Дорожный асфальтобетон на основе модифицированного битумного вяжущего


 

C09D1/10 - Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки; заполняющие пасты; чернила; химические средства для удаления краски или чернил; корректирующие жидкости; средства для морения древесины; пасты или твердые вещества для окрашивания или печатания; использование материалов для этой цели (косметика A61K; способы для нанесения жидкостей или других текучих веществ на поверхности вообще B05D; морение древесины B27K 5/02;органические высокомолекулярные соединения C08; органические красители и родственные соединения для получения красителей, протрав или лаков как таковых C09B; обработка неорганических неволокнистых материалов, используемых в качестве пигментов или наполнителей, C09C; природные смолы, политура, высыхающие масла, сиккативы, скипидар как таковые C09F;

Владельцы патента RU 2504565:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

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 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. Изобретение позволяет улучшить механические характеристики асфальтобетона, упростить технологический процесс приготовления смеси и сократить его продолжительность.

Известна асфальтобетонная смесь, содержащая битум, модификатор, включающий эластомерную крошку, нефтепродукты и минеральный заполнитель (1. Патент РФ №2095325 «Асфальтобетонная смесь». Авт.К.В. Раков, А.П. Сафронов). Модификатором служит отработанный набухший эластомерный сорбент установок по очистке промышленных сточных вод от нефтепродуктов, в котором соотношение эластомерная крошка: нефтепродукты составляет от 1:1 до 1:3, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: битум 5,0-8,0; указанный отработанный сорбент 0,2-2,0; минеральный заполнитель остальное. Эластомерный сорбент представляет собой эластомерную крошку из отходов производства резинотехнических изделий из сшитых карбоцепных каучуков с удельной поверхностью 10-30 м2/г при следующем фракционном составе, мас. фракция менее 1,0 мм - 20-30%; фракция 1,0-2,5 мм - 60-75%; фракция 2,5-3,0 мм - 5-10%.

Предлагаемый фракционный состав усложняет процесс приготовления асфальтобетонной смеси, при этом не всегда удается достичь однородного распределения эластомерного модификатора, что отрицательно сказывается на свойствах асфальтобетона. Кроме того, процесс смешивания компонентов асфальтобетонной смеси, набухание эластомерного модификатора в битуме занимает продолжительное время (в течение 3 ч), что увеличивает длительность технологического цикла производства асфальтобетонной смеси.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является асфальтобетонная смесь с применением активированного угольного порошка в качестве структурирующей добавки для модифицирования связующего - гудрона при производстве асфальтобетонной смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: щебень - 83; гудрон - 7; бурый уголь - 10 (2. Буренина О.Н., Николаева Л.А., Копылов В. Е. Влияние органо-минеральных добавок на свойства связующего и асфальтобетона // Сб. тр. межд. науч.-практ. конф. «Высокие технологии, фундаментальные исследования, экономика». - СПб.: Изд-во Политехн., ун-та, 2011. Т.2. - С.361-365).

Асфальтобетонные смеси на основе гудрона получены путем смешения компонентов в лопастном смесителе при скорости вращения ротора 50 об/с. В предварительно нагретый при 110°С и измельченный известняковый щебень вводится связующая композиция. Технология получения связующей композиции заключается в высушивании при 110°С диспергированных бурых углей и последующем соединении с предварительно нагретым при 90°С гудроном.

К недостатку этой технологии следует отнести несоответствие требованиям ГОСТ 9128-2009 показателей механических характеристик.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества асфальтобетона.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве связующего предлагается использовать битум БНД 90/130, модифицированный добавкой механоактивированного бурого угля при следующем соотношении компонентов мас.%: битум - 6,3; механоактивированный уголь - 0,7; щебень - 93.

Битум нефтяной вязкий дорожный БНД 90/130 (ГОСТ 22245-90) (далее - битум) представляет собой смесь углеводородов и гетероорганических соединений и углеводородов, не выкипающую при температурах перегонки нефти (основные составляющие: асфальтены, смолы и масла парафиновой, нафтеновой и ароматической основы), имеет следующие свойства (табл.1).

Таблица 1
Технические характеристики битума БНД 90/130
Наименование показателя Норма по ГОСТ
Пенетрация, 0,1 мм при температуре:
25°С 90-130
0°С, не менее 28
Температура, °С:
размягчения, не ниже 43
хрупкости, не выше -17
вспышки, не ниже 230
Дуктильность, см, не менее при температуре:
25°С 65
0°С 4,0
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более 5
Индекс пенетрации От -1,0 до +1,0

Однако выбранный битум имеет недостаточную трещиностойкость, нетеплостоек, неэластичен и не обладает требуемой адгезией к поверхности минеральных материалов кислых пород (3. Гохман Л.М. Битумы, полимерно-битумные вяжущие, асфальтобетон, полимерасфальтобетон. - М.: ЗАО «ЭКОН-ИНФОРМ», 2008. - 117 с.).

