Вяжущее (полиэтилен-гудроновое вяжущее - пэгв) для дорожных покрытий


 


Владельцы патента RU 2519207:

Открытое акционерное общество "Газпром нефть-Московский НПЗ" (ОАО "Газпром нефть - МНПЗ") (RU)

Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно - к вяжущим материалам для создания асфальтобетонного дорожного покрытия на основе прямогонного гудрона. Вяжущее содержит, в мас.%: глубокоокисленный гудрон - 30-40; полиэтилен высокого давления - 1,5-3,5; серу элементарную - 0,15-0,45; прямогонный гудрон - до 100. Полученное вяжущее обладает как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При этом не используют дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к полимерно-битумным вяжущим. 2 табл.

 

Изобретение относится к созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно - к вяжущим материалам для дорожного асфальтобетонного покрытия.

Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блоксополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые разработан ГОСТ Р 52056-2003.

К числу основных эксплуатационных недостатков ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003 (помимо высокой себестоимости) следует отнести использование в качестве основы вяжущего материала битума строго определенного качества по ГОСТ 22245-90, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и снижается его уровень качества. Этот недостаток можно отнести ко всем российским полимерно-битумным вяжущим материалам на основе окисленного битума. Самым же серьезным недостатком российских ПБВ является использование дорогостоящих пластификатора (индустриального масла И-40) и полимеров-термоэластопластов, в качестве которых используют стирол-бутадиенстирольные каучуки (СБС).

Известно (Пат. РФ №2299228, 2007) битумное вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум 44,4-98
Блоксополимеры алкадиена и стирола 0,1-22,3
Масло индустриальное 1,9-33,3

Недостатком этого известного вяжущего также является необходимость использования пластификатора - индустриального масла, в качестве одного из компонентов окисленного битума марок БНД по ГОСТ 22245-90, обладающего невысокой устойчивостью к старению, а также дорогостоящего полимера - термоэластопласта - блоксополимера алкадиена и стирола.

Известна (Пат. РФ №2327719, 2008) битумно-резиновая композиция, которая может быть использована в качестве вяжущего в дорожном строительстве. Композиция включает, в мас.%: битум - 70-80, крошку из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин - 15-25 и нафталиновую фракцию каменноугольной смолы - 5-10.

Недостатком этой композиции является использование окисленных битумов, о чем было сказано выше, а также использование крошки из вулканизированной резины из отработанных автомобильных шин, которая не связана никакими физическими или химическими связями с нефтяной основой, что не позволяет обеспечить кинетическую (седиментационную) устойчивость получаемого ПБВ. А это неизбежно приводит сначала к снижению, а затем и к потере ими необходимого уровня основных эксплуатационных показателей качества.

Наиболее близким вяжущим (Пат. РФ №2397187, 2010), взятым за прототип, является полимерно-гудроновое вяжущее для дорожных покрытий, которое содержит, мас.%:

Гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с 83,0-91,3
Масло индустриальное 5,0-12,0
Блоксополимер алкадиена и стирола 3,5-5,0

В данном вяжущем битум заменен на более дешевый материал с более высокой устойчивостью к старению - гудрон, однако это вяжущее имеет следующий недостаток: использование значительных количеств дорогостоящих пластификаторов (индустриальное масло) и полимера - термоэластопласта - блоксополимера алкадиена и стирола, который способен образовывать собственный структурный каркас. Кроме того, эта структура также не связана с пространственной структурой гудрона, образованной его смолистоасфальтеновыми компонентами.

Задачей предлагаемого изобретения являлась разработка вяжущего для дорожных асфальтобетонных покрытий, которое отличалось бы использованием более дешевых и доступных компонентов по сравнению с ПБВ, и по уровню своих основных эксплуатационных показателей было бы максимально приближено к значениям нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, обеспечивающих их надежную эксплуатацию в составе асфальтобетонных смесей. Но при этом обладало бы необходимым уровнем эластичности в отличие от окисленных битумов дорожных марок по ГОСТ 22245-90, лишенных этого свойства.

Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для дорожных асфальтобетонных покрытий на основе прямогонного гудрона, содержащее в мас.%:

Глубокоокисленный гудрон 30-40
Полиэтилен ПЭВД 1,5-3,5
Сера элементарная 0,15-0,45
Прямогонный гудрон до 100

Состав и назначение компонентов, образующих заявляемое вяжущее (полиэтилен-гудроновое вяжущее - ПЭГВ) для дорожных покрытий:

- прямогонный гудрон с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - ВУ580=60-160 c. Является кубовым остатком вакуумной перегонки мазутов и отличается от окисленных битумов и гудронов наличием компонентов с ненасыщенными углеродными связями, позволяющими проводить процесс прививки к ним молекул полимера с образованием устойчивой структуры модифицированного вяжущего. Кроме того, использование в качестве нефтяной основы такого маловязкого, по сравнению с окисленными дорожными битумами, компонента как прямогонный гудрон позволяет отказаться от использования для растворения полимера дорогостоящих пластификаторов;

- глубокоокисленный гудрон (битум нефтяной строительный марки БН 90/10 по ГОСТ 6617-90). Необходим для придания композиции прочностных свойств, т.е. необходимого уровня пенетраци;

- элементарная сера, в качестве которой используют серу техническую газовую комовую по ГОСТ 127.1-93, является вулканизирующим агентом в композиции. Использование в композиции элементарной серы позволяет, кроме того, квалифицированно решать проблему ее утилизации, которая чрезвычайно актуальна с экологической точки зрения;

- полиэтилен, который является термопластом, т.е. не обладает эластичностью. В композиции используют полиэтилен высокого давления ПЭВД по ГОСТ 16337-77. Является существенно более дешевым и доступным полимером по сравнению с термоэластопластами.

Несмотря на то, что полиэтилен ПЭВД является термопластом и не обладает эластичностью как термоэластопласт типа СБС, в предложенной композиции за счет прививки молекул полиэтилена через серные связи к ненасыщенным связям прямогонного гудрона, структура которого обладает эластичностью, происходит образование нефтеполимерной устойчивой эластичной структуры. Образующиеся привитые структуры придают вяжущим несколько более низкий уровень пластичности по сравнению с ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003, но уже, в отличие от окисленных битумов дорожных марок, обладают эластичностью.

ПЭГВ для строительства и ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения подаваемых дозировочными насосами компонентов в течение 2,5-3,5 часов в обогреваемых резервуарах при температурах 140-180°С путем циркуляции и использования стационарных обогреваемых смесителей.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было подготовлено 8 образцов композиций различного состава. Состав этих образцов вяжущего представлен в таблице 1.

В таблице 2 приведены сопоставительные данные о показателях качества исследуемых композиций и о требованиях к полимерно-битумным вяжущим (ПБВ) ГОСТ Р 52056-2003.

Из данных таблицы 2 следует, что разработанные образцы вяжущего на основе смесей прямогонного и глубокоокисленного гудронов соответствуют требованиям стандарта к полимерно-битумным вяжущим по всем основным показателям прочности (значения пенетрации и температуры размягчения) и низкотемпературных характеристик (значения температуры хрупкости, пенетрации и растяжимости при 0°С). Более низкие (по сравнению с ПБВ) значения уровня эластичности ПЭГВ (обеспеченные асфальтеновыми структурами прямогонного гудрона? привитыми к молекулам полиэтилена) позволяют рекомендовать их для широкого использования в дорожном строительстве вместо не имеющих эластических свойств и, следовательно, менее долговечных дорожных марок окисленных битумов. Аналогичные результаты были получены и для образцов №№7 и 8.

Таким образом, заявленная композиция, благодаря сочетанию предлагаемых компонентов в определенных соотношениях, позволяет получить вяжущее для дорожных покрытий, обладающее как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При этом не используют дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к ПБВ по ГОСТ Р 52056-2003.

