Битумно-минеральная композиция


 


Владельцы патента RU 2436819:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных и кровельных покрытиях. Битумно-минеральная композиция включает битумное вяжущее, минеральный заполнитель и минеральный наполнитель. В качестве битумного вяжущего используют нефтяной дорожный битум. В качестве минерального заполнителя - дробленый песок из плотных горных пород фракции 0,16-5,00 мм. В качестве минерального наполнителя используют смесь фосфогипса фракции менее 0,16 мм и известнякового минерального порошка. Соотношение компонентов мас.%: битумное вяжущее - 6,5-7,0; дробленый песок из плотных горных пород - 74,3; фосфогипс - 3,7-3,9; известняковый минеральный порошок - остальное. Полученная композиция имеет повышенную прочность, тепло- и трещиностойкость. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительству и может быть применено для получения композиционных материалов на основе битумных вяжущих, используемых в дорожных, аэродромных, кровельных покрытиях.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются горячие асфальтобетонные смеси и асфальтобетон песчаного типа Г, содержащие нефтяной дорожный битум, минеральный заполнитель - дробленый песок из плотных горных пород и наполнитель - известняковый минеральный порошок (ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия). Техническими условиями вышеуказанного ГОСТа нормируются минимально допустимые значения показателей физико-механических свойств горячих асфальтобетонных смесей песчаного типа Г, регламентируется применение минеральных порошков для этих смесей.

Технический результат изобретения - создание битумно-минеральной композиции повышенной прочности, тепло- и трещиностойкости с использованием высокодисперсных многотоннажных техногенных отходов химического производства фосфорных удобрений - фосфогипса (CaSO4·2H2O).

Указанный технический результат достигается тем, что битумно-минеральная композиция, включающая битумное вяжущее, в качестве минерального заполнителя содержит дробленый песок из плотных горных пород фракций от 0,16 до 5,00 мм и наполнитель - в рационально подобранном соотношении смесь фосфогипса фракций менее 0,16 мм и известнякового минерального порошка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битумное вяжущее - нефтяной дорожный битум - 6,5-7,0;

Дробленый песок из плотных горных пород - 74,3;

Минеральный наполнитель:

Фосфогипс - 3,7-3,9;

Известняковый минеральный порошок - остальное.

Взятый из отвалов фосфогипс высушивают до стабилизации веса и дополнительно измельчают в шаровой мельнице, рассеивают на фракции и отбирают отсев фракций менее 0,16 мм.

Пример. Были приготовлены составы битумно-минеральных композиций (табл.1). Битумно-минеральная композиция приготавливалась следующим образом: заполнитель, наполнитель и битум нагревались до температуры 155±5°C, смешивались и уплотнялись под прессом при давлении 40 МПа в течение 3 минут в цилиндрических металлических формах (размеры образцов-цилиндров 50×50 мм). Определение физико-механических свойств проводили по ГОСТ 12801-98.

Результаты испытаний битумно-минеральной композиции представлены в табл.2.

Как видно из табл.1 и 2, расход битума в битумно-минеральной композиции принят в пределах 6,5-7,0 мас.%. При расходе битума менее 6,5 мас.%, например 6,0 мас.% (состав 1), снижаются прочностные показатели, теплостойкость, водонасыщение W не удовлетворяет требованиям ГОСТ 9128-97 (табл.2). При содержании битума в смеси более 7,0 мас.%, например 7,5 мас.% (состав 4), снижаются прочностные показатели и коэффициент водостойкости kв.

Содержание фосфогипса в наполнителе принято в пределах 3,7-3,9 мас.%. При содержании фосфогипса в наполнителе менее 3,9 мас.%, например 2,8 мас.% (состав 6), снижается прочность R20 и теплостойкость R50. При содержании фосфогипса в наполнителе более 3,9 мас.%, например 4,8 мас.% (состав 7), ухудшаются прочностные показатели, теплостойкость и водонасыщение.

Из сравнения качества предлагаемых смесей (составы 2 и 3) с прототипом (состав 9, требования ГОСТ 9128-97 для горячих плотных асфальтобетонных смесей типа Г I-III марок) очевидны следующие преимущества перед ним, а именно (в среднем):

на 120,0% повышается предел прочности при сжатии при 20°C R20;

на 76,0% повышается теплостойкость R50;

на 39,0% ниже показатели предела прочности при сжатии при 0°C (R0), что свидетельствует о повышенной трещиностойкости.

Введение в состав наполнителя (известнякового минерального порошка) фосфогипса в рационально подобранных соотношениях позволяет значительно улучшить прочность, теплостойкость и трещиностойкость предложенных битумно-минеральных композиций, что вместе с тем открывает новую возможность утилизации данного многотоннажного техногенного отхода.

Совокупность вышеперечисленных положительных свойств предлагаемого технического решения позволяет повысить эксплуатационные характеристики и расширить область применения фосфогипса в конструктивных элементах покрытий с использованием предложенных составов битумно-минеральных композиций.