С целью улучшения качества битума и адгезионной способности системы «уголь - связующее» предлагается введение в битум в качестве структурно-активной добавки активированного бурого угля.

Бурые угли это типично гумусовые, плотные осадочные породы (4. Угольная база России. Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока России. - М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1999. T.V. Кн.2. - 638 с.). Предпосылкой использования дисперсного органо-минерального материала в качестве модифицирующей добавки для модификации битума в технологии получения асфальтобетонной смеси, помимо обширной сырьевой базы и дешевизны, явились его специфические свойства, обусловленные его повышенной удельной поверхностью, развитой поровой структурой, а также высокими адсорбционными характеристиками (5. Николаева Л.А. Брикетирование бурого угля с использованием модифицированного гудрона // Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 25.00.13. - Иркутск, 2011. - 135 с).

Изучение текстурных характеристик бурых углей показывает, что активированный бурый уголь характеризуется меньшим размером частиц, повышенной удельной геометрической поверхностью, а также увеличенным количеством пор, о чем можно судить по увеличению удельного объема пор по сравнению с неактивированным угольным порошком (табл.2).

Таблица 2
Текстурные характеристики бурых углей
Показатели Неактивированный бурый уголь Активированный бурый уголь
Удельный объем пор, см3 0,013 0,140
Удельная геометрическая поверхность, м2 2,704 5,440

Исследования дисперсности наполнителей показывают, что если размер отдельных частиц бурых углей до активации составляет >180 мкм, то после обработки в планетарной мельнице он снижается на два порядка. Таким образом, исследования показали, что механоактивация приводит к усилению адсорбционных свойств и увеличению дисперсности бурых углей.

Известняковый щебень (далее - щебень) - это осадочная горная порода, состоящая главным образом из карбоната кальция (кальцита), имеющего химическую формулу СаСО3 (6. Копылов В.Е., Николаева Л.А. Повышение качества асфальтобетона за счет использования модифицированного нефтяного вяжущего // Сб. тр. Всеросс. науч. - пр. конф. «Живые системы и конструкционные материалы в условиях криолитозоны». - Якутск: Изд-во СВФУ, 2011. - С.304-307).

Состав для асфальтобетонной смеси готовят следующим образом.

Асфальтобетонная смесь включает в качестве минерального материала известняковый щебень фракции 0-5 мм, в качестве связующего - битум марки БНД 90/130 и содержит в качестве структурирующей добавки механоактивированный активированный бурый уголь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известняковый щебень фракции 0-5 мм - 93

нефтяной вязкий битум - 6,3

активированный бурый уголь - 0,7.

Бурый уголь перед смешением с битумом (нефтяным связующим) высушивается при 110°С для удаления части остаточной воды и подвергается механической активации на планетарной мельнице АГО-2 с частотой вращения водила 630 об/мин и барабана 1290 об/мин в течение двух минут для диспергирования и повышения адсорбционной способности. В предварительно нагретый при 110°С и измельченный известняковый щебень (размер фракции 0-5 мм) вводится приготовленная связующая композиция и смесь перемешивается при заявляемых отношениях при температуре 140-150°С до образования однородной смеси.

Приготовление предлагаемой асфальтобетонной смеси не требует дополнительных устройств и приспособлений. Смесь легко получается смешением входящих в ее состав ингредиентов на стандартном оборудовании, имеющемся на асфальтобетонных заводах.

Исследуемые цилиндрические образцы диаметром 50,5 мм и высотой 50,5 мм испытывали на прочность при сжатии согласно ГОСТ 9128-2009. Результаты сравнительных испытаний сведены в табл.3. Как следует из сопоставительного анализа механических характеристик асфальтобетона, прочность при сжатии образцов предложенного состава выше примерно в 1,5-3 раза по сравнению с асфальтобетонными смесями известных составов и прототипа.

Таблица 3
Прочностные характеристики асфальтобетонов
Состав σсж, МПа
0°С 20°С 50°С
1 Щебень 93 мас.% + битум 7 мас.% 13,5 1,8 2,0
2 Щебень 83 мас.% + гудрон 7 мас.% + уголь 10 мас.% (прототип) 7,8 1,6 0,8
3 Щебень 93 мас.% + битум 6,3 мас.% + акт.уголь 0,7 мас.% 14,6 6,1 2,8
4 ГОСТ 9128-2009 9,0 2,5 1,0

Асфальтобетонная смесь, включающая в качестве минерального материала известняковый щебень фракции 0-5 мм, в качестве модификатора - бурый уголь, отличающаяся тем, что она содержит в качестве связующего нефтяной вязкий битум марки БНД 90/130, а в качестве модификатора - механоактивированный бурый уголь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
известняковый щебень фракции 0-5 мм - 93;
нефтяной вязкий битум - 6,3;
механоактивированный бурый уголь - 0,7.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения асфальтовой смеси, предназначенной для последующего промежуточного хранения и последующей укладки в виде дорожного покрытия или подобного применения.