Таблица 1
Состав композиций вяжущего ПЭГВ
Наименование компонента Содержание компонентов (в мас.%) в образцах №
1 2 3 4 5 6 7 8
Глубокоокисленный гудрон (битум БН 90/10) 40,0 40,0 40,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Полиэтилен ПЭВД 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 1.5 3.5
Сера элементарная 0,15 0,30 0,45 0,15 0,3 0,45 0,15 0,45
Гудрон прямогонный До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100

Вяжущее для дорожных асфальтобетонных покрытий на основе прямогонного гудрона, содержащее в мас.%:

глубокоокисленный гудрон 30-40
полиэтилен высокого давления 1,5-3,5
сера элементарная 0,15-0,45
гудрон прямогонный до 100.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к асфальтодорожному строительству и непосредственно касается способов обработки асфальтобетонных покрытий с применением композиций на основе битумполимерных вяжущих.
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 строительного производства в автодорожной отрасли и может быть применено при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-кварцевых асфальтобетонов.
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к пластификаторам, используемым в производстве битумов. Пластификатор представляет собой продукт взаимодействия 15,0-15,5 мас.% стирола, 2,4-4,0 мас.% пероксида циклогексанона, 3,1-6,0 мас.% 10%-ного раствора нафтената кобальта в стироле и переокисленного битума - остальное.
Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, в частности получению битумно-резиновых композиций связующего для дорожного покрытия на основе битума, 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 области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов от коррозии, в дорожном строительстве, для аккумуляторной промышленности, в машиностроении и гражданском строительстве.
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 может быть использовано в создании дорожных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, соляную кислоту, эмульгатор - циклический амин формулы , где R=СH3-С3H7, стабилизатор, в качестве которого используют блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида, и воду.
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 созданию материалов, используемых при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для асфальтобетонного дорожного покрытия на основе прямогонного гудрона. Вяжущее содержит, в мас.%: глубокоокисленный гудрон - 30-40; полиэтилен высокого давления - 1,5-3,5; резиновую крошку - 1,5-3,5; серу элементарную - 0,15-0,45; прямогонный гудрон - до 100. Полученное вяжущее обладает как высокими прочностными свойствами, так и достаточной эластичностью. При его производстве не используются дорогостоящие пластификаторы и применяют более дешевые и доступные компоненты. Это позволяет расширить ассортимент вяжущих материалов для дорожно-строительных работ, соответствующих уровню основных нормативных требований к полимерно-битумным вяжущим. 2 табл.

Изобретение относится к области полимерных строительных гидроизоляционных материалов, применяемых в производстве и ремонте кровли, герметиков и ремонтных материалов, используемых для гидроизоляционной защиты бетонных, кирпичных и т.п. надземных и подземных сооружений, а также антикоррозийной защиты металлических конструкций и трубопроводов. Мастика включает нефтяной битум БНД 60/90, бутадиен-стирольный полимер ДСТ 30-01, эмульгатор Тамин Т4, тонкомолотый минеральный наполнитель, в качестве которого используется отход мокрой магнитной сепарации (ММС), предварительно измельченный, и воду. Соотношение компонентов следующее, мас.%: битум нефтяной БНД 60/90 - 49-51; полимер ДСТ 30-01 - 6; эмульгатор Тамин Т4 - 2,5; минеральный наполнитель - 10-13; вода - остальное. Мастика обладает повышенными физико-механическими свойствами, такими как адгезия к бетону и водопоглощение, стойкостью в большом диапазоне эксплуатируемых температур, а также низкой себестоимостью изготовления, что позволяет повысить качество и долговечность гидроизоляции, снизив издержки на содержание искусственных сооружений. 5 ил., 1 пр.