Таблица 1
БИТУМНО-МИНЕРАЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Компоненты Содержание, мас.% Прототип
Предлагаемые композиции
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Битум марки БНД 60/90 6,0 6,5 7,0 7,5 7,0 7,0 7,0 7,0 6,0-9,0
Песок из плотных горных пород фракций 0,16-5,0 мм 74,3 74,3 74,3 74,3 74,3 74,3 74,3 74,3 66,0-79,0
Фосфогипс фракций менее 0,16 мм 3,9 3,9 3,9 3,9 1,9 2,8 4,8 5,7 -
Известняковый минеральный порошок Остальное Остальное
Таблица 2
БИТУМНО-МИНЕРАЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Показатель Физико-механические свойства композиций
Результаты испытаний предлагаемых композиций Прототип
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Прочность при сжатии при 0°C, R0, МПа 6,4 6,9 8,4 7,3 8,5 8,0 7,1 7,0 Не более 9,0-13,0
Прочность при сжатии при 20°C, R20, МПа 3,2 4,3 5,6 4,1 4,5 4,2 3,9 3,7 Не менее 2,0-2,5
Прочность при сжатии при 50°C, R50, МПа 1,6 2,1 2,3 1,9 2,0 1,9 1,8 1,5 Не менее 0,9-1,6
Водонасыщение, W, % 5,5 3,5 2,9 2,6 1,8 2,3 5,0 6,3 От 1,5 до 4,0
Коэффициент водостойкости, kв 0,9 0,9 0,9 0,88 0,95 0,92 0,87 0,82 Не менее 0,7-0,95

Битумно-минеральная композиция, включающая вяжущее - дорожный нефтяной битум, минеральный заполнитель - дробленый песок из плотных горных пород фракции 0,16-5,00 мм и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя содержит смесь фосфогипса фракции менее 0,16 мм и известнякового минерального порошка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

битумное вяжущее - нефтяной дорожный битум 6,5-7,0
дробленый песок из плотных горных пород 74,3

минеральный наполнитель:
фосфогипс 3,7-3,9
известняковый минеральный порошок остальное


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно - самоклеящихся кровельных и гидроизоляционных материалов. .
Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке нефтяного сырья термическим крекингом с получением преимущественно дорожного битума, а также фракции светлых нефтепродуктов.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано в качестве мастики для ремонта дорожных и аэродромных покрытий. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Изобретение относится к способу получения композиции модифицированного асфальтового связующего, который включает: перемешивание асфальтового связующего, ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора до получения модифицированной асфальтовой композиции, в котором количество полимера составляет от около 0,5 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, количество пентасульфида фосфора составляет от около 0,001 до около 10 массовых частей на 100 массовых частей асфальтового связующего, при подборе вышеуказанных количеств, обеспечивающих упругое восстановление композиции модифицированного асфальтового связующего больше чем 72,5% при 25°С, при этом ненасыщенный полимер и пентасульфид фосфора добавляют непосредственно к асфальтовому связующему без предварительного смешения ненасыщенного полимера и пентасульфида фосфора.

Изобретение относится к вяжущим материалам для производства асфальтобетонных смесей различного типа, широко применяемых для дорожного строительства. .
Изобретение относится к асфальтобетонной смеси для применения в составе дорожного покрытия. .
Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к получению связующего для брикетирования бурых углей. .

Изобретение относится к композициям высокомолекулярных соединений, а именно битуминозных материалов, применяемых в резинотехнической промышленности в качестве мягчителя (пластификатора) для резиновых смесей.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для получения вяжущего материала для цветных пластобетонов. .
Изобретение относится к области промышленного приготовления модифицированных битумных мастик

Изобретение относится к модифицированным битумам и двухкомпонентным смоляным композициям

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства слоев покрытий
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ

Изобретение относится к нефтехимии, конкретно к битумным вяжущим, и может быть использовано при получении асфальтобетонов для дорожных строительных работ

Изобретение относится к химическим композициям на основе битума
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к способу получения серобитума для производства сероасфальтобетона
Изобретение относится к составам грунтовок для защиты от коррозии стальных трубопроводов, предназначенных для транспортировки газа, нефти, воды и других жидкостей, а также металлических резервуаров и нефтехранилищ, промышленно-гражданского строительства, производства гидроизоляционных материалов
Изобретение относится к способу получения модифицированной полимером композиции битумного вяжущего по существу в отсутствие сшивающих агентов, включающий нагрев битумного компонента в баке с мешалкой до температуры от 160 до 221°С, добавление композиции блок-сополимера к битумному компоненту с одновременным перемешиванием битумного компонента для образования гомогенной смеси битумного компонента и композиции блок-сополимера и продолжение перемешивания гомогенной смеси с одновременным поддержанием температуры от 180 до 221°С в течение общего периода времени от 2 до 30 часов с образованием, вследствие этого, отвержденной композиции битумного вяжущего, модифицированной полимером
Наверх