Изобретение относится к асфальту и асфальто-минеральным композициям, приемлемым для дорожных покрытий или нанесения покрытий на поверхность сооружений. Асфальто-минеральная композиция содержит 100 мас.ч.
Изобретение относится к созданию защитных и гидроизоляционных материалов на основе битумов. Способ получения модифицированной битумно-латексной эмульсионной композиции включает смешение водно-битумной эмульсии, полученной из водной фазы, приготовленной добавлением в водный раствор щелочи эмульгатора на основе аддукта - продукта взаимодействия кислот растительных масел с ди-, три-полиолами нормального и/или изостроения в присутствии натриевых солей алкилбензолсульфокислот и битума.

Изобретение относится к лакокрасочному материалу, модифицированному нанодисперсными слоистыми силикатами, диспергированными в растворе высокомолекулярного соединения при помощи ультразвуковой обработки.
Изобретение относится к строительным материалам широкого спектра применения и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ.
Изобретение относится к составам битумных композиций, используемых в строительстве для гидроизоляции и герметизации элементов конструкций и сооружений. .

Изобретение относится к получению битумных эмульсий и может быть использовано в дорожном строительстве и при защите от коррозии стали. .

Изобретение относится к полимерам, предназначенным для использования в модифицированной полимером композиции битумного вяжущего. .

Изобретение относится к битумной композиции для применения в области битумов, дорожного строительства и промышленности. .

Изобретение относится к области получения битумполимерных материалов, в частности к способу получения битумполимерных материалов из битума и/или нефтяных остатков и полиэтилена.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ производства содержащих карбонат кальция материалов, поверхность частиц которых имеет улучшенные свойства адсорбции диспергатора, включает следующие стадии: a) получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии или в сухом виде; b) получение, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения, выбранного из группы, в которую входят гидроксид лития, или оксид лития, или неорганические и/или органические мономерные соли лития, выбранные из группы, в которую входят соли одно- или многоосновных кислот, например карбонат лития, сульфаты лития, цитрат лития, гидрокарбонат лития, ацетат лития, хлорид лития, фосфат лития, в сухом виде или в водном растворе, и их смеси; c) сочетание, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения по стадии b) и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала по стадии a).
Изобретение относится к отделке внутренней поверхности стен. Способ отделки внутренней стены включает подготовку основы строительных панелей, содержащих гипс, цемент или их комбинации.
Изобретение относится к штукатурообразному материалу и может быть использовано в покрытиях и изделиях. Облицованная панель включает строительную панель и высушенное покрытие, содержащее полугидрат сульфата кальция в латексной полимерной матрице, свободной от воды и содержащей двухкомпонентный агент, предотвращающий схватывание.
Изобретение относится к тонкопленочным стеклокерамическим покрытиям, широко применяемым в материаловедении и медицинском материаловедении, в частности. Способ получения многослойного покрытия на основе SiO2-ZrO2-P2O5-CaO включает приготовление пленкообразующего раствора (ПОР) с дальнейшим последовательным нанесением на кремневую подложку первого слоя ПОР, затем второго слоя ПОР, затем повторно первого ПОР.
Шпаклевка // 2495067
Изобретение относится к составам шпаклевок для выравнивания поверхностей бетонных изделий и касается шпаклевки. Шпаклевка содержит, мас.%: портландцемент 28,0-32,0; вода 24,0-26,0; бентонитовая глина 1,0-1,5; кварцевый песок 42,85-44,4; лигносульфонат технический модифицированный 0,1-0,15.
Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Композиция антифрикционного твердою смазочного покрытия содержит дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, дополнительно содержит тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензию фторопласта Ф-4Д и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: дисульфид молибдена 50-56; тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс 4-8; азотнокислое серебро 2-4; азотная кислота 3-7; фосфорная кислота 10-12; оксид меди 1-3; суспензия фторопласта Ф-4Д 13-15; вода остальное.
Изобретение относится к химической промышленности для создания огнестойких и теплоизоляционных покрытий и касается огнезащитного силикатного покрытия по металлу.
Изобретение относится к химической промышленности и касается создания огнестойких и теплоизоляционных покрытий. .
Изобретение относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур и агрессивных сред, и может быть использовано в строительстве, машиностроении, химической промышленности, транспорте, авиационной, космической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к получению изделий с многослойным светочувствительным покрытием и может быть использовано для получения тонкопленочных солнечных элементов, фотокаталитических изделий.

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений.
Наверх