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению материалов дорожностроительного назначения с использованием вяжущего на основе битума с применением в качестве модификатора битума резиновой крошки из отходов резин общего, в том числе шинного назначения. Асфальтобетонная смесь, содержащая щебень, отсев щебня, песок и нефтяной битум БНД 90/130, наномодифицированный механоактивированной смесью резиновой крошки с добавкой, где для модификации битума используют резиновую крошку размером 0,25 мм, а в качестве добавки - природный цеолит, при следующем соотношении ингредиентов, % масс.: указанный битум 93,0 от массы резинобитумной смеси, указанная крошка 7,0 от массы резинобитумной смеси, природный цеолит 2,0 от массы резиновой крошки. Технический результат - повышение пластичности при отрицательных температурах. 1 пр., 6 табл.
Изобретение относится к составам асфальтобетонных смесей и может быть использовано при производстве износостойких долговечных дорожных покрытий с регулируемыми эксплуатационно-технологическими свойствами. Технический результат - повышение водостойкости асфальтобетонных смесей. Асфальтобетонная смесь, содержащая нефтяной вязкий битум, наполнитель, песок фр. до 5 мм, щебень и добавку, содержит в качестве щебня гранитный щебень фр. 5-15 мм, песка - отсев дробления горных пород, наполнителя - шлам водоподготовки ТЭЦ и в качестве добавки - однородное короткофиберное целлюлозное волокно и органоминеральный модификатор, содержащий шлам водоподготовки ТЭЦ, портландцемент, полимерную добавку Butonal NS 198 и пирофосфат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяной вязкий битум 6,3-6,9, гранитный щебень фр. 5-15 мм 62,8-67,5, отсев дробления горных пород фр. 0-5 мм 13,5-17,6, однородное короткофиберное целлюлозное волокно 0,2, наполнитель - шлам водоподготовки ТЭЦ 12,47-12,48, шлам водоподготовки ТЭЦ 0,0158-0,0238, портландцемент 0,0016-0,00235, полимерная добавка Butonal NS 198 0,0024-0,00357, пирофосфат натрия 0,0002-0,00028. 2 табл.

Изобретение относится к получению полимерно-битумных композиций на основе нефтяных битумов. Получаемые композиции могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве вяжущего для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных, гидроизоляционных работ, для производства мастик и клеев. Способ включает нагревание при перемешивании битума и полимер-модификатора, причем полимер-модификатор получают непосредственно в среде битума путем радикальной полимеризации виниловых мономеров при температуре 60-80°С в присутствии инициатора радикальной полимеризации. Процесс получения композиции ведут в течение 2-4 часов при этой же температуре. При этом в качестве битума используют нефтяной битум. Соотношение компонентов следующее, мас.%: виниловый мономер - 2-10; инициатор, мас.% от массы мономера - 0,5-4; нефтяной битум - остальное. Результатом является расширение ассортимента полимерно-битумных композиций с улучшенными эксплуатационными характеристиками при упрощении технологии приготовления композиции, обеспечение возможности проведения процесса приготовления композиций в непрерывном режиме и отсутствие дорогостоящих ингредиентов при их получении. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к промышленному и гражданскому строительству, используется для защиты от коррозии наружных поверхностей магистральных трубопроводов, а также для покрытия гипсоволокнистых, древесно-стружечных плит и деревянных поверхностей от разрушающего воздействия окружающей среды. Гидроизоляционный материал включает битумно-полимерный компонент HL, композиционную олифу в качестве пластификатора, минеральный мелкодисперсный наполнитель - природный мел, антикоррозионный пигмент в виде алюминиевой пудры и растворитель - ксилол. Изобретение обеспечивает сохранение прочности покрытия длительное время в широком диапазоне температур от +40°С до -40°С. 1 табл.
Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства дорожных покрытий II-III технических категорий. Щебеночно-мастичная ЩМ смесь для строительства и ремонта дорожных покрытий, содержащая минеральный материал, дисперсно-армирующую добавку - резиновый термоэластопласт РТЭП, и дорожный битум, где битум модифицирован добавками «Азол 1003» и поверхностно-активным веществом EVOTHERM®J-1, при их следующем соотношении, масс.%: битум БНД 60/90 98,6-99,3, «Азол 1003» 0,3-0,7, поверхностно-активное вещество EVOTHERM®J-1 0,4-0,7, при следующем соотношении компонентов, масс.%: минеральный материал 93,50-94,20, дисперсно-армирующая добавка РТЭП 0,2-0,4, модифицированный битум БНД 60/90 5,6-6,1. Технический результат - снижение температуры укладки и уплотнения ЩМ смесей и повышение их прочности, водостойкости, сцепления. 1 пр., 5 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а также к области утилизации отходов промышленного, медицинского и бытового назначения, которые могут быть использованы как для производства строительных материалов, так и для производства твердого топлива (экоугля). Высоконаполненный композиционный материал, содержащий в качестве компонентов отходы термопластичных полимеров, отработанное минеральное масло и битум, дополнительно содержит органический наполнитель, например, углеводородные сорбенты, такие как торф, водоросли, кора, а также отходы от ювелирной обработки янтаря - янтарную пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 1,0-60, минеральное отработанное масло 5,0-25, отходы термопластичных полимеров 1,0-8,5, органический наполнитель 25,0-70. Технический результат - расширение области применения. 4 пр.

Группа изобретений относится к строительной технике и может применяться для ремонта кровли путем ее заливки горячей резинобитумной мастикой. Способ включает разогрев битума до температуры 90-120ºС в теплоизолированной емкости (1), добавление резиновой крошки и полиэтилена. Причем в емкость в битум добавляют резиновую крошку в количестве 10-20 мас.% и их перемешивают, а в дополнительную теплоизолированную герметичную емкость (14) засыпают полиэтилен в количестве 1-2 мас.% и заливают подаваемой самотеком смесью битума с резиновой крошкой. Потом полученную смесь подогревают до температуры 130-170ºС и при помощи шестеренчатого насоса (23) осуществляют многократную рециркуляцию смеси через теплоизолированную емкость. Устройство для приготовления мастики содержит теплоизолированную емкость (1) с нагревательным устройством (2), горловиной (3) и перемешивающим устройством (35), привод перемешивания (42), запорную задвижку (12), сливную магистраль (11) и трубопроводы. Причем между запорной задвижкой (12) и горловиной (3) ниже уровня емкости (1) установлена герметичная теплоизолированная дополнительная емкость (14) со вторым нагревательным устройством (19), к выходу из емкости (14) присоединен трубопровод рециркуляции (25) и шестеренчатый насос (23) с приводом (34), выход трубопровода (25) соединен с горловиной (3) емкости (1). Результатом является снижение стоимости мастики при повышении качества и долговечности кровельного мастичного покрытия. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к битумным эмульсиям, используемым в создании дорожных, кровельных и защитных покрытий. Битумная эмульсия включает битум, катионоактивный эмульгатор и кислоту или анионоактивный эмульгатор и щелочь, воду, отход процесса пиролиза углеводородного сырья - тяжелую пиролизную смолу (ТПС) плотностью 1060-1080 кг/м3, содержанием серы 4,5-5,5 мас.%, содержанием тяжелых ароматических соединений 54-55 мас.%, и дополнительно содержит квантовый активатор топлив при следующих соотношениях компонентов, мас.%: битум - 20,0-70,0, эмульгатор - 0,1-5,0, реагент для нейтрализации эмульгатора - 0,5-3,0, ТПС - 0,4-8,0, вода - остальное. Результатом является повышение адгезии эмульсии с минеральным наполнителем, снижение затрат на приготовление, повышение эксплуатационных характеристик, снижение вредных испарений в процессе приготовления и применения. Квантовый активатор топлив растворяет асфальтены, смолы и парафины, тем самым увеличивая срок службы дорожного покрытия и снижая затраты электроэнергии на перемешивание эмульсии за счет снижения вязкости. Благодаря квантовому активатору топлив происходит более равномерное перемешивание битума в объеме водного раствора. 1 табл., 4 пр.
Наверх