Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума

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 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 асфальтобетоная 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. T.2. - C. 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 цеолита при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум - 6,3; механоактивированный цеолит - 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
0°С, не менее
90-130
28
Температура, °С:
размягчения, не ниже
хрупкости, не выше
вспышки, не ниже
43
-17
230
Дуктильность, см, не менее при температуре:
25°С
0°С
65
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 цеолита.

Цеолиты - это группа минералов, представляющая собой водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов с общей формулой Me2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O, где Me - катион щелочного и щелочноземельного металла, а n - его валентность. Они представляют собой пепловые туфы, образованные в результате уплотнения пеплов древних вулканов.

Способность цеолитов после дегидратации сорбировать молекулы различных газов, размеры которых не превышают размеры «входных окон» во внутрикристаллические полости, служит основой применения цеолитов в качестве адсорбентов. Цеолиты называют также молекулярными ситами, поскольку в их кристаллах имеется развитая система пор и каналов молекулярного размера, что обусловливает их уникальные адсорбционные свойства (4. Колодезников К.Е. Типы цеолитового сырья месторождения Хонгуруу / Перспективы применения цеолитовых пород месторождения Хонгуруу. - Якутск, Якутский научный центр СО РАН, 1993.).

Предпосылкой использования дисперсного минерального материала в качестве модифицирующей добавки для битума, 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 цеолитов показывает, что активированный цеолит 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 цеолитом (табл.2).

Таблица 2
Текстурные характеристики цеолитов
Показатели Неактивированный цеолит Активированный цеолит
Удельный объем пор, см3 0,033 0,044
Удельная геометрическая поверхность, м2 11,0 16,9

Исследования дисперсности наполнителей показывают, что если размер отдельных частиц цеолитов 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 цеолитов.

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 активированный цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: известняковый щебень фракции 0-5 мм - 93, нефтяной вязкий битум - 6,3, активированный цеолит - 0,7.

Цеолит перед смешением с битумом (нефтяным связующим) высушивается при 110°С для удаления части остаточной воды и подвергается механической активации на планетарной мельнице с частотой вращения водила 630 об/мин и барабана 1290 об/мин в течение трех 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 3,8-4,3 раза, по сравнению с асфальтобетонными смесями известных составов и прототипа. Полученный асфальтобетон обладает улучшенным комплексом прочностных свойств.

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.цеолит 0,7 мас.% 14,0 6,8 2,8
4 ГОСТ 9128-2009 9,0 2,5 1,0

Асфальтобетонная смесь, включающая известняковый щебень фракции 0-5 мм и связующее, модифицированное структурирующей добавкой, отличающаяся тем, что содержит в качестве связующего битум марки БНД 90/130, а 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.



 

Похожие патенты:
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.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к производству дорожно-строительных материалов, и может быть использовано при устройстве и ремонте покрытий автомобильных дорог.
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 относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхнего и нижнего слоев покрытий автомобильных дорог.

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.
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.

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 относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к полимерасфальтобетонной смеси. .
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень, включает, мас.%: измельченная и просеянная через сетку № 5 слюда 5,0-7,0; жидкое стекло 1,0-1,5; вода 29,0-31,0; белый портландцемент 33,0-35,0; молотое и просеянное через сетку № 014 кварцевое стекло 21,0-28,5; этилсиликонат натрия или метилсиликонат натрия 0,5-1,0; по меньшей мере один компонент из группы: окись хрома, ультрамарин, охра, редоксайд, пиролюзит, сурик железный 0,3-3,0.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для имитации природного камня содержит, мас.%: угольную пыль 3,0-5,0; измельченную и просеянную через сетку №5 слюду 10,0-15,0; портландцемент 30,0-35,0; вспученный шунгитовый песок 3,0-5,0; кварцевый песок 45,0-49,0.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 25,0-27,0; золоншаковый наполнитель 52,22-56,36; просеянную через сито №10 крошку пенополиэтилена 0,06-0,08; нарезанное на отрезки 5-15 мм асбестовое волокно 0,4-0,6; древесную омыленная смолу 0,12-0,16; воду 18,0-20,0. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков дня малоэтажного строительства. Технический результат - повышение прочности.

Изобретение относится к цементным смесям с добавками, используемыми для защиты от коррозии внутренних поверхностей стальных трубопроводов систем тепловодоснабжения.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов, и предназначено для защиты от огня элементов конструкций: воздуховодов, приточно-вытяжных систем общеобменной, аварийной, противодымной вентиляции, систем кондиционирования воздуха, каналов технологической вентиляции, в том числе газоходов различного назначения.
Изобретение относится к строительным материалам. Технический результат - повышение механической стойкости и огнезащитной эффективности за счет увеличения времени от начала огневого воздействия до достижения критической температуры на поверхности конструкции или критического уровня ее несущей способности при сохранении целостности покрытия.

Настоящее изобретение относится к композиции магнезиального оксихлоридного цемента (МОЦ), способу ее получения, применению вермикулита вместе с фосфорной кислотой или соответствующей солью в качестве добавки в МОЦ, применению кальцита в качестве добавки в матрицу МОЦ, продукту, полученному отливкой или пульверизацией композиции МОЦ.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для имитации природного камня включает, мас.%: измельченный и просеянный через сетку №5 доменный шлак 30,0-34,0; угольная пыль 30,86-41,4; измельченная и просеянная через сетку №5 слюда 6,0-10,0; портландцемент 22,0-24,0; фенилэтоксисилоксан 0,1-0,14; нарезанное на отрезки длиной 5-15 мм асбестовое волокно 0,5-1,0, при водоцементном отношении 0,45-0,5.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 26,0-28,0; золошлаковый наполнитель 49,6-53,7; фенилэтоксисилоксан 0,06-0,1; технический лигносульфонат ЛСТ 0,24-0,3; воду 20,0-22,0.

Изобретение относится к области получения строительных материалах, а именно к получения цементных бетонов с контролируемым и регулируемым саморазрушением их в воде, в частности, используемых для получения понтонов, нефтяных платформ, опор и т.д. Саморазрушающиеся в воде цементные бетоны получают из смеси, содержащей, масс.%: портландцемент с известняком 26,0-56,0, цемент высокоглиноземистый 0,6-2,4, гипс полуводный 3,0-6,0, песок кварцевый остальное, вода затворения смеси при значении В/Т 0,1-0,18. Возможно использование пластифицирующей добавки. Технический результат - получение саморазрушающихся бетонов с контролируемым и регулируемым временем полного разрушения в воде от 2-х недель до 6-9 месяцев. 1 з.п. ф-лы, 7 табл., 18 ил.

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 90130, в качестве структурирующей добавки - высушенный при 110°C и механоактивированный до удельной поверхности 16,9 м2г цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.: указанный щебень 93, указанный битум 6,3, указанный цеолит 0,7. Технический результат - повышение прочности. 3 табл.

Наверх