарбонатных пород имеет не менее 70 мас.% фракцию менее 71•10^-6 м. Остальное составляет минеральный наполнитель (песок и щебень). Порошок активирован жирными кислотами, например карбонатовыми 3-5% от массы битума. Недостатком этой известной смеси является низкая водостойкость (0,7-0,9) и низкая трещиностойкость приготовленного из нее асфальтобетона.

Известна также асфальтобетонная смесь (Авторское свидетельство СССР 1248986, кл. С 04 В 26/26) (прототип), включающая, мас.%: битум 6,3-8,3, активированный жирными кислотами минеральный порошок 2,0-16,0 и минеральный, наполнитель - остальное, причем в качестве активированного минерального порошка она содержит 98,6-99,8 мас.% отходов хвостов флотации первой стадии мокрой магнитной сепарации руды с содержанием магнетита 2-6 мас.% и 0,2-1,4 мас. % активирующего материала в виде отходов производства себациновой кислоты. Минеральный порошок по гранулометрическому составу является мелким дробленым песком (фракция менее 71•10^-6 м составляет 6,5 мас.%). Приготовленный из такой смеси асфальтобетон имеет водостойкость 0,91-1,00 и высокую прочность при сжатии. Недостатком этой известной асфальтобетонной смеси является неоходимость использования активирующего материала для минерального порошка.

Задачей изобретения было создание такой асфальтобетонной смеси, которая без использования дефицитных, активирующих материалов для минерального порошка и без увеличения расхода битума могла обеспечить получение из нее асфальтобетонных дорожных покрытий приемлемой прочности при сжатии и одновременно повысить их водостойкость, что расширяло арсенал средств промышленности дорожно-строительных материалов.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата патентуемая асфальтобетонная смесь включает битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель. Отличительной особенностью данной асфальтобетонной смеси является то, что в качестве отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд использованы отходы такого же обогащения железистых кварцитов и минеральный порошок из таких отходов имеет по крайней мере не менее 70% по своей массе фракцию менее 71•10^-6 м с удельной поверхностью не менее 250 м²/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%: Битум - 5,2-6,5 Минеральный порошок указанного вида и дисперсности - 1,9-18,5 Минеральный наполнитель - Остальное Для предлагаемой асфальтобетонной смеси в качестве минерального порошка подходят отходы обогащения мокрой магнитной сепарации (ее последней стадии) железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (КМА), так как они представляют высокодисперсный порошок, имеющий не менее 70% по своей массе фрацию менее 71•10^-6 м (0,071 мм) с удельной поверхностью 250-450 м²/кг. Дисперсность отходов обогащения железистых кварцитов будет со временем возрастать в связи с совершенствованием технологии магнитного обогащения, так как в этом случае будет происходить более высокое извлечение железа (более 68%), для чего потребуется дополнительное измельчение сырья с целью раскрытия зерен, содержащих магнитное железо и покрытых нерудными немагнитными компонентами.

Химический состав минеральных порошков, используемых в предлагаемой асфальтобетонной смеси и в смеси прототипа, приведен в табл. 1, а их минералогический состав - в табл. 2.

При приготовлении предлагаемой асфальтобетонной смеси с учетом требований ГОСТ 16557-78 указанный минеральный порошок с отвальной влажностью ≤ 8 мас. % сушат в барабанной сушилке (с температурой газов на входе 600-750^oС и 10-20^oС на выходе) до влажности не более 1 мас.%. Высушенный минеральный порошок классифицируют, например с помощью грохота, на фракции +0,14 мм и -0,14 мм. Фракция крупностью более 0,14 мм может быть использована как искусственный песок. Подрешетный продукт содержит 70,58 мас.% фракции менее 0,071 мм и используется как минеральный порошок.

Из минерального порошка, полученного таким способом, было приготовлено пять составов предлагаемой асфальтобетонной смеси (с 1 по 5 по три образца каждого). Содержание компонентов таких составов даны в табл. 3. Приготовленные составы по классификации ГОСТ 9128-97 относили к виду горячих асфальтобетонных смесей - мелкозернистых (тип В) и песчаных (тип Г) соответственно, обеспечивающих получение плотного асфальтобетона для II-й и III-й дорожно-климатических зон.

Результаты испытаний асфальтобетонов, приготовленных по пяти составам предлагаемой асфальтобетонной смеси, содержатся в табл. 4, где приведены средние значения показателей физико-механических свойств асфальтобетона по каждому составу. Как видно из табл. 4, асфальтобетоны, полученные из предлагаемой асфальтобетонной смеси, имеют водостойкость 1-1,2, что выше, чем у прототипа (0,91-1,00), а их прочность при сжатии при температурах 20 и 50^oС составляет 4,3-4,5 МПа и 1,4-2,0 МПа соответственно, что превышает требования ГОСТ 9128-97 (не менее 2,2 и 1,2 МПа соответственно).

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в рассматриваемом минеральном порошке не превышает 370 Бк/кг, при применении минерального наполнителя такой же радионуклидной активности имеется возможность их использования в асфальтобетонной смеси для строительства дорог без ограничений (по ГОСТ 30491-97 при суммарных значениях свыше 740 Бк/кг и до 2800 Бк/кг они могут использоваться только для строительства дорог вне населенных пунктов).

Наличие с оговоренным относительным количеством минерального порошка в виде высокодисперсных отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов в предлагаемой асфальтобетонной смеси активизирует физико-химические процессы между ее компонентами при получении асфальтобетона. Это дает возможность исключить использование активирующего материала для минерального порошка, что упрощает технологию приготовления асфальтобетонной смеси и сокращает производственные затраты (отпадает необходимость в дополнительном оборудовании для приготовления активированного минерального порошка и в самом активирующем материале как дефицитном компоненте).

Формула изобретения

Асфальтобетонная смесь, включающая битум, минеральный порошок из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального порошка из отходов обогащения мокрой магнитной сепарации железосодержащих руд она содержит минеральный порошок из отходов обогащения последней стадии мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, имеющий не менее 70 мас.% фракции с размером частиц менее 71•10^-6 м с удельной поверхностью не менее 250 м²/кг при следующем содержании компонентов, мас.%: Битум - 5,2 - 6,5 Минеральный порошок указанного вида и дисперсности - 1,9 - 18,5 Минеральный наполнитель - Остальноез

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2