Вяжущее для асфальтобетонных смесей

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для устройства покрытий дорог и тротуаров, строительных площадок, полов промышленных объектов, гидроизоляции. Технический результат: увеличение прочности, водостойкости и уменьшение водонасыщения асфальтобетонов. Вяжущее для асфальтобетонных смесей включает битум в качестве органического вяжущего, модификатор и наполнитель. В качестве модификатора оно содержит измельченные до 2-5 мм отходы полиэтилена и/или полистирола, в качестве наполнителя - высокодисперсный порошок карбонатной или оксидной природы и дополнительно – серу, при следующем соотношении компонентов мас.%: битум 30-75, указанный порошок 3-19, отходы полиэтилена и/или полистирола 1-2, сера 20-50. 3 табл.

 

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для приготовления асфальтобетонных смесей при устройстве покрытий дорог и тротуаров, строительных площадок, полов промышленных объектов, гидроизоляции.

Известна серосодержащая асфальтобетонная смесь (а.с.СССР № 1502520, С 04 В 26/26, 1987 г.) для дорожных покрытий, включающая золу фильтрации серы, тепловой пек, минеральный наполнитель, которая имеет прочность при температуре 50°С 2,3-2,7 МПа, набухание 0,3-0,5% объема, водонасыщение 2,7-3%.

Данный материал имеет узкую сферу применения, поскольку привязан к местам, где отходами производства являются тепловой пек и зола отстоя серы.

Наиболее близким к предлагаемой смеси является вяжущее для дорожного строительства на основе битума (RU 2123987 C1, C 04 B 26/26, 1998 г.).

Использование серосодержащих добавок в асфальтобетонах приводит к увеличению прочности, водостойкости, снижению набухания. Однако транспортировка серы и серосодержащих отходов к АБЗ экологически нецелесообразна. Поэтому серу и ее отходы лучше использовать в связанном состоянии - в виде битумоподобных смесей, предпочтительно в гранулированном виде.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении прочности, водостойкости и уменьшении водонасыщения асфальтобетонов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что вяжущее для асфальтобетонных смесей, включающее битум в качестве органического вяжущего, модификатор и наполнитель, содержит в качестве модификатора измельченные до 2-5 мм отходы полиэтилена и/или полистирола, в качестве наполнителя - высокодисперсный порошок карбонатной или оксидной природы и дополнительно - серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

битум 30-75

указанный порошок 3-19

отходы полиэтилена и/или полистирола 1-2

сера 20-50

Вяжущее для асфальтобетонных смесей получают путем смешивания органического вяжущего, модификатора, наполнителя, серы. Смешивание компонентов проводят в два этапа. Вначале смешивают прогретые до 120-200°С серу и минеральный наполнитель и отдельно битум и отходы полиэтилена и/или полистирола при температурах 120-200°С. Затем в смесь серы с минеральным наполнителем добавляют смесь битума с полиэтиленом и/или полистиролом, быстро перемешивают при температурах 140-200°С и полученную смесь гранулируют.

Скорость охлаждения гранул при грануляции должна быть не менее ~1000°/с.

КОМПОНЕНТЫ, СОСТАВЛЯЮЩИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИЙ КОМПОЗИТ.

Сера может содержать органические примеси - до 5%, мелкие тех. примеси <1 мм - до 3%, иметь повышенную кислотность свыше 0,02%, мышьяк отсутствует.

В качестве высокодисперсного порошка используются порошки карбонатной природы (известняки, доломиты) и оксидной природы (золы, шлаки), мелкие пески или их смесь.

Гранулометрический состав порошков:

размеры частиц (мм): >0,71<1 - 1%

<0,71>0,05 - 97%

<0,05 - 2%

Битум - дорожные битумы марок БНД.

Отходы полиэтилена и/или полистирола - измельченные до 2-5 мм, отходы производства или бытовые отходы.

Кроме указанного улучшения физико-механических свойств асфальтобетона, применение серосодержащего композита приводит к экономии битума, а также позволяет утилизировать низкосортную некондиционную серу, золы и шлаки. Гранулированный композит можно использовать на любом серийном асфальтобетонном заводе, добавляя холодные гранулы непосредственно в смеситель. Все перечисленное дает положительный эффект.

В таблице 1 приведены примеры составов серосодержащего композита, в таблице 2 - характеристики композита как вяжущего, в таблице 3 - характеристики асфальтобетонов на основе композита.

Таблица 1.
Компоненты	Содержание компонентов мас% (примеры)
	1	2	3	4
СЕРА	20	30	40	50
БИТУМ	90	63	50	45
ПОРОШОК	9	6	8	3
ОТХОДЫ ПОЛИЭТИЛЕНА	1		2	1
ОТХОДЫ ПОЛИСТИРОЛА		1		1

Таблица 2.
Свойства	Вяжущее по примерам
1	2	3	4	Прототип
Пенетрация при 25°С(100 г, 5 с)	120	93	65	28	32-220
0°С (200 г, 60 с)	62	41	23	35	6-106
Растяжимость, см, при 25°С (23°С)	100	100	75	63	(100)
0°с	100	72	38	2	0-100
Температура размягчения по КиШ, °С	48	56	67	90	35-62

Таблица 3.
Показатели	Асфальтобетон на вяжущем
1	2	3	4	Прототип
Плотность т/м3	2335	2340	2360	2372	2410-2430
Набухание об.%	0	0	0	0	0
Водонасыщение мас.%	0,82	0,73	0,9	1,2	0,9-2,4
Предел прочности при сжатии МПа при °С 0	7,8	8,2	9,8	10,7	6-10,5
20	5,6	6,4	9,1	10,2	4,4-3,4
50	3,6	4,3	8,7	10,2	0,9-1,2
Коэффициент водоустойчивости	1	1	1	0,8	1

Вяжущее для асфальтобетонных смесей, включающее битум в качестве органического вяжущего, модификатор и наполнитель, отличающееся тем, что оно содержит в качестве модификатора измельченные до 2-5 мм отходы полиэтилена и/или полистирола, в качестве наполнителя - высокодисперсный порошок карбонатной или оксидной природы и дополнительно серу при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Битум 30-75

Указанный порошок 3-19

Отходы полиэтилена и/или полистирола 1-2

Сера 20-50