Способ получения щебеночно-мастичного асфальтобетона


 


Владельцы патента RU 2494988:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог. Технический результат: повышение водостойкости материала, повышение пределов прочности при сжатии при +20 и +50°C, снижение расхода вяжущего в смеси и повышение экологической безопасности окружающей среды в результате утилизации отходов химической промышленности. Способ получения щебеночно-мастичного асфальтобетона включает приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси путем перемешивания обезвоженных исходных материалов при рабочих температурах для устройства верхнего слоя покрытия, состоящей из, % масс.: щебня прочных пород - 70,0…73,5, отсевов дробления известняков марки М400 - 26,5…30,0; битума вязкого - 5,6…6,0 (сверх 100%), и отличается тем, что в битум до объединения с минеральными составляющими предварительно введены кубовые остатки производства «Новантокс 8 ПФДА» в количестве 0,5…1,2 (% от массы битума). 2 табл.

 

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог.Целью настоящего изобретения является разработка способа получения щебеночно-мастичного асфальтобетона с отсевами дробления известняков с улучшенными физико-механическими свойствами и снижение расхода вяжущего и себестоимости устройства покрытий с применением щебеночно-мастичных асфальтобетонов с отсевами дробления известняков (ЩМА с ОДИ) при производстве и эксплуатации. Технический результат: разработанный способ получения ЩМА с ОДИ с повышенными водостойкостью материала, значений пределов прочности при сжатии при +20 и +50°C и экологической безопасностью окружающей среды в результате утилизации отходов химической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ получения щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с добавкой отсевов дробления известняков марки 400 (Патент РФ №2426704), согласно которому в минеральную часть к прочному щебню вводят отсевы дробления известняков марки 400.

Преимуществом указанного способа является повышение пределов прочности при сжатии ЩМА при +20 и +50°C и, соответственно, его теплоустойчивости и коэффициента водостойкости и снижение водонасыщения. Это достигается переводом вяжущего в структуре материала в связанное (ориентированное) состояние мелкими фракциями ОДИ.

Недостатком прототипа является то, что высокий показатель предела прочности при +50°C (т.е. теплоустойчивость при высоких летних температурах) образцов щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с добавками отсевов дробления известняков марки 400 достигается при увеличенном расходе вяжущего в смеси (до 7,5%, сверх 100% от массы минеральной части).

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа повышения качества щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог, снижение расхода вяжущего в смеси, применение в составе смеси отсевов дробления малопрочных известняков, а также утилизация и нейтрализация отходов промышленного производства.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый состав щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с отсевами дробления известняков (ЩМА с ОДИ) приготавливается путем перемешивания между собой обезвоженных и нагретых до рабочих температур исходных материалов, а в качестве вяжущего вещества используется предварительно приготовленная однородная смесь вязкого битума с отходами химической промышленности - кубовыми остатками производства «Новантокс 8 ПФДА» (антиоксиданта, применяемого в производстве шин) в количестве 0,5…1,2 (в % по массе).

Кубовые остатки производства «Новантокса 8 ПФДА» представляют собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого цвета с зеленоватым или фиолетовым оттенком следующего состава, % масс.:

новантокс 8 ПФДА - 8,6;

свободный п-аминодифениламина - 0,54;

2-этилгексановая кислота - 27,0;

К-соль 2-этилгексановой кислоты - 9,4;

смолы - остальное.

Использование кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» в составе вяжущего улучшает сцепление битума с минеральным заполнителем, что обусловлено содержащимися в ней ароматическими аминами и смолистыми соединениями сложного состава. В своем составе отход содержит две функциональные группы противоположного характера: аминогруппу с основными свойствами и карбоксильную группу с кислотными свойствами.

Механизм действия добавки кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» в битуме возможно представить следующим образом: при введении добавки в битум, ее молекулы адсорбируются на дисперсных частицах в битуме, (на асфальтеновых агрегатах), понижая межфазное натяжение на границе раздела фаз асфальтеновых агрегатов (дисперсная фаза) и жидкие углеводороды (дисперсионная среда). При образовании битумной пленки на поверхности минеральных зерен происходит адсорбция битумных дисперсных частиц на их поверхности. Присутствие на поверхности битумных частиц молекул добавки обуславливает значительно лучшее сцепление битумной пленки с поверхностью каменного материала и увеличивает адгезионную прочность. При смешении смолы антиоксиданта с битумом при температуре 120…140°C происходит химическое взаимодействие кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» с высокомолекулярными соединениями битума, в результате этого достигается однородность вяжущего.

Содержание добавки кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» в вяжущем должно составлять 0,5…1,2%, т.к. при содержании смолы выше 1,2% показатель индекса пластичности вяжущего выходит за допустимые пределы, вследствие снижения температуры размягчения по методу «Кольцо и шар». Таким образом, предлагаемые отличия сообщают заявляемому объекту новый технический эффект улучшение адгезионных свойств вяжущего за счет модификации добавкой кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА».

Заявителю неизвестно использование добавки кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» для улучшения адгезионных свойств вяжущих асфальтобетонных смесей, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Вяжущее для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси (ЩМАС) готовят следующим образом:

В аппарат, снабженный обогревом и мешалкой, загружают вязкий битум и кубовые остатки производства «Новантокс 8 ПФДА» в количестве 0,5…1,2% на смесь и производят перемешивание при температуре 120…140°C до получения однородной массы. Состав и свойства вяжущего, приготовленного на битуме БНД 60/90, приведены в табл.1.

Таблица 1
Показатели физико-механических свойств
Наименование показателей битумного вяжущего и единицы измерения Треб. ГОСТ 22245 для битума БНД 60/90 Величина показателя
Исх. БНД 60/90 (без добавки) БНД 60/90 с добавкой кубовых остатков «Новантокс 8 ПФДА», % от массы битума
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
1. Глубина проникания иглы 0,1 мм
при 25°C 61-90 73 71 74 78 81 86 89
при 0°C Не менее 20 22 21 22 22 22 24 24
2. Растяжимость, см
при 25°C Не менее 55 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100
при 0°C Не менее 3,5 3,8 3,6 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
3. Температура размягчения по КиШ, °C Не ниже 47 48,5 47,8 47,2 46,6 46,2 45,6 45,2
4. Температура хрупкости, °C Не выше -15 -19 -21 -21 -21 -21 -21,2 -21
5. Сцепление с мрамором выдерж. выдерж. выдерж. выдерж. выдерж. выдерж. выдерж.
6. Индекс пенетрации от -1 до +1 -0,52 -0,93 -0,99 -1,02 -1,03 -1,05 -1,07
7. Однородность одн-но одн-но одн-но одн-но одн-но одн-но одн-но

С предлагаемым вяжущим были приготовлены составы ЩМА с ОДИ подобранного состава по ГОСТ 31015-2003.

Состав ЩМА с ОДИ по предлагаемому решению следующий, % масс.: щебень прочных пород фр. 5…10, или 5…15, или 5…20 мм - 70,0…73,5; отсевы дробления известняков - 26,5…30,0; битум вязкий БНД 60/90 (БНД 90/130) - 5,6…6,0 (сверх 100%) и кубовые остатки производства «Новантокс 8 ПФДА» - 0,5…1,2% от массы битума.

Щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь готовится в серийно выпускаемой стационарной асфальтобетонной установке, оборудованной устройством для разогрева обезвоживания, подачи составляющих в смеситель и их перемешивания.

Точность дозирования щебня и отсевов дробления известняков должна соответствовать классу точности 2 по ГОСТ 10223 и ГОСТ 30124. Точность дозирования битума и кубовых остатков - ±1,5% по массе.

Составляющие смеси после нагрева до рабочих температур, обезвоживания и дозирования, в соответствии с рецептом, перемешиваются между собой при рабочих температурах и смесь выдается потребителю.

Приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси осуществляется следующим образом: кубовые остатки производства «Новантокс 8 ПФДА», нагретые до 50…70°C, перемешиваются с вязким битумом БНД 60/90 (или БНД 90/130) при температуре 120…140°C до получения однородной массы, а затем полученную смесь при 130…140°C объединяют при перемешивании с наполнителем, нагретым до 150…170°C и другими компонентами смеси для приготовления асфальтобетонной смеси.

Физико-механические свойства заявляемого состава ЩМА представлены в табл.2.

Таблица 2
Физико-механические свойства ЩМА на вяжущем с добавкой кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПДФА»
№ п/п Наименование показателей Треб. ГОСТ 31015 для II-III ДКЗ Количество вяжущего в смеси, %
По прототипу (вяжущее без добавки), 6,5 5,5 5,6 5,8 6,0 6,5
+0,5% смолы антиоксиданта (от массы битума)
1. Предел прочности при сжатии при температуре, МПа 50°C не менее 0,65 1,67 1,58 1,60 1,65 1,66 1,72
20°C не менее 2,2 4,73 4,41 4,00 4,50 4,54 4,68
2 Водонасыщение 1,0…4,0 2,85 3,21 2,70 2,40 2,40 2,30
3 Пористость минеральной части, % 15…19 18,48 17,39 17,47 17,32 17,47 17,24
3. Остаточная пористость, % 1,5…4,5 2,64 3,58 3,42 2,73 2,42 0,88
4. Коэффициент водостойкости не менее 0,85 0,87 0,82 0,86 0,93 0,90 0,90
5. Водонасыщение, % по объему 1,0…4,0 2,10 3,21 2,70 2,40 2,40 2,30
6. Средняя плотность, г/см3 - 2,64 2,65 2,65 2,66 2,66 2,68

Как видно из табл.2, заявляемая асфальтобетонная смесь ЩМАС с использованием кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА», по сравнению с показателями образцов прототипа, обладает более высокими физико-механическими показателями. Повышение значений коэффициента водостойкости образцов на вяжущем с использованием кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПДФА» объясняется улучшением сцепления битума с поверхностью минеральных заполнителей ЩМА. Следовательно, асфальтобетонное покрытие с применением исследуемой добавки кубовых остатков производства «Новантокс 8 ПФДА» будет более прочным и водостойким.

При этом применение вязкого битума с добавкой кубовых остатков химического производства «Новантокс 8 ПФДА», позволяет снизить количество вяжущего на 0,7%, по сравнению с составом ЩМА с ОДИ, приготовленном по прототипу на более вязком битуме. Следовательно, достигается удешевление себестоимости приготовления смеси.

Способ получения щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающий приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси путем перемешивания обезвоженных исходных материалов при рабочих температурах для устройства верхнего слоя покрытия, состоящей из, мас.%: щебня прочных пород 70,0 - 73,5, отсевов дробления известняков марки М400 26,5 - 30,0; битума вязкого 5,6 - 6,0 (сверх 100%), отличающийся тем, что в битум до объединения с минеральными составляющими предварительно введены кубовые остатки производства «Новантокс 8 ПФДА» в количестве 0,5 - 1,2 (% от массы битума).



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к полимерасфальтобетонной смеси. .
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.
Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий во всех климатических зонах.

Изобретение относится к способам получения органического связующего материала, используемого в брикетном производстве, строительстве, в частности при строительстве дорог, при возведении зданий и сооружений.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для строительства, ремонта и капитального ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий, а также для устройства и ремонта слоев проезжей части мостов и путепроводов.

Изобретение относится к дорожно-строительной отрасли, а именно к способу теплой регенерации асфальтобетонов. .
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.
Изобретение относится к производству и применению стабилизаторов щебеночно-мастичных асфальтобетонных (ЩМА) и асфальтобетонных (АБ) смесей для дорожных покрытий. .
Изобретение относится к области производства композиций, содержащих битум и серу, которые могут быть использованы в дорожном и другом строительстве. .
Изобретение относится к производству щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, используемых для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу 1-(22-aлкилимидaзoлинил-1l)-2-[(22-aлкилимидaзoлинил-1l)пoли(этилeн-N-алканоиламидо)]этана, обладающего способностью повышать адгезию битумов к минеральным материалам, которые могут быть использованы в промышленном и дорожном строительстве при устройстве автомобильных дорог, аэродромов, кровель, гидроизоляционных покрытий и т.п. Изобретение также относится к вяжущему для дорожного покрытия, включающему нефтяной дорожный битум, адгезионную добавку, структурирующую добавку и пластификатор. В качестве адгезионной добавки используют вышеуказанное соединение, в качестве структурирующей добавки - каучук, а в качестве пластификатора - жидкую фракцию низкомолекулярного полиэтилена и/или фракцию альфа-олефинов С20-С26 и/или пентамеры пропилена. Компоненты в вяжущем используют при определенном количественном соотношении. Полученные соединения обладают повышенной адгезией к минеральным материалам дорожных покрытий и повышенной термостабильностью, улучшая при этом пластичность битумного вяжущего материала. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области дорожных строительных материалов, в частности к переработке отходов ремонта мягких кровель с получением битумного вяжущего, и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных смесей. Технический результат: повышение предела прочности при одновременном снижении восприимчивости асфальтобетона к температурам. Асфальтобетонная смесь содержит щебень, песок, минеральный порошок и битумное вяжущее из отходов ремонта мягких кровель, пластифицированных прямогонным гудроном в следующем соотношении компонентов, мас.%: битум, содержащий до 15% примеси минерального наполнителя и волокон основы - 49…65, прямогонный гудрон - 51…35. 6 табл.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства оснований и нижних слоев покрытий автомобильных дорог и аэродромов во всех климатических зонах. Технический результат: улучшение физико-механических характеристик асфальтобетонных смесей, позволяющее повысить срок службы дорожных одежд. Резинированная асфальтобетонная смесь для оснований и нижних слоев покрытий включает щебень, песок и битум. Причем смесь дополнительно содержит резиновую крошку и вторичный линейный полиэтилен низкой плотности при следующем соотношении компонентов, мас.%, для пористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 25-31, щебень фракции 5-20 мм - 25-29, песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 16,5-23,9, битум БНД 60/90 - 3,0-5,0, резиновая крошка - 0,4-0,8, вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,3, песок - остальное, а для высокопористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 39-45, щебень фракции 5-20 мм - 31-40, песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 5,6-18,2, битум БНД 60/90 - 2,0-4,0, резиновая крошка - 0,3-0,6, вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,2, песок - остальное. 6 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхнего и нижнего слоев покрытий автомобильных дорог. Технический результат: повышение прочности, теплостойкости, водостойкости, а также снижение расхода вяжущего при соответствии остальных показателей требованиям ГОСТ 9128-2009 к горячим асфальтобетонам типа Б. Способ получения горячей щебеночной асфальтобетонной смеси с отсевами дробления известняков М 400 включает приготовление горячей асфальтобетонной смеси для верхнего и нижнего слоев покрытий, состоящий из, % масс.: щебня прочных пород - 46…48, отсевов дробления прочных пород (дробленого песка) - 38…50, отсевов дробления известняков М 400 - 3…15 и битума вязкого - 4,7…4,9 (сверх 100%). При этом в вязкий битум предварительно вводят жидкие анилиносодержащие отходы химического завода в количестве 0,6…1,00% от массы битума. 4 табл.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений. Технический результат: улучшение свойств литой асфальтобетонной смеси за счет повышения ее сопротивления окислительному процессу старения вяжущего путем разработки смеси с более низкой температурой приготовления и укладки, повышения сопротивления колееобразованию за счет улучшения показателя вдавливания штампа и других эксплуатационных характеристик смеси, включая повышение теплоустойчивости смеси. Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь включает минеральный материал - щебень и отсев дробления щебня, минеральный порошок, битумное вяжущее, содержащее битум БНД 60/90 с адгезионной добавкой КАДЭМ-ВТ. Дополнительно содержит резиновую крошку и резиновый термоэластопласт РТЭП при следующем соотношении компонентов, мас.%: дробленая резиновая крошка - 1,00-1,20, резиновый термоэластопласт РТЭП - 0,25-0,35, катионный реагент - адгезив КАДЭМ-ВТ - 0,35-0,50, битум БНД 60/90 - 7,80-8,20, минеральный порошок - 16,00-18,00, минеральный материал (щебень и отсев дробления щебня) - остальное. 6 табл.
Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов. Асфальтобетонная смесь включает в качестве минерального материала известняковый щебень фракции 0-5 мм, в качестве связующего - нефтяной вязкий битум марки БНД 90/130, а в качестве модификатора - механоактивированный бурый уголь. Соотношение компонентов следующее, мас.%: известняковый щебень фракции 0-5 мм - 93; битум - 6,3; механоактивированный бурый уголь - 0,7. Использование указанного модификатора позволяет увеличить адгезионную способность системы «щебень - связующее», что позволяет получать асфальтобетон с высокими значениями механических характеристик, а также упростить технологический процесс приготовления смеси и сократить его продолжительность. 3 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к производству дорожно-строительных материалов, и может быть использовано при устройстве и ремонте покрытий автомобильных дорог. Технический результат: расширение номенклатуры сырьевых материалов для производства наполнителей асфальтовяжущего за счет применения широко распространенного сырья, к которому относятся алюмосиликатные породы осадочной толщи. Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси заключается в термической обработке нетрадиционного сырья, представляющего собой полиминеральные алюмосиликатные породы, при температуре 500-600°С, а полученные продукты диспергируют для получения тонкодисперсных наполнителей. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к горячим мелкозернистым асфальтобетонным смесям, и может быть использовано для изготовления плотного асфальтобетона темно-коричневого цвета, применяемого для устройства верхних слоев автомобильно-дорожных покрытий в районах I, II и частично III дорожно-климатических зон, характеризующихся холодным и влажным климатом. Асфальтобетонная смесь содержит минеральный наполнитель, включающий песок, и битум. Дополнительно смесь включает пыль системы газоочистки электропечи ДСП-60 производства черной металлургии с размером зерен менее 7·10-5 м, щебень и отсев дробления щебня при следующем соотношении компонентов, мас.%: щебень - 40,5-45,5; песок - 29,0-30,0; отсев дробления щебня - 15,0-18,5; битум марки БНД 90/130 - 6,0-6,3; пыль системы газоочистки электропечи ДСП-60 производства черной металлургии - 4,0-5,0. Технический результат: удешевление смеси при приемлемой прочности при сжатии дорожного покрытия, расширение средств дорожно-строительных материалов. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов. Асфальтобетонная смесь, включающая известняковый щебень фракции 0-5 мм и связующее, модифицированное структурирующей добавкой, содержит в качестве связующего битум марки БНД 90/130, в качестве структурирующей добавки - высушенный при 110°C и механоактивированный до удельной поверхности 16,9 м2/г цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный щебень 93, указанный битум 6,3, указанный цеолит 0,7. Технический результат - повышение прочности. 3 табл.

Изобретение относится к способу и устройству для производства асфальтовой смеси и направлено, в особенности, на повторное использование снятого асфальта и повышение эффективности производства асфальта посредством экономии сырья и тепловой энергии. Способ производства асфальтовой смеси, при котором снятый асфальт в виде асфальтовой крошки и/или новый материал в форме зернистых заполнителей вместе или по отдельности нагреваются и высушиваются в барабанных установках и затем в смесительной установке смешиваются с битумом, образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь. Причём смешивание нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода, содержание кислорода в которой составляет максимум 10%. Высушивание и нагревание асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в барабанных установках при помощи газов с низким содержанием кислорода, которые имеют температуру в диапазоне от 500 до 1000°С, и затем осуществляется перемещение в смесительную установку. Перемещение и смешивание также производятся в газообразной среде с низким содержанием кислорода, причем в систему подачи и смесительную установку направляются холодные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 20 до 150°С, или охлажденные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 150 до 300°С, и бункеровка нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей перед смешиванием с битумом и/или бункеровка готовой к укладке асфальтовой смеси также производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода. Также описано устройство для производства асфальтовой крошки. